發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 07:47

【摘要】：雖然用于骨組織工程的支架繁多,但其各自均有不足之處,很難滿足目前對骨組織修復(fù),替代,重建的要求。因此,制備生物相容性好,能夠模仿細(xì)胞外基質(zhì),力學(xué)強(qiáng)度適宜,而且具有良好成骨作用的新型骨組織工程支架或者改性支架成為關(guān)鍵。在本論文中,基于目前骨組織工程存在的問題,制備了一種新型具有微納交替結(jié)構(gòu)的多層支架,通過向其中載入大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2),研究了該材料的成骨分化功能。 首先,我們利用靜電紡絲技術(shù)制備了PCL納米纖維膜,并通過掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌和直徑大小進(jìn)行了表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn),纖維較光滑,呈無規(guī)分布,表面形貌良好,平均直徑為282nm。接著,我們自行設(shè)計(jì)、裝配了微流控裝置,并利用微流控技術(shù)制備了海藻酸鈣水凝膠微球,通過體視顯微鏡,流變儀等對微球的表面形貌和流變性能進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,微球呈球形,大小均一,而且分散均勻。同時(shí),確定了其粘彈性,也證明了該水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。之后,將靜電紡絲制備的納米纖維膜和微流控制備的微球通過層層不斷疊加,最終得到一層纖維膜,一層微球的多層微納結(jié)構(gòu)支架。 其次,我們從大鼠脛腓骨中提取了原代的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs),將其包裹進(jìn)海藻酸鈣微球中,利用活死細(xì)胞染色和Alamar blue法考察了微球包裹細(xì)胞的生存狀態(tài)和增殖情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)微球中的細(xì)胞大部分處于存活狀態(tài),存活率較高(大于85%)。包裹的細(xì)胞與空白對照組相比,有較緩慢的增殖。接著,將十細(xì)胞和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)共同載入微球和微納結(jié)構(gòu)中,檢測其堿性磷酸酶(ALP)的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)含有BMP-2的微納結(jié)構(gòu)支架組在14和21天時(shí),均具有最高的ALP表達(dá)量。通過茜素紅S (Alizarin Red S)染色定性和定量地考察了體外培養(yǎng)21天時(shí)鈣鹽的沉積。結(jié)果與21天時(shí)的ALP結(jié)果類似。 最后,我們進(jìn)行了體內(nèi)動物實(shí)驗(yàn),將微納結(jié)構(gòu)支架植入到SD大鼠皮下,考察其異位成骨作用。在植入4周和8周后,利用組織學(xué)染色和免疫組化的方法,檢測了體內(nèi)異位成骨效果。結(jié)果表明：植入支架8周后,根據(jù)HE染色顯示,所有支架均有組織的長入。Masson染色表明,除了純微納結(jié)構(gòu)支架組外,含有骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs)或/和口骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的微球支架和微納結(jié)構(gòu)支架均有類似骨組織結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。對骨鈣素的免疫組化結(jié)果表明,含有骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs)或／和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的微球支架和微納結(jié)構(gòu)支架確實(shí)呈現(xiàn)出陽性染色反應(yīng),證明確實(shí)發(fā)生了異位成骨現(xiàn)象。綜上,說明了該新型微納結(jié)構(gòu)支架在骨組織工程領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛能。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2709227