負載Mg元素的GelMA大孔水凝膠支架構建及其骨組織工程的應用研究
發(fā)布時間:2021-10-10 20:20
骨損傷是臨床常見外科疾病,由于自體骨或者同種異體骨來源有限或存在免疫風險,采用人工合成材料作為骨修復材料已成為臨床發(fā)展趨勢。近年來,水凝膠因其含水量高,與天然細胞外基質相似以及多孔性等獨特優(yōu)勢,引起了人們的廣泛關注。大孔水凝膠具備結構上的優(yōu)勢,大孔結構能夠促進營養(yǎng)物質的輸送、代謝產物的排出以及細胞間的交流,可作為良好的組織工程支架。以超細固體顆粒作為乳化劑而得到的Pickering乳液,避免了使用小分子表面活性劑,乳液更穩(wěn)定且生物相容性更好。Mg元素參與骨組織形成、骨代謝和骨礦物結晶等生理過程,在水凝膠材料中,摻入微量Mg元素,可以提高材料的骨修復性能,為骨組織再生修復提供了一個新的路徑。首先通過Pickering乳液法制備了負載MgO納米顆粒的GelMA-co-PEG大孔復合水凝膠。通過測試MgO納米顆粒的水接觸角和用光學顯微鏡觀察制得的Pickering乳液,判斷乳液類型和乳液體系的穩(wěn)定性,表征乳滴粒徑與MgO納米顆粒濃度的關系。并通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡、EDS能譜、動態(tài)力學分析儀、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜對GelMA-co-PEG大孔復合水凝膠的內部形貌、Mg元素含量、力學...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1功能化程度不斷完善的第一代到第三代骨修復材料[24]
?華南理3:大學碩士學位論文???將聚合物或聚合物前體在水性溶劑中混合,然后在低于〇°C的溫度下孵育(如圖1-2)。??在凝膠化過程中,由于冰晶的形成導致單體的局部濃度增加而形成交聯(lián)網絡。合成完全??后,可在室溫下將凝膠融化并洗滌以除去未反應的單體,冰晶的融化即留下了巨大的相??互連通的孔。Irina?N.?Savina等成功以冷沉淀法大規(guī)模(400?mLM"_):生產了具有可控??大孔結構的水凝膠[47]。??近年來,3D打印在大孔水凝膠的制備中引起了廣泛的關注,可以使用預先設計的??計算機建模,通過聚合物的逐層擠出來實現(xiàn)用戶設定的孔徑和結構。此外,水凝膠的3D??孔結構還依賴于凝膠化過程中交聯(lián)網絡的性質。De?France等人已詳細探討了基于模板??化的3D打印大孔水凝膠與其他造孔技術相比,3D打印具有尺寸控制精確,支架??形狀和孔結構規(guī)整的明顯優(yōu)勢,該技術不存在任何隨機事件如氣體發(fā)泡法中的氣體的不??規(guī)則逸出、致孔劑法中致孔劑分布不均勻等。3D打印的大孔水凝膠對于組織1程應用??中為細胞歸巢構建明確的幾何位點特別有優(yōu)勢[49]。??Macromolecules/?Unfronzen?liquid?Ice?crystals?Voids?Polymer??solutes?microphase????%?walls??T<0〇c?匕“d?T>0〇c??Polymer/monomer?Freezing?of?mixture?at?Cryogel?with?interconnected??solution?subzero?temperature?macropores?after?thawing??
?華南理工大學碩士學位論文???粒子的選擇非常廣泛,如:二氧化鈦顆粒.、二氧化硅顆粒、碳納米管、微凝膠、Janus粒??子[551、氧化石墨烯t5?等;④選擇特殊功能的固體粒子可以為體系賦予不同的性能,如??pH響應性、導電性、磁性等,便于構建功能化的材料,引入具有生物活性的固體粒子,??是構建組織工程支架的簞要途徑之一C57,58]。??(a'wnp??6^5^!??_?_?_??O?—?Clay?nanosheet???lrg.184???VCL?PVCL??圖1-4?PVCL-納米粘土復合水凝膠的制備過程示意圖:(a,d)?VCL單體液滴分散在硅酸??鎂鋰納米粘土水溶液體系中,納米粘土片穩(wěn)定于乳液界面處,引發(fā)劑分子吸附于粘土表??面(d),形成Pickering乳液體系5?(b,e)通過紫外光照引發(fā)聚.合..,PVCL鏈與納米粘土??片交聯(lián)形成三維網絡6(c,f)水凝膠中殘余未反應的VCL液滴作為模板,洗滌除去后產??生大孔結構[6火??Figure?1-4?Schematic?diagram?of?the?fabrication?procedure?of?PVCL-Clay?nanocomposite??hydrogels,?(a,?d)?Pickering?emulsions?of?VCL?monomer?droplets?dispersed?in?the?Laponite??clay?aqueous?solution?with?clay?nanosheets?stabilizing?the?interface,?in?which?the?initiator??molecules?are?adsor
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Pickering乳液的制備和應用研究進展[J]. 周君,喬秀穎,孫康. 化學通報. 2012(02)
本文編號:3429091
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1功能化程度不斷完善的第一代到第三代骨修復材料[24]
?華南理3:大學碩士學位論文???將聚合物或聚合物前體在水性溶劑中混合,然后在低于〇°C的溫度下孵育(如圖1-2)。??在凝膠化過程中,由于冰晶的形成導致單體的局部濃度增加而形成交聯(lián)網絡。合成完全??后,可在室溫下將凝膠融化并洗滌以除去未反應的單體,冰晶的融化即留下了巨大的相??互連通的孔。Irina?N.?Savina等成功以冷沉淀法大規(guī)模(400?mLM"_):生產了具有可控??大孔結構的水凝膠[47]。??近年來,3D打印在大孔水凝膠的制備中引起了廣泛的關注,可以使用預先設計的??計算機建模,通過聚合物的逐層擠出來實現(xiàn)用戶設定的孔徑和結構。此外,水凝膠的3D??孔結構還依賴于凝膠化過程中交聯(lián)網絡的性質。De?France等人已詳細探討了基于模板??化的3D打印大孔水凝膠與其他造孔技術相比,3D打印具有尺寸控制精確,支架??形狀和孔結構規(guī)整的明顯優(yōu)勢,該技術不存在任何隨機事件如氣體發(fā)泡法中的氣體的不??規(guī)則逸出、致孔劑法中致孔劑分布不均勻等。3D打印的大孔水凝膠對于組織1程應用??中為細胞歸巢構建明確的幾何位點特別有優(yōu)勢[49]。??Macromolecules/?Unfronzen?liquid?Ice?crystals?Voids?Polymer??solutes?microphase????%?walls??T<0〇c?匕“d?T>0〇c??Polymer/monomer?Freezing?of?mixture?at?Cryogel?with?interconnected??solution?subzero?temperature?macropores?after?thawing??
?華南理工大學碩士學位論文???粒子的選擇非常廣泛,如:二氧化鈦顆粒.、二氧化硅顆粒、碳納米管、微凝膠、Janus粒??子[551、氧化石墨烯t5?等;④選擇特殊功能的固體粒子可以為體系賦予不同的性能,如??pH響應性、導電性、磁性等,便于構建功能化的材料,引入具有生物活性的固體粒子,??是構建組織工程支架的簞要途徑之一C57,58]。??(a'wnp??6^5^!??_?_?_??O?—?Clay?nanosheet???lrg.184???VCL?PVCL??圖1-4?PVCL-納米粘土復合水凝膠的制備過程示意圖:(a,d)?VCL單體液滴分散在硅酸??鎂鋰納米粘土水溶液體系中,納米粘土片穩(wěn)定于乳液界面處,引發(fā)劑分子吸附于粘土表??面(d),形成Pickering乳液體系5?(b,e)通過紫外光照引發(fā)聚.合..,PVCL鏈與納米粘土??片交聯(lián)形成三維網絡6(c,f)水凝膠中殘余未反應的VCL液滴作為模板,洗滌除去后產??生大孔結構[6火??Figure?1-4?Schematic?diagram?of?the?fabrication?procedure?of?PVCL-Clay?nanocomposite??hydrogels,?(a,?d)?Pickering?emulsions?of?VCL?monomer?droplets?dispersed?in?the?Laponite??clay?aqueous?solution?with?clay?nanosheets?stabilizing?the?interface,?in?which?the?initiator??molecules?are?adsor
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Pickering乳液的制備和應用研究進展[J]. 周君,喬秀穎,孫康. 化學通報. 2012(02)
本文編號:3429091
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