HAP/β-TCP/CS、KGM/HA骨組織工程支架材料的制備及臨床前期研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-10 20:52
生物支架材料作為骨損傷治療的載體,加載種子細(xì)胞后形成細(xì)胞復(fù)合材料,移植到骨損傷部位,通過種子細(xì)胞不斷增殖以及分泌因子等作用,誘使種子細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,同時(shí)生物材料在體內(nèi)生物降解,從而達(dá)到修復(fù)骨損傷的目的。骨損傷治療中,種子細(xì)胞和載體材料是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),干細(xì)胞具有自我更新和分化特性,已逐漸成為修復(fù)和治療包括骨損傷、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、貧血等病理性病變和生理性退變的重要手段,臨床應(yīng)用的主要問題是來源受限;骨損傷治療中支架材料應(yīng)具有無毒、適宜的力學(xué)支架結(jié)構(gòu)、可穩(wěn)定持續(xù)完全降解、良好的生物相容性等,目前已知單一材料很難達(dá)到這種要求,本研究以魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan, KGM)、透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid, HA)、羥基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)、β-磷酸三鈣(β-tricalcium phosphate,β-TCP)以及殼聚糖(Chitosan, CS)為原料制備的復(fù)合材料滿足骨組織工程的要求。因此,以復(fù)合支架材料為載體,加載干細(xì)胞治療骨損傷,探討細(xì)胞復(fù)合材料對(duì)骨損傷的修復(fù)和治療作用,具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下: 1. KGM/...
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
1.1 生物支架材料
1.1.1 生物支架材料分類
1.1.2 生物材料支架制備工藝
1.1.3 生物支架特征
1.2 種子細(xì)胞
1.2.1 成骨細(xì)胞
1.2.2 骨髓基質(zhì)細(xì)胞
1.2.3 基因修飾細(xì)胞
1.2.4 干細(xì)胞
1.2.5 種子細(xì)胞存在的問題及展望
1.3 生物活性因子
1.3.1 成纖維細(xì)胞生長因子
1.3.2 胰島素樣生長因子
1.3.3 血小板衍生生長因子
1.3.4 轉(zhuǎn)化生長因子β
1.3.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白
1.3.6 血管內(nèi)皮生長因子
1.4 本課題研究的目的和意義
第二章 生物材料的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料制備技術(shù)路線
2.2.2 KGM/HA多孔支架材料制備技術(shù)路線
2.2.3 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料的制備方法
2.2.4 KGM/HA多孔支架材料的制備方法
2.2.5 支架孔徑分析方法
2.2.6 支架抗壓強(qiáng)度分析方法
2.2.7 支架吸水率分析方法
2.2.8 掃描電鏡(SEM)分析
2.2.9 支架體外降解性能分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料
2.3.2 KGM/HA多孔支架材料
2.4 小結(jié)
第三章 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的制備和鑒定
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.1.1 主要試劑
3.1.2 試劑配制方法
3.1.3 主要儀器
3.1.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
3.1.5 成纖維細(xì)胞來源
3.1.6 天然誘導(dǎo)劑制備
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的制備和鑒定實(shí)驗(yàn)方案
3.2.2 成纖維細(xì)胞的制備
3.2.3 蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
3.2.4 改良MTT法檢測魚卵提取物對(duì)成纖維細(xì)胞增殖的影響
3.2.5 人成纖維細(xì)胞的誘導(dǎo)
3.2.6 免疫細(xì)胞化學(xué)檢測方法
3.2.7 半定量PCR檢測基因表達(dá)量
3.2.8 組織切片制作方法
3.2.9 體內(nèi)分化致瘤實(shí)驗(yàn)
3.2.10 DNA甲基化修飾分析(BSP法)
3.2.11 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析
3.2.12 透射電鏡切片制作
3.2.13 重編程細(xì)胞體外成骨分化誘導(dǎo)
3.2.14 重編程細(xì)胞體外成脂分化誘導(dǎo)
3.2.15 重編程細(xì)胞體外成神經(jīng)細(xì)胞分化誘導(dǎo)
3.2.16 Western Blot分析
3.2.17 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
3.3 結(jié)果
3.3.1 蛋白測定標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.3.2 成纖維細(xì)胞的純度鑒定
3.3.3 成纖維細(xì)胞的形態(tài)學(xué)
3.3.4 魚卵提取物對(duì)成纖維細(xì)胞增殖的影響
3.3.5 誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征與干細(xì)胞標(biāo)志性基因表達(dá)分析
3.3.6 畸胎瘤的組織結(jié)構(gòu)
3.3.7 多潛能基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化分析
3.3.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果
3.3.9 信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白磷酸化結(jié)果
3.3.10 重編程細(xì)胞體外分化潛能
3.3.11 亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第四章 細(xì)胞-支架復(fù)合材料的生物相容性及對(duì)骨損傷的治療和修復(fù)作用
4.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.1.1 主要試劑
4.1.2 主要儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 細(xì)胞-支架生物相容性及骨損傷治療研究總體方案
4.2.2 iMS細(xì)胞的制備
4.2.3 生物支架材料浸提液的制備
4.2.4 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
4.2.5 組織切片的制作步驟
4.2.6 細(xì)胞-支架復(fù)合材料的制備方法
4.2.7 狗橈骨缺損動(dòng)物模型及移植方法
4.2.8 兔橈骨缺損動(dòng)物模型及移植方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 iMS細(xì)胞-HAP/β-TCP/CS復(fù)合材料的生物相容性及骨損傷修復(fù)結(jié)果
4.3.2 iMS細(xì)胞-KGM/HA復(fù)合材料的生物相容性及骨損傷修復(fù)結(jié)果
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 問題及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
附錄B 相關(guān)圖表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]魔芋葡甘聚糖的改性及其在生物材料領(lǐng)域的應(yīng)用概況[J]. 許東穎,盛家榮,李光吉. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(11)
[2]殼聚糖基因納米粒子的細(xì)胞攝入和體外毒性研究[J]. 張海玲,王芹,宋麗萍,岳井銀,冷希崗. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2007(06)
[3]魔芋葡甘聚糖結(jié)構(gòu)改性及其生物學(xué)特性在組織工程復(fù)合材料中的作用[J]. 景森,張峰,陳慶華,潘興華,龐榮清. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2007(35)
[4]Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency[J]. James A Thomson. Cell Research. 2007(01)
[5]軟骨組織工程支架材料研究的現(xiàn)狀[J]. 李強(qiáng),孫正義. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2007(01)
[6]骨組織工程種子細(xì)胞的研究近況[J]. 王萍,鄒霓. 中國臨床康復(fù). 2006(41)
[7]磷酸鈣生物材料固有骨誘導(dǎo)性的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 包崇云,張興棟. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(02)
[8]Identification of two distinct transactivation domains in the pluripotency sustaining factor nanog[J]. GUANG Jin PAN, DUAN QING PEI Institute of Pharmacology, Department of Biological Sciences and Biotechnology and State Key Labora tory of Biomembrane and Membrane Biotechnology, Tsinghua Institutes of Biomedicine, Tsinghua University, 100084 Beijing, China. E-mail: duanqing@aol.com Department of Pharmacology, University of Minnesota, Minneapolis, MN55455, USA. Cell Research. 2003(06)
[9]HA/TCP雙相陶瓷肌內(nèi)長期植入誘導(dǎo)成骨的實(shí)驗(yàn)觀察[J]. 盧曉風(fēng),盧冰,張杰,張真,李勝富,步宏,李幼平,程驚秋. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2002(03)
本文編號(hào):3690332
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
1.1 生物支架材料
1.1.1 生物支架材料分類
1.1.2 生物材料支架制備工藝
1.1.3 生物支架特征
1.2 種子細(xì)胞
1.2.1 成骨細(xì)胞
1.2.2 骨髓基質(zhì)細(xì)胞
1.2.3 基因修飾細(xì)胞
1.2.4 干細(xì)胞
1.2.5 種子細(xì)胞存在的問題及展望
1.3 生物活性因子
1.3.1 成纖維細(xì)胞生長因子
1.3.2 胰島素樣生長因子
1.3.3 血小板衍生生長因子
1.3.4 轉(zhuǎn)化生長因子β
1.3.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白
1.3.6 血管內(nèi)皮生長因子
1.4 本課題研究的目的和意義
第二章 生物材料的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料制備技術(shù)路線
2.2.2 KGM/HA多孔支架材料制備技術(shù)路線
2.2.3 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料的制備方法
2.2.4 KGM/HA多孔支架材料的制備方法
2.2.5 支架孔徑分析方法
2.2.6 支架抗壓強(qiáng)度分析方法
2.2.7 支架吸水率分析方法
2.2.8 掃描電鏡(SEM)分析
2.2.9 支架體外降解性能分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料
2.3.2 KGM/HA多孔支架材料
2.4 小結(jié)
第三章 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的制備和鑒定
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.1.1 主要試劑
3.1.2 試劑配制方法
3.1.3 主要儀器
3.1.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
3.1.5 成纖維細(xì)胞來源
3.1.6 天然誘導(dǎo)劑制備
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的制備和鑒定實(shí)驗(yàn)方案
3.2.2 成纖維細(xì)胞的制備
3.2.3 蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
3.2.4 改良MTT法檢測魚卵提取物對(duì)成纖維細(xì)胞增殖的影響
3.2.5 人成纖維細(xì)胞的誘導(dǎo)
3.2.6 免疫細(xì)胞化學(xué)檢測方法
3.2.7 半定量PCR檢測基因表達(dá)量
3.2.8 組織切片制作方法
3.2.9 體內(nèi)分化致瘤實(shí)驗(yàn)
3.2.10 DNA甲基化修飾分析(BSP法)
3.2.11 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析
3.2.12 透射電鏡切片制作
3.2.13 重編程細(xì)胞體外成骨分化誘導(dǎo)
3.2.14 重編程細(xì)胞體外成脂分化誘導(dǎo)
3.2.15 重編程細(xì)胞體外成神經(jīng)細(xì)胞分化誘導(dǎo)
3.2.16 Western Blot分析
3.2.17 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
3.3 結(jié)果
3.3.1 蛋白測定標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.3.2 成纖維細(xì)胞的純度鑒定
3.3.3 成纖維細(xì)胞的形態(tài)學(xué)
3.3.4 魚卵提取物對(duì)成纖維細(xì)胞增殖的影響
3.3.5 誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征與干細(xì)胞標(biāo)志性基因表達(dá)分析
3.3.6 畸胎瘤的組織結(jié)構(gòu)
3.3.7 多潛能基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化分析
3.3.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果
3.3.9 信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白磷酸化結(jié)果
3.3.10 重編程細(xì)胞體外分化潛能
3.3.11 亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第四章 細(xì)胞-支架復(fù)合材料的生物相容性及對(duì)骨損傷的治療和修復(fù)作用
4.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.1.1 主要試劑
4.1.2 主要儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 細(xì)胞-支架生物相容性及骨損傷治療研究總體方案
4.2.2 iMS細(xì)胞的制備
4.2.3 生物支架材料浸提液的制備
4.2.4 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
4.2.5 組織切片的制作步驟
4.2.6 細(xì)胞-支架復(fù)合材料的制備方法
4.2.7 狗橈骨缺損動(dòng)物模型及移植方法
4.2.8 兔橈骨缺損動(dòng)物模型及移植方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 iMS細(xì)胞-HAP/β-TCP/CS復(fù)合材料的生物相容性及骨損傷修復(fù)結(jié)果
4.3.2 iMS細(xì)胞-KGM/HA復(fù)合材料的生物相容性及骨損傷修復(fù)結(jié)果
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 問題及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
附錄B 相關(guān)圖表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]魔芋葡甘聚糖的改性及其在生物材料領(lǐng)域的應(yīng)用概況[J]. 許東穎,盛家榮,李光吉. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(11)
[2]殼聚糖基因納米粒子的細(xì)胞攝入和體外毒性研究[J]. 張海玲,王芹,宋麗萍,岳井銀,冷希崗. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2007(06)
[3]魔芋葡甘聚糖結(jié)構(gòu)改性及其生物學(xué)特性在組織工程復(fù)合材料中的作用[J]. 景森,張峰,陳慶華,潘興華,龐榮清. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2007(35)
[4]Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency[J]. James A Thomson. Cell Research. 2007(01)
[5]軟骨組織工程支架材料研究的現(xiàn)狀[J]. 李強(qiáng),孫正義. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2007(01)
[6]骨組織工程種子細(xì)胞的研究近況[J]. 王萍,鄒霓. 中國臨床康復(fù). 2006(41)
[7]磷酸鈣生物材料固有骨誘導(dǎo)性的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 包崇云,張興棟. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(02)
[8]Identification of two distinct transactivation domains in the pluripotency sustaining factor nanog[J]. GUANG Jin PAN, DUAN QING PEI Institute of Pharmacology, Department of Biological Sciences and Biotechnology and State Key Labora tory of Biomembrane and Membrane Biotechnology, Tsinghua Institutes of Biomedicine, Tsinghua University, 100084 Beijing, China. E-mail: duanqing@aol.com Department of Pharmacology, University of Minnesota, Minneapolis, MN55455, USA. Cell Research. 2003(06)
[9]HA/TCP雙相陶瓷肌內(nèi)長期植入誘導(dǎo)成骨的實(shí)驗(yàn)觀察[J]. 盧曉風(fēng),盧冰,張杰,張真,李勝富,步宏,李幼平,程驚秋. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2002(03)
本文編號(hào):3690332
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