本文關(guān)鍵詞：賴氨酸對電紡PLGA超細纖維降解的pH調(diào)控及生物相容性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通過電紡絲方法制備的納/微米級超細纖維材料是近年來廣受關(guān)注的一類組織工程支架構(gòu)建材料。在各類電紡材料中，生物可降解的合成聚-羥基酸酯類材料，尤其是乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA），由于具有良好的生物相容性、可控的生物降解性能以及較高的力學強度等優(yōu)點，已在工程化不同的生物組織和藥物釋放領(lǐng)域中獲得廣泛應用。但是PLGA的酸性降解產(chǎn)物會導致支架周圍環(huán)境的pH下降，從而引起生物相容性問題。目前國內(nèi)外雖然有較多的生物可降解聚酯類材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應用---包括在組織工程和藥物釋放領(lǐng)域的應用，以及對其體內(nèi)和體外降解過程的研究，并取得了較大進展，但是對于如何消除降解產(chǎn)物的酸性作用，并克服由此帶來的負面影響的研究則不是太多。 為了解決此問題，本文報道了在PLGA超細纖維中引入一種堿性賴氨酸（Lys）來研究其對PLGA的酸性降解產(chǎn)物的酸度（pH）中和作用。著眼于電紡PLGA纖維今后用于構(gòu)建結(jié)構(gòu)具各向異性的致密結(jié)締組織（如：肌腱、韌帶等），我們首先利用穩(wěn)定射流電紡的方法成功制備出負載0、10、20、30%Lys的PLGA取向超細纖維。之后對Lys/PLGA復合取向超細纖維的形貌、成分和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、熱學性能、力學性能等進行表征。然后將純的PLGA以及負載有Lys的PLGA纖維浸入到PBS溶液（pH6.86）中，在37C下進行體外降解實驗，并在纖維降解過程中的特定時間點分別檢測降解液的pH值、Lys釋放速率和纖維質(zhì)量損失率以及吸水率變化情況。結(jié)果表明：穩(wěn)定射流電紡法制備的純PLGA纖維和Lys/PLGA復合纖維直徑在1m左右，纖維形貌均一，取向度較好。Lys的摻入能提高PLGA纖維的熱穩(wěn)定性，力學性能如拉伸強度也獲得顯著提高，達到89.97±6.32MPa（大大高于純PLGA纖維的61.23±3.67MPa）。和純PLGA纖維組相比，含有30%Lys/PLGA纖維組的PBS溶液在經(jīng)過10周降解后，溶液pH值僅有較小程度的降低（5.25），而純PLGA、10%Lys/PLGA和20%Lys/PLGA各纖維組降解液的pH值則分別降低至2.49、2.82和3.55。由此可見，Lys的加入能夠為電紡PLGA纖維的降解提供一種pH補償效應，而且這種作用和Lys的添加量正相關(guān)。 接著，我們通過體外檢測L929細胞在電紡Lys/PLGA復合纖維支架上的生長和增殖情況和體內(nèi)包埋實驗來評價其生物相容性。細胞的生長形態(tài)、增殖情況和分泌的膠原含量分別通過熒光染色、CCK8以及羥脯氨酸試劑盒進行觀察和測定。結(jié)果表明：L929細胞分別在支架材料上培養(yǎng)1、4、7d后，通過熒光染色觀察發(fā)現(xiàn)細胞較好的粘附在材料上。CCK8檢測結(jié)果顯示細胞能在Lys/PLGA復合纖維支架上快速增殖，說明負載Lys的電紡PLGA纖維支架具有良好的細胞相容性。之后，我們通過將細胞種植在含有纖維降解液的混合培養(yǎng)基中來評價降解液酸性對細胞的影響，研究發(fā)現(xiàn)，和純PLGA組產(chǎn)生的降解液對細胞的影響相比，Lys負載量高的PLGA復合纖維的降解液對細胞的生長、增殖以及膠原生成影響較小。在體內(nèi)生物相容性評價中，通過將材料直接植入到SD大鼠背部，4周之后取出，對組織進行HE染色處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加有Lys的PLGA復合纖維的HE切片中炎癥細胞要比純PLGA纖維中的少很多，而且Lys含量越高，所引起的炎癥反應越低。 總之，本研究通過穩(wěn)定射流電紡絲的方法成功地制備出Lys負載量分別為0、10%、20%、30%的PLGA復合纖維，發(fā)現(xiàn)電紡超細取向Lys/PLGA復合纖維具有較好的理化特性，更為重要的是體外降解實驗發(fā)現(xiàn)，Lys的引入對于調(diào)節(jié)由PLGA降解產(chǎn)生的酸性降解產(chǎn)物所導致的周圍環(huán)境pH值下降是一種有效的調(diào)控方法。除此之外，體外和體內(nèi)生物學評價表明Lys/PLGA復合超細纖維具有較好的生物相容性。這些結(jié)果提示，Lys/PLGA復合超細纖維在組織工程的基礎(chǔ)研究和臨床應用中具有應用潛力，值得進一步研究。
【關(guān)鍵詞】：電紡絲 乳酸-乙醇酸共聚物 賴氨酸 pH調(diào)控 生物相容性
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 第一章 緒論12-39
• 1.1 組織工程12-15
• 1.1.1 組織工程原理簡介12-13
• 1.1.2 組織工程支架與仿生13-14
• 1.1.3 組織工程用生物材料14-15
• 1.2 靜電紡絲15-22
• 1.2.1 納米纖維15
• 1.2.2 靜電紡絲的基本原理15-16
• 1.2.3 穩(wěn)定射流電紡絲制備取向性纖維的研究進展16-22
• 1.2.3.1 近電場穩(wěn)定射流靜電紡絲17-19
• 1.2.3.2 常規(guī)距離穩(wěn)定射流電紡絲19-22
• 1.3 PLA, PGA, PLGA 材料的基本性質(zhì)22-23
• 1.3.1 聚乳酸（PLA）的基本性質(zhì)22
• 1.3.2 聚乙醇酸（PGA）的基本性質(zhì)22-23
• 1.3.3 聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）的基本性質(zhì)23
• 1.4 PLA, PGA, PLGA 材料的降解23-28
• 1.4.1 降解機理23-24
• 1.4.2 降解的影響因素24-27
• 1.4.2.1 影響 PLGA 降解速率的內(nèi)部因素25-26
• 1.4.2.2 影響 PLGA 降解速率的外部因素26-27
• 1.4.3 降解產(chǎn)生的影響27-28
• 1.5 關(guān)于聚酯類材料酸性降解產(chǎn)物問題的調(diào)控方法28-34
• 1.5.1 從根本上對聚酯聚合物的大分子結(jié)構(gòu)進行重新設計28-30
• 1.5.2 在現(xiàn)有的已獲得實際臨床應用的聚酯類材料中摻入添加劑30-34
• 1.6. 目前存在的關(guān)鍵性問題34-35
• 1.6.1 納微米級纖維中的酸性降解問題34
• 1.6.2 添加劑的釋放問題34-35
• 1.7 L-賴氨酸基本性質(zhì)35-37
• 1.8 本課題的提出、研究內(nèi)容及創(chuàng)新性37-39
• 1.8.1 課題提出37
• 1.8.2 課題研究內(nèi)容37-38
• 1.8.3 課題創(chuàng)新性38-39
• 第二章 穩(wěn)定射流電紡絲法制備負載 Lys 的 PLGA 超細取向纖維39-57
• 2.1 引言39-40
• 2.2 實驗部分40-45
• 2.2.1 實驗材料與試劑40
• 2.2.2 實驗儀器40-41
• 2.2.3 Lys/PLGA 混合溶液的配制41
• 2.2.4 穩(wěn)定射流電紡絲41-42
• 2.2.5 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維的形貌觀察42
• 2.2.6 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維的結(jié)構(gòu)分析42-43
• 2.2.7 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維的熱學性能43
• 2.2.8 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維束的力學性能43-44
• 2.2.9 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 單根纖維拉伸性能的測定44-45
• 2.2.10 PBS 溶液中 Lys 濃度-吸光值標準曲線的繪制45
• 2.2.11 Lys/PLGA 復合纖維中 Lys 釋放速率45
• 2.2.12 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維降解45
• 2.3 結(jié)果與討論45-56
• 2.3.1 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維的形貌45-48
• 2.3.2 純 PLGA 以及 Lys/PLGA 復合纖維的結(jié)構(gòu)分析48
• 2.3.3 Lys 的加入對電紡 PLGA 纖維的熱學性能的影響48-50
• 2.3.4 不同 Lys 含量的電紡 PLGA 纖維膜的力學性能50-51
• 2.3.6 Lys 對 PLGA 單根纖維力學性能的影響51-52
• 2.3.7 PBS 溶液中 Lys 濃度吸光值標準曲線52
• 2.3.8 Lys/PLGA 復合纖維中 Lys 釋放速率研究52-53
• 2.3.9 Lys 對 PLGA 纖維降解的 pH 影響研究53-55
• 2.3.10 Lys 對 PLGA 纖維降解時質(zhì)量損失率和吸水率的影響研究55-56
• 2.4 本章小結(jié)56-57
• 第三章 負載 Lys 的 PLGA 超細取向纖維的體外和體內(nèi)生物相容性研究57-74
• 3.1 引言57-58
• 3.2 實驗部分58-64
• 3.2.1 實驗動物58
• 3.2.2 實驗材料與試劑58-59
• 3.2.3 實驗儀器59
• 3.2.4 取向超細 Lys/PLGA 復合纖維的制備59-60
• 3.2.5 材料預處理60
• 3.2.6 降解液的準備與處理60
• 3.2.7 小鼠表皮成纖維細胞的培養(yǎng)60-62
• 3.2.7.1 細胞培養(yǎng)基的配置60
• 3.2.7.2 細胞復蘇60-61
• 3.2.7.3 細胞傳代61
• 3.2.7.4 細胞種植61-62
• 3.2.8 降解液與細胞培養(yǎng)液合適比例的選擇62
• 3.2.9 細胞形貌觀察62-63
• 3.2.10 生化測試63
• 3.2.11 體內(nèi)生物相容性評價63-64
• 3.2.12 統(tǒng)計分析64
• 3.3 結(jié)果與分析64-72
• 3.3.1 L929 細胞的形態(tài)特征64
• 3.3.2 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維對細胞形貌的影響研究64-65
• 3.3.3 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維對細胞增殖的影響65-66
• 3.3.4 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維對細胞膠原合成的影響研究66-67
• 3.3.5 降解液與細胞培養(yǎng)液合適比例的選擇67-68
• 3.3.6 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維的降解液對細胞形貌的影響68-69
• 3.3.7 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維的降解液對細胞增殖的影響69-70
• 3.3.8 不同 Lys 含量的 PLGA 復合纖維的降解液對細胞膠原合成的影響70-71
• 3.3.9 體內(nèi)生物相容性評價71-72
• 3.4 本章小結(jié)72-74
• 第四章 結(jié)論與展望74-76
• 4.1 本文的主要結(jié)論74-75
• 4.2 展望75-76
• 參考文獻76-83
• 附錄 攻讀碩士學位期間科研及發(fā)表論文情況83-86
• 已發(fā)表或已投稿的論文83
• 已發(fā)表或已投稿的國際國內(nèi)會議論文83-85
• 所參加科研項目85
• 獲獎情況85-86
• 致謝86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：賴氨酸對電紡PLGA超細纖維降解的pH調(diào)控及生物相容性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：487668