絲素基三維多孔復(fù)合支架的制備及其在骨組織工程上的應(yīng)用
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更多相關(guān)文章: 骨組織工程 復(fù)合支架 絲素 生物學(xué)性能
【摘要】:天生畸形、外傷以及燒傷等引起的各類骨組織損傷或缺損在臨床醫(yī)學(xué)上十分常見,尤其是老年人易患的骨組織病變,如骨質(zhì)疏松。因此臨床對(duì)骨替代材料具有很大的需求,F(xiàn)有的骨替代材料采用有機(jī)材料支架不能同時(shí)兼具良好的力學(xué)性能、二次成型性和生物學(xué)性能。本文以絲素材料為基底,制備了不同自組裝層數(shù)的絲素/晶須/殼聚糖(SF/CNW/CS)多孔復(fù)合支架材料和不同礦化度的羧基化氧化石墨烯/羥基磷灰石/絲素(cGO/HAP/SF)多孔復(fù)合支架。用孔隙率測(cè)試、掃描電鏡、紅外光譜、X射線衍射和力學(xué)性能測(cè)試對(duì)SF/CNW/CS復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示:制備的SF/CNW/CS復(fù)合支架呈現(xiàn)分級(jí)的多孔互通的層狀結(jié)構(gòu),且隨著自組裝層數(shù)的增加,SF/CNW/CS復(fù)合支架的片層厚度增加,力學(xué)性能逐步改善,而孔隙率則逐漸減小。通過生物學(xué)性能測(cè)試表明純SF支架和SF/CNW/CS復(fù)合支架均具有較好的血液相溶液和較高的蛋白吸附能力,且在SF/CNW/CS支架上細(xì)胞的增殖能力和細(xì)胞的活性均好于SF支架。用XPS能譜分析、掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜、X射線衍射、孔隙率測(cè)試和力學(xué)性能測(cè)試對(duì)cGO/HAP/SF復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:cGO誘導(dǎo)生成的cGO/HAP復(fù)合體的結(jié)晶度高,且HAP粒子無序的牢固的平鋪在cGO片層的兩側(cè)呈現(xiàn)柔性的細(xì)條狀;制備的cGO/HAP/SF復(fù)合支架材料密度和孔隙率呈現(xiàn)梯度分布;隨著礦化程度的增加,cGO/HAP/SF復(fù)合支架的力學(xué)性能逐漸增強(qiáng),當(dāng)cGO/HAP為1:4時(shí)復(fù)合支架材料的斷裂強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變、初始模量均達(dá)到最大。以制備的cGO/HAP/SF復(fù)合支架、HAP/SF復(fù)合支架、純SF支架為基底材料,進(jìn)行了細(xì)胞培養(yǎng)來探究對(duì)比其生物學(xué)性能。用蛋白吸附能力測(cè)試、血液相容性測(cè)試、熒光顯微鏡、MTT增殖法、堿性磷酸酶、骨鈣素和RT-PCR分析等對(duì)細(xì)胞的增殖和活性進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示純SF支架、HAP/SF支架和cGO/HAP/SF支架均具有較好的血液相溶性和較好的蛋白吸附能力,且cGO/HAP/SF的蛋白吸附能力最好。在cGO/HAP/SF支架上細(xì)胞的增殖能力和細(xì)胞的活性均高于SF支架和HAP/SF支架,更能促進(jìn)骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的向成骨細(xì)胞的分化。
【關(guān)鍵詞】:骨組織工程 復(fù)合支架 絲素 生物學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】:中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R318.08;R687
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 1 緒論12-22
- 1.1 骨組織工程12-16
- 1.1.1 骨組織工程概念12-13
- 1.1.2 骨組織工程支架13-14
- 1.1.3 骨組織工程的制備方法14-16
- 1.2 絲素基骨組織工程支架的研究進(jìn)展16-17
- 1.3 納米羥基磷灰石在骨組織工程支架中的研究進(jìn)展17-18
- 1.4 氧化石墨烯在骨組織工程支架中的研究進(jìn)展18-19
- 1.5 本課題的研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-22
- 1.5.1 研究目的19
- 1.5.2 研究內(nèi)容19-20
- 1.5.3 課題創(chuàng)新點(diǎn)20-22
- 2 自組裝構(gòu)建絲素/晶須/殼聚糖多孔支架在骨組織工程上的應(yīng)用22-38
- 2.1 引言22
- 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-27
- 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
- 2.2.2 CNW溶液的制備22-23
- 2.2.3 SF、CS溶液的制備23
- 2.2.4 SF/CNW/CS復(fù)合多孔支架的制備23
- 2.2.5 結(jié)構(gòu)表征23-24
- 2.2.6 骨髓干細(xì)胞的傳代、接種和培養(yǎng)24-25
- 2.2.7 生物學(xué)性能測(cè)試25-27
- 2.3 結(jié)果與討論27-36
- 2.3.1 多孔支架的形貌分析27-30
- 2.3.2 紅外光譜分析30-31
- 2.3.3 X-衍射分析31-32
- 2.3.4 力學(xué)性能分析32
- 2.3.5 蛋白吸附能力分析32-33
- 2.3.6 血液相容性分析33-34
- 2.3.7 MTT增殖情況分析34
- 2.3.8 熒光染色分析34-35
- 2.3.9 ALP活性和OC的表達(dá)35-36
- 2.4 本章小結(jié)36-38
- 3 仿生礦化構(gòu)建氧化石墨烯/羥基磷灰石/絲素復(fù)合支架38-51
- 3.1 引言38
- 3.2 實(shí)驗(yàn)部分38-41
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)儀器38-39
- 3.2.2 羧基化氧化石墨烯的制備和礦化39-40
- 3.2.3 復(fù)合支架的制備40
- 3.2.4 結(jié)構(gòu)表征40-41
- 3.3 結(jié)果與討論41-49
- 3.3.1 石墨烯的羧基化41-42
- 3.3.2 羥基磷灰石的仿生礦化42-44
- 3.3.3 cGO/HAP復(fù)合顆粒的形貌分析44-47
- 3.3.4 cGO/HAP/SF復(fù)合支架的結(jié)構(gòu)分析47-48
- 3.3.5 cGO/HAP/SF復(fù)合支架的力學(xué)性能分析48-49
- 3.4 本章小結(jié)49-51
- 4 氧化石墨烯/羥基磷灰石/絲素復(fù)合支架的生物學(xué)性能研究51-63
- 4.1 引言51
- 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-54
- 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)儀器51-52
- 4.2.2 骨髓干細(xì)胞的傳代52
- 4.2.3 骨髓干細(xì)胞的接種和培養(yǎng)52-53
- 4.2.4 蛋白吸附能力測(cè)試53
- 4.2.5 血液相容性測(cè)試53
- 4.2.6 細(xì)胞的增殖情況測(cè)試53
- 4.2.7 RT-PCR測(cè)試53
- 4.2.8 細(xì)胞的活性測(cè)試53-54
- 4.3 結(jié)果和討論54-61
- 4.3.1 蛋白吸附能力分析54
- 4.3.2 血液相容性分析54-55
- 4.3.3 MTT增殖情況分析55-57
- 4.3.4 RT-PCR分析57-60
- 4.3.5 ALP活性和OC表達(dá)60-61
- 4.4 本章小結(jié)61-63
- 5 總結(jié)63-66
- 5.1 本文的主要結(jié)論63-64
- 5.2 課題存在的不足之處64-66
- 參考文獻(xiàn)66-74
- 附錄:碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文74-76
- 致謝76
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,本文編號(hào):846638
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