本文關(guān)鍵詞：電紡圖案化納米纖維用于組織工程大孔支架的構(gòu)建研究

  更多相關(guān)文章： 靜電紡絲 圖案化納米纖維 3D大孔支架 組織工程

【摘要】：靜電紡絲作為一種納米纖維支架的仿生構(gòu)建方法,已在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到越來越多的應(yīng)用和關(guān)注。但是,靜電紡支架的主要問題是密集排列的納米纖維之間的空隙很小,阻礙了細(xì)胞的長(zhǎng)入和三維(3D)組織的形成。為了解決這一問題,近年來已發(fā)展了許多用于擴(kuò)大靜電紡納米纖維支架孔尺寸的制備方法。但這些方法都有各自的局限。本研究正是基于此,通過接收裝置控制納米纖維的沉積,形成各種具有圖案結(jié)構(gòu)的納米纖維膜。然后通過層層疊加相同圖案的纖維膜,制備出具有納米纖維形貌的3D大孔支架,從而為靜電紡纖維支架的細(xì)胞浸潤(rùn)問題提供一種新穎的解決方法。 本文首次采用絕緣模板靜電紡制備出各種圖案化納米纖維。研究發(fā)現(xiàn),靜電紡納米纖維可以復(fù)制各種絕緣模板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了探究圖案化納米纖維的機(jī)理,我們系統(tǒng)地研究了不導(dǎo)電模板表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),尤其是凸起部分對(duì)于納米纖維沉積的影響。實(shí)驗(yàn)和電場(chǎng)模擬的結(jié)果表明,絕緣物質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)下可以被極化,并改變?cè)须妶?chǎng)的分布。當(dāng)絕緣模板具有合適的孔徑或足夠的厚度時(shí),其表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響靜電紡纖維選擇性沉積和形成圖案結(jié)構(gòu)的主要影響因素。另外,也研究了影響納米纖維圖案結(jié)構(gòu)清晰度的參數(shù)。本研究拓寬了關(guān)于靜電紡圖案化纖維機(jī)理的理解,并可以通過設(shè)計(jì)具有特定和復(fù)雜圖案的不導(dǎo)電模板,很容易制備出各種圖案化纖維膜。該方法在很多領(lǐng)域尤其是組織工程支架方面具有潛在的應(yīng)用。 靜電紡制備具有大孔圖案的明膠(Gt)/聚己內(nèi)酯(PCL)納米纖維膜,然后將具有相同圖案結(jié)構(gòu)的大孔纖維膜層層疊加至一定的厚度,構(gòu)建出3D大孔支架。同時(shí),無紡布纖維膜也被層層疊加至相同的厚度,作為對(duì)照組。本文主要探究了纖維支架的大孔結(jié)構(gòu)對(duì)于細(xì)胞長(zhǎng)入支架內(nèi)部的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察發(fā)現(xiàn),3D大孔支架呈大孔結(jié)構(gòu),即層層疊加后仍然保持了大孔纖維膜的大孔結(jié)構(gòu)；大孔結(jié)構(gòu)中孔洞部分的纖維分布較稀疏,孔壁部分纖維分布較密集�？紫堵史治鼋Y(jié)果發(fā)現(xiàn),大孔支架的孔隙率要大于無紡布支架的孔隙率,且兩者支架有顯著性差異。另外,兩種支架的溶脹性基本相同。力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,由于大孔結(jié)構(gòu)的引入,大孔支架的力學(xué)性能相對(duì)于無紡布支架有所降低。SEM觀察豬軟骨細(xì)胞在大孔支架及無紡布支架上的細(xì)胞形貌,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞長(zhǎng)入了大孔支架。采用CCK-8法測(cè)軟骨細(xì)胞的增殖情況。對(duì)支架和細(xì)胞的復(fù)合物在垂直方向切片,掃描電子顯微鏡(SEM)觀察切片發(fā)現(xiàn),軟骨長(zhǎng)入了3D大孔支架內(nèi)部；對(duì)切片免疫熒光染色,熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),細(xì)胞大規(guī)模遷移和長(zhǎng)入3D大孔支架內(nèi)部,并且在支架內(nèi)部連成一片。而對(duì)于無紡布支架,大部分細(xì)胞只是在其表面生長(zhǎng),只有零星的細(xì)胞滲透進(jìn)支架內(nèi)部。同時(shí),細(xì)胞長(zhǎng)入大孔支架的深度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無紡布支架。這些結(jié)果表明,3D大孔支架相對(duì)無紡布支架更有利于軟骨細(xì)胞的長(zhǎng)入,即纖維支架上的大孔結(jié)構(gòu)更有利于細(xì)胞的遷移和長(zhǎng)入支架內(nèi)部。 綜上,本研究發(fā)展了一種基于絕緣模板形成各種圖案的納米纖維結(jié)構(gòu)的新方法；基于電紡明膠-聚己內(nèi)酯復(fù)合納米纖維的圖案化結(jié)構(gòu)構(gòu)建的三維大孔納米纖維基支架具有良好的理化特性及生物相容性；通過層層疊加的方式構(gòu)建的大孔3D納米纖維支架有利于軟骨細(xì)胞的浸潤(rùn)長(zhǎng)入,有望作為軟骨組織工程支架應(yīng)用于大面積軟骨缺損修復(fù)等領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 圖案化納米纖維 3D大孔支架 組織工程
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 緒論11-30
• 1.1 組織工程與再生醫(yī)學(xué)概論11-12
• 1.2 理想的組織工程支架——3D大孔納米纖維基支架12-14
• 1.3 靜電紡絲的優(yōu)缺點(diǎn)14-15
• 1.4 靜電紡制備3D大孔納米纖維基支架的研究進(jìn)展15-27
• 1.5 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)27-30
• 第二章 用絕緣圖案模板制備圖案化納米纖維膜及其機(jī)理的研究30-49
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-33
• 2.3 結(jié)果與分析33-48
• 2.4 本章總結(jié)48-49
• 第三章 靜電紡3D大孔支架的制備及其表征49-63
• 3.1 引言49
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分49-54
• 3.3 結(jié)果與分析54-61
• 3.4 本章總結(jié)61-63
• 第四章 3D大孔纖維基支架的細(xì)胞浸潤(rùn)性評(píng)估63-73
• 4.1 引言63-64
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分64-67
• 4.3 結(jié)果與討論67-72
• 4.4 本章總結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-76
• 5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論73-74
• 5.2 存在問題和展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間科研及發(fā)表論文情況81-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 吳林波,丁建東;組織工程三維多孔支架的制備方法和技術(shù)進(jìn)展[J];功能高分子學(xué)報(bào);2003年01期

2 遲冰;俞昊;朱美芳;;干噴濕法靜電紡絲研究進(jìn)展[J];合成纖維工業(yè);2010年03期

3 呂大娟;童杏林;李磊;林凱;劉忠勛;;激光加工組織工程生物材料研究進(jìn)展[J];激光雜志;2009年04期

4 何創(chuàng)龍,黃爭(zhēng)鳴,張彥中,劉玲,韓曉建,魯亞南;靜電紡絲法制備組織工程納/微米纖維支架[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2005年10期

，

本文編號(hào)：972144