各種病因?qū)е碌拇蠖喂侨睋p一直是臨床治療的難點(diǎn)。應(yīng)用組織工程技術(shù)構(gòu)建具生物活性的人工骨替代材料是潛在的解決辦法。隨著先進(jìn)材料研發(fā)的不斷進(jìn)步,骨微環(huán)境代謝機(jī)制研究逐漸深入,構(gòu)建能整合和調(diào)控不同的生物學(xué)活性,體內(nèi)降解與骨再生完美匹配,重建甚至加速骨修復(fù)過程的新型骨修復(fù)材料,是當(dāng)前骨組織再生研究所致力達(dá)到的目標(biāo)�？缮锝到獾能浶运z支架和硬性高分子聚合物支架是目前最為常用的人工骨修復(fù)材料,但是存在生物活性差、骨修復(fù)效果不佳的問題。生理狀況下骨折愈合包括一系列級(jí)聯(lián)生物反應(yīng),血管侵入和骨前體細(xì)胞向成熟骨細(xì)胞的誘導(dǎo)分化是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,針對(duì)骨修復(fù)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過化學(xué)修飾或者結(jié)合藥用性小分子化合物,使水凝膠和高分子支架具有骨誘導(dǎo)活性和血管誘生活性,能夠極大推進(jìn)骨修復(fù)材料的臨床轉(zhuǎn)化。目的構(gòu)建具有骨誘導(dǎo)活性和血管化活性的軟性水凝膠和硬性高分子聚酯類骨修復(fù)支架,通過體外實(shí)驗(yàn)探究其骨誘導(dǎo)和血管誘導(dǎo)的有效性和機(jī)制,并應(yīng)用不同的疾病模型驗(yàn)證其骨修復(fù)效果。方法（1）基于多肽小分子（NapFFRGD）自組裝協(xié)同誘導(dǎo)蠶絲蛋白（silk fibroin,SF）快速凝膠化技術(shù),構(gòu)建新型的含有RGD官能團(tuán)的可注射... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

SF-RGD水凝膠的構(gòu)建及其遞送干細(xì)胞進(jìn)行骨修復(fù)示意圖。

我們發(fā)現(xiàn)在生理?xiàng)l件下(pH=7.4,37℃),濃度為2%的蠶絲蛋白形成穩(wěn)定的凝膠需要至少7天的時(shí)間;酸性環(huán)境可加速凝膠化進(jìn)程,也至少需要36小時(shí)的時(shí)間,且形成的酸性凝膠并不能直接進(jìn)行生物學(xué)應(yīng)用。當(dāng)加入小分子多肽NapFFRGD(1.0 wt%)之后,蠶絲蛋白形成穩(wěn)定凝膠的時(shí)間縮短至20分鐘,說明單純的絲蛋白凝膠化的性能較弱,NapFFRGD小分子多肽能夠顯著的縮短蠶絲蛋白的凝膠化時(shí)間(圖2)。為了研究引入NapFFRGD后的蠶絲蛋白形成水凝膠的力學(xué)性質(zhì),我們分別對(duì)兩種凝膠進(jìn)行了流變力學(xué)檢測以及可注射性測試,結(jié)果表明:含NapFFRGD小分子多肽的蠶絲蛋白凝膠具有更好的粘彈性(G’=6679 Pa,G’’=1742 Pa),高于單純的蠶絲蛋白在pH=7.4條件下(e.g.,G’=2875 Pa,G’’=396 Pa)和pH=4.0條件下(e.g.,G’=4457Pa,G’’=621 Pa)形成的凝膠。表明NapFFRGD小分子多肽,在縮短絲蛋白的凝膠化時(shí)間的同時(shí),還增強(qiáng)了絲蛋白凝膠的機(jī)械力學(xué)性能。為了檢測凝膠的穩(wěn)定性,我們用注射器將制備成功的凝膠從樣品瓶內(nèi)抽出,然后再次注射觀察能否繼續(xù)保持凝膠的狀態(tài)。因此,加入NapFFRGD后形成的蠶絲蛋白形成水凝膠在注射后能夠繼續(xù)保持凝膠的狀態(tài)(圖3)。

為了研究引入NapFFRGD后的蠶絲蛋白形成水凝膠的力學(xué)性質(zhì),我們分別對(duì)兩種凝膠進(jìn)行了流變力學(xué)檢測以及可注射性測試,結(jié)果表明:含NapFFRGD小分子多肽的蠶絲蛋白凝膠具有更好的粘彈性(G’=6679 Pa,G’’=1742 Pa),高于單純的蠶絲蛋白在pH=7.4條件下(e.g.,G’=2875 Pa,G’’=396 Pa)和pH=4.0條件下(e.g.,G’=4457Pa,G’’=621 Pa)形成的凝膠。表明NapFFRGD小分子多肽,在縮短絲蛋白的凝膠化時(shí)間的同時(shí),還增強(qiáng)了絲蛋白凝膠的機(jī)械力學(xué)性能。為了檢測凝膠的穩(wěn)定性,我們用注射器將制備成功的凝膠從樣品瓶內(nèi)抽出,然后再次注射觀察能否繼續(xù)保持凝膠的狀態(tài)。因此,加入NapFFRGD后形成的蠶絲蛋白形成水凝膠在注射后能夠繼續(xù)保持凝膠的狀態(tài)(圖3)。透射電鏡(TEM)觀察凝膠內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)(圖4a)的結(jié)果顯示,凝膠纖維束由不同粗細(xì)的納米纖維雜合在一起,可見由多肽小分子NapFFRGD自組裝形成的較細(xì)的纖維(直徑約7-14 nm)和由蠶絲蛋白組裝形成的較粗的纖維束(直徑32-123 nm)。掃描電鏡觀察凝膠表面結(jié)構(gòu)(圖4b),顯示凝膠具有三維疏松多孔結(jié)構(gòu),孔徑約在35.7-125.5?m之間。表明NapFFRGD不僅可在蠶絲蛋白溶液中實(shí)現(xiàn)自組裝,而且可有效的誘導(dǎo)蠶絲蛋白凝膠化,形成利于細(xì)胞黏附和物質(zhì)交換的高度疏松多孔狀的結(jié)構(gòu)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3051273