Terfenol-D/P（DVF-TrFE）磁电薄膜制备及其对MSCs成骨分化行为调制

发布时间：2021-03-04 06:10

　　材料表面特性在生物材料与细胞的相互作用中发挥着重要的作用,而表面电势表现出可有效调制细胞生长行为的能力。然而,在研究中常会出现正和负电势表面对细胞行为作用有矛盾的报道。在本研究中,通过构建可产生表面电势宽幅变化的、且表面组成和形貌相同的、可呈正或负电势的表面,深入探究了表面电势对干细胞成骨分化行为的调控作用及其机制,为具有高成骨能力植入体表面的设计提供理论指导。本文主要取得了如下两个方面的重要结果:1.Terfenol-D/P（VDF-TrFE）磁电薄膜的制备及其表面电势的构建采用磁致伸缩性TbxDy1-xFe2合金（Terfenol-D）和压电性聚合物（P（VDF-TrFE））,采用浇铸成型法在钛基板上制备了 Terfenol-D/P（VDF-TrFE）磁电薄膜,通过接触电极化使薄膜产生了正或负表面电势,经热处理温度、Terfenol-D添加含量和粒径改变优化了薄膜的磁电耦合性能。最终,在0～3200 Oe磁场驱动下,同一个薄膜上可对应地产生磁致电势（φEM）在0～+120或0～-120 mV范围内宽幅变化的表面。2.表面电势调控间充质干细胞成骨分化行为及其机制分析正和负电势表面均可... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

材料表面电荷调控细胞粘附行为j$$j

■■??■■??图１．７表面电势调控前成骨细胞增殖１５７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．７?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅ－ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ?ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ１５７１??１．３．２表面电势调制细胞成骨分化??在细胞命运中，各种细胞行为之间都存在关联性，研究表明，细胞较好的粘??附和细胞骨架的发育有利于细胞后期的增殖与分化，而细胞的成骨分化能力决定??了植入体骨整合性能的优劣，所以通过改变骨楦入体表面电势，调控细胞成骨分??化和骨整合，一直以来都是研究者关注的重点。??人体骨组织有天然的压电性能，其表面主要组成成分为羟基磷灰石（ＨＡ），??早期骨植入体通过表面改性构建ＨＡ涂层以改善生物活性，后期研究者通过对??ＨＡ电极化引入表面电势，期望进一步提高植入体生物活性和骨整合能力。有关??报道［５８］显示

Ｎｉｎｇ等［６３］通过对制备在钛基板上的ＰＶＤＦ薄膜进行电极化构建表面负电势，??研究了表面负电势对ＭＳＣｓ成骨分化的影响。结果显示，表面负电势显著性增强??了?ＭＳＣｓ的成骨分化能力。如图１．１０所示，研究者认为，ＰＶＤＦ薄膜负电势吸附??组织液中Ｃａ２＋，当细胞吸附在薄膜表面时，细胞周围Ｃａ２＋浓度降低，由于细胞??膜内外产生了浓度差，导致细胞膜上的Ｃａ２＋离子通道打开，进而开启了?Ｃａ２＋通??道调控的成骨分化通路，促进了骨髓间充质干细胞的成骨分化。??ｓｕｒｆａｃｅ?ｃｈａｒｇｅｓ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｉｎ?ｃｙｔｏｍｅｍｂｒａｎｅ??Ｉ?，？－）＠＞禽２?、，：：??ｍ％９?；?ｔ麵，ｔｖ??ｅａｒｌｙ?ｓｔａｇｅ?ｏｆ?ｃ＞?ｔｏｍｅｍｂｒａｎｃ?ｌａｔｅｒ?ｓｔａｇｅ?ｏｆ??ｃｅｌｌ?ａｄｈｅｓｉｏｎ?ｃｅｌｌ?ａｄｈｅｓｉｏｎ??（Ｓ）?（￣）?ｃｈａｒｇｅｓ?（ｆ￣＾）?ｄｉｐｏｌｅ??ｅａｒｌｙ?ｓｔａｇｅ?ｃｅｌｌ?參?Ｈ＋??＿＿?ｌａｔｅｒ?ｓｔａｇｅ?ｃｅｌｌ??图１．１０钙离子通道调控ＭＳＣｓ成骨分化［６３］??Ｆｉｇ．?１．１０?Ｃａｌｃｉｕｍ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｒｅｇｕｌａｔｅｓ?ｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＭＳＣｓ＇６１＇??在材料与细胞相互作用得过程中，材料表面首先吸附微环境中多糖和蛋白质，??包括蛋白聚糖、胶原纤维、纤连蛋白和层粘连蛋白等，形成一层蛋白质层，细胞??１２??

【参考文献】：
期刊论文
[1]热极化和电晕极化铁电PVDF薄膜的成分和结构[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东,黎威志.  材料研究学报. 2011(04)
[2]两种晶型二氧化钛对神经细胞生长的影响[J]. 詹敏晶,李刚,魏强,崔华雷,林凌.  膜科学与技术. 2009(06)

硕士论文
[1]钛氧薄膜表面特征对内皮细胞生长影响的研究[D]. 田仁来.西南交通大学 2005



本文编号：3062701