基于丝素蛋白的组织工程支架用复合纳米纤维膜的设计与分析
发布时间：2020-12-09 03:50
近年来,随着组织工程学的兴起,细胞支架材料的研究成为研究者关注的焦点。蚕丝丝素蛋白（Silk Fibroin）是一种天然高分子材料,不仅具有优良的生物相容性、生物可降解性,较低的免疫性和组织反应性,无毒、无刺激性,而且具有优良的环境稳定性和可再生性以及独特的物理化学性能,在生物医学领域有着广泛的应用。静电纺丝SF纳米纤维支架具有很高的比表面积,在形态上能更好的模拟细胞外基质（ECM）的网状结构,有利于细胞的黏附、增殖和迁移,最适合作为组织工程细胞生长的支架材料。但是通过静电纺丝得到的SF纳米纤维分子结构以α-螺旋和无规卷曲为主,属无定形结构,结晶度低,具有水溶性,且比较脆硬,力学性能很差,因此使得以SF纳米纤维为材料的组织工程细胞生长支架的广泛应用受到限制。支架材料的力学性能是支架在组织工程和再生医学中发挥其功效的关键,就微观尺度而言,支架中的纳米纤维必须具有足够的强度和韧性去支撑细胞的附着、生长、迁移和细胞外基质的沉积,同时,就宏观尺度而言,纳米纤维膜支架必须具有与替代组织相匹配的力学性能。因此,细胞支架构建是一项富有挑战的工作。鉴于已有的高分子结构与性能相关理论,纳米纤维支架的力学...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要术语
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 组织工程
1.1.2 组织工程支架
1.1.3 静电纺丝技术与纳米纤维支架
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米纤维力学性能的测试方法
1.2.2 纤维网络结构的力学模型
1.3 课题的提出、研究内容及创新点
1.3.1 课题的提出
1.3.2 研究内容
1.3.3 创新点
第二章 静电纺丝SF/PCL复合纳米纤维膜的工艺设计
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料及仪器
2.2.2 方法
2.2.3 结构表征和性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1正交实验
2.3.2 指标归一化
2.4 本章小结
第三章 SF/PCL复合纳米单纤维的力学性能
3.1 引言
3.2 单纤维的拉伸试验
3.2.1 试样的制备
3.2.2 实验方法
3.2.3 单纤维拉伸曲线
3.3 本章小结
第四章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸力学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料及仪器
4.2.2 方法
4.2.3 结构表征和性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 纤维均匀分布
4.3.2 纤维非均匀分布
4.4 本章小结
第五章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸力学模型
5.1 引言
5.2 RVE的几何模型
5.2.1 纤维膜微观结构假设
5.2.2 RVE中参数的关系
5.2.3 模型的分析与验证
5.3 细观力学关系模型
5.3.1 纤维膜微观结构假设
5.3.2 线弹性力学关系
5.3.3 弹塑性力学关系
5.3.4 纤维膜双轴向拉伸简析
5.4 本章小结
第六章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸仿真分析
6.1 引言
6.2 单轴向拉伸线弹性有限元分析
6.2.1 有限元建模
6.2.2 长宽比影响分析
6.2.3 孔隙率影响分析
6.2.4 纤维曲率影响分析
6.2.5 理论与模型验证
6.3 单轴向拉伸弹塑性有限元分析
6.4 双轴向拉伸弹塑性有限元分析
6.4.1 纤维均匀分布
6.4.2 纤维非均匀分布
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白/聚己内酯纳米纤维支架生物相容性评价[J]. 张鲁中,高明,李贵才,赵亚红,杨宇民. 解剖学杂志. 2015 (06)
[2]聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架用于小鼠诱导多能干细胞培养[J]. 陈焱,曾迪,丁璐,李晓莉,谢江徽,郑强荪. 中国生物化学与分子生物学报. 2015(01)
[3]不同比例聚乳酸-聚己内酯/泊洛沙姆静电纺纳米材料作为皮肤支架的可能性[J]. 刘宁华,缪月娥,亓发芝,顾建英. 复旦学报(医学版). 2014(01)
[4]再生天然丝蛋白的分子构象转化特征与机理的研究现状[J]. 张野妹,潘志娟. 丝绸. 2013(07)
[5]丝素蛋白与PCL静电纺丝的可纺性能对比[J]. 刘桂阳. 南通纺织职业技术学院学报. 2012(04)
[6]牙周膜成纤维细胞与静电纺丝纳米纤维的生物相容性研究[J]. 白轶,陈亮,施斌. 华中科技大学学报(医学版). 2012(06)
[7]纳米纤维实用研究介绍[J]. 山下義裕,刘辅庭. 合成纤维. 2011(09)
[8]丝素蛋白在电纺丝法构建组织工程支架中的应用进展[J]. 陈玲,竺亚斌,李媛媛,刘玉新,俞珺瑶. 生物工程学报. 2011(06)
博士论文
[1]高分子纳米纤维及其结构支架的力学性能研究与计算建模[D]. 原波.复旦大学 2009
本文编号：2906214
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要术语
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 组织工程
1.1.2 组织工程支架
1.1.3 静电纺丝技术与纳米纤维支架
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米纤维力学性能的测试方法
1.2.2 纤维网络结构的力学模型
1.3 课题的提出、研究内容及创新点
1.3.1 课题的提出
1.3.2 研究内容
1.3.3 创新点
第二章 静电纺丝SF/PCL复合纳米纤维膜的工艺设计
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料及仪器
2.2.2 方法
2.2.3 结构表征和性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1正交实验
2.3.2 指标归一化
2.4 本章小结
第三章 SF/PCL复合纳米单纤维的力学性能
3.1 引言
3.2 单纤维的拉伸试验
3.2.1 试样的制备
3.2.2 实验方法
3.2.3 单纤维拉伸曲线
3.3 本章小结
第四章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸力学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料及仪器
4.2.2 方法
4.2.3 结构表征和性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 纤维均匀分布
4.3.2 纤维非均匀分布
4.4 本章小结
第五章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸力学模型
5.1 引言
5.2 RVE的几何模型
5.2.1 纤维膜微观结构假设
5.2.2 RVE中参数的关系
5.2.3 模型的分析与验证
5.3 细观力学关系模型
5.3.1 纤维膜微观结构假设
5.3.2 线弹性力学关系
5.3.3 弹塑性力学关系
5.3.4 纤维膜双轴向拉伸简析
5.4 本章小结
第六章 SF/PCL复合纳米纤维膜的拉伸仿真分析
6.1 引言
6.2 单轴向拉伸线弹性有限元分析
6.2.1 有限元建模
6.2.2 长宽比影响分析
6.2.3 孔隙率影响分析
6.2.4 纤维曲率影响分析
6.2.5 理论与模型验证
6.3 单轴向拉伸弹塑性有限元分析
6.4 双轴向拉伸弹塑性有限元分析
6.4.1 纤维均匀分布
6.4.2 纤维非均匀分布
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白/聚己内酯纳米纤维支架生物相容性评价[J]. 张鲁中,高明,李贵才,赵亚红,杨宇民. 解剖学杂志. 2015 (06)
[2]聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架用于小鼠诱导多能干细胞培养[J]. 陈焱,曾迪,丁璐,李晓莉,谢江徽,郑强荪. 中国生物化学与分子生物学报. 2015(01)
[3]不同比例聚乳酸-聚己内酯/泊洛沙姆静电纺纳米材料作为皮肤支架的可能性[J]. 刘宁华,缪月娥,亓发芝,顾建英. 复旦学报(医学版). 2014(01)
[4]再生天然丝蛋白的分子构象转化特征与机理的研究现状[J]. 张野妹,潘志娟. 丝绸. 2013(07)
[5]丝素蛋白与PCL静电纺丝的可纺性能对比[J]. 刘桂阳. 南通纺织职业技术学院学报. 2012(04)
[6]牙周膜成纤维细胞与静电纺丝纳米纤维的生物相容性研究[J]. 白轶,陈亮,施斌. 华中科技大学学报(医学版). 2012(06)
[7]纳米纤维实用研究介绍[J]. 山下義裕,刘辅庭. 合成纤维. 2011(09)
[8]丝素蛋白在电纺丝法构建组织工程支架中的应用进展[J]. 陈玲,竺亚斌,李媛媛,刘玉新,俞珺瑶. 生物工程学报. 2011(06)
博士论文
[1]高分子纳米纤维及其结构支架的力学性能研究与计算建模[D]. 原波.复旦大学 2009
本文编号：2906214
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2906214.html
