水热法制备硒掺杂羟基磷灰石粉体及其抗肿瘤效应的实验研究

发布时间：2017-12-13 06:40

  本文关键词：水热法制备硒掺杂羟基磷灰石粉体及其抗肿瘤效应的实验研究

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【摘要】：羟基磷灰石(HA)作为硬组织的主要无机成分,能与活体组织形成化学性键合,具有良好的生物相容性和骨传导性,因此广泛应用于骨组织修复领域。微纳米多级结构广泛存在于自然界中,赋予多种生物特殊性能(如荷叶表面自清洁、壁虎脚底可逆超粘附、飞蛾不畏强光等),且具有微纳米结构表面的生物材料,具有促进整联蛋白表达,细胞粘附、增殖及分化的优势。人体微量元素硒具有抗肿瘤、抗菌、抗衰老、提高人体免疫力等功能,并且硒的摄入对骨的形成具有重要作用。因此将HA、微纳米结构和硒三者结合,制备具有良好生物相容性、骨诱导性、抗肿瘤、抗菌等多功能的新型骨组织修复材料具有十分显著地意义。本文采用水热法,以尿素作为沉淀剂,以亚硒酸钠(Na2Se03)作为硒源及形貌调控剂,成功的制备了具有不同微纳米结构表面的硒掺杂羟基磷灰石(SeHA)。同时,研究分析Na2Se03对HA的物理化学性能(晶体结构、化学组成、形貌、离子释放等)的影响。此外还对不同微纳米结构SeHA粉体的蛋白质吸附性能、体外细胞生物相容性、成骨诱导性及抗肿瘤作用进行考察分析。主要内容及结果如下:首先,在水热条件下,以尿素为沉淀剂,采用不同掺硒率(Se/(Se+P)摩尔百分比表示),在150℃C条件下,反应3h制备出一系列Na2SeO3梯度浓度的SeHA粉体。之后通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FITR)等检测Na2Se03对HA物理化学性能及蛋白质吸附性能的影响。结果显示微量元素硒以硒单质(Se)和亚硒酸根离子(Se032-)两种形式存在于HA中;随掺硒率的增加HA相的结晶度下降,且掺硒率到达50%时,产物中出现了球霰石的杂质相;Na2Se03的加入调控HA的形貌,使HA由最初的晶须状结构(空白对照组),转化为放射状颗粒(掺硒率为5%及以下)和曲面片层微粒(掺硒率为10%和20%);SeHA材料中微量元素硒相关离子的释放随掺硒率的增加而增大,且累计释放量呈现典型的缓释现象,这有利于持续长效的发挥微量元素硒的生物学效应;微量元素硒的掺入使得SeHA对牛血清白蛋白(BSA)及溶菌酶(LSZ)的吸附表现出一定的选择性作用,对BSA的释放呈现缓慢释放效应。其次,对SeHA材料体外细胞生物相容性及成骨诱导性进行评价。结果表明掺硒率在5%及以下的SeHA材料无细胞毒性;SeHA材料的含Se溶出物对成骨细胞(OB)的增殖及大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化无显著性影响;SeHA材料表面微纳米结构对OB细胞的增殖没有显著性影响,但掺硒率为5%的SeHA材料表面微纳米结构对BMSCs细胞的成骨分化起到显著性诱导作用。最后,利用人成骨肉瘤细胞株(SJSA-1)和人肝癌细胞株(HepG2)作为肿瘤细胞模型,探究SeHA材料抗肿瘤效应。结果显示,SeHA材料对肿瘤细胞的生长抑制和致死作用随掺硒率的增加而增大;SeHA材料通过微量元素硒相关离子作用于肿瘤细胞,诱导了肿瘤细胞的凋亡,从而起到抑制肿瘤细胞生长的作用。综上所述,Na2Se03作为硒源成功的掺入HA,有效调控HA的生长,合成了具有不同微纳米结构的SeHA粉体;不同微纳米结构的SeHA对蛋白质具有选择性吸附,同时对蛋白质的释放起到缓释作用;Na2Se03调控的微纳米结构能有效调控细胞分化行为;此外,微量元素硒的加入,赋予了 SeHA材料抗肿瘤的生物学功能。本文所获得的进展对微量元素的掺杂及HA表面微纳米结构的构建提供了重要参考,也为新型多功能骨组织修复材料的构建开拓了新的思路。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R318.08;R68

【参考文献】

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本文编号：1284115