碱性磷酸酶调控壳聚糖支架矿化方法及复合支架的促骨性能研究

发布时间：2023-03-03 17:58

　　骨组织修复与再生的关键问题是骨组织修复或替换材料与骨组织的适配性及体内矿化性能。本研究针对骨组织修复与再生对支架材料矿化性能的要求,利用“碱性磷酸酶(ALP)调控透析矿化”的方法制备了一种与天然骨组织的结构和组成相近的纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HAP/CS)复合支架材料,并对其进行了初步的生物学评价。本研究以分级多孔的三维CS支架为基质材料,利用“ALP调控透析矿化”方法,制备了三维n-HAP/CS复合支架材料。主要创新点是:以ALP为调控酶,甘油磷酸钙(Ca-GP)和Ca Cl₂为矿化过程中钙磷源,借助慢速、温和且深度的ALP调控透析矿化过程,制备了骨组织修复材料。研究结果表明矿化液中ALP、Ca-GP和Ca Cl₂的浓度分别为0.4 mg/m L、95 mmol/L、64 mmol/L时,矿化48 h后,支架材料表面均匀的沉积了一层n-HAP颗粒,n-HAP/CS支架的压缩模量为4.38±0.31 MPa,与纯的CS支架(2.65±0.39 MPa)相比具有显著提高。为探究n-HAP/CS对细胞行为的影响及体内骨组织修复的可行性,本研究...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 生物材料简介
    1.2 骨组织修复与再生
        1.2.1 组织工程支架材料
        1.2.2 CS及其衍生物在骨组织修复与再生中的应用
    1.3 生物矿化
        1.3.1 生物矿化过程
        1.3.2 钙磷盐在矿化中的作用
    1.4 种子细胞
        1.4.1 干细胞
        1.4.2 人脐带间充质干细胞
    1.5 液晶及其应用
        1.5.1 液晶在生物体内的存在形式
        1.5.2 液晶的分类
        1.5.3 胆甾型液晶
    1.6 本论文的研究内容与方法
        1.6.1 研究背景
        1.6.2 本论文研究内容
        1.6.3 拟解决的关键性科学问题
第二章 碱性磷酸酶调控透析矿化体系的构建
    2.1 引言
    2.2 实验试剂与仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 ALP调控矿化体系构建
        2.3.2 CS支架材料的制备
        2.3.3 n-HAP/CS支架材料的制备
    2.4 材料结构与性能表征
        2.4.1 UV分析
        2.4.2 XRD分析
        2.4.3 SEM观察
        2.4.4 FT-IR分析
        2.4.5 TG分析
        2.4.6 孔隙率测定
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 ALP调控矿化体系分析
        2.5.2 ALP调控CS支架矿化分析
    2.6 本章小结
第三章 纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的生物学评价
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 体外实验
        3.3.1 材料准备
        3.3.2 细胞相容性分析
        3.3.3 细胞分化分析
    3.4 体内实验
        3.4.1 实验准备
        3.4.2 实验模型的构建
        3.4.3 影像学评估
        3.4.4 组织学观察
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 体外实验结果分析
        3.5.2 体内实验结果分析
    3.6 本章小结
第四章 纳米羟基磷灰石/壳聚糖/脐带干细胞复合体系的构建及其生物学评价
    4.1 引言
    4.2 试剂与材料
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
    4.3 h UCMSCs的提取与鉴定
        4.3.1 h UCMSCs提取
        4.3.2 h UCMSCs的培养与鉴定
    4.4 h UCMSCs在 n-HAP/CS复合支架上的增殖与分化
        4.4.1 细胞增殖
        4.4.2 细胞形态学观察
        4.4.3 细胞定向分化分析
    4.5 体内实验
        4.5.1 动物实验模型的构建
        4.5.2 影像学评估
        4.5.3 组织形态学分析
    4.6 结果与讨论
        4.6.1 体外实验结果分析
        4.6.2 体内实验结果分析
    4.7 本章小结
第五章 碱性磷酸酶调控液晶/壳聚糖复合支架矿化初探
    5.1 引言
    5.2 实验试剂与仪器
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 材料制备
        5.3.2 性能分析
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 CN-COC二元共混体系的性能表征
        5.4.2 LC₃₀/CS复合支架的性能表征
        5.4.3 HLC复合支架的性能研究
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 问题与建议
参考文献
攻读博士学位期间取得学术成果
致谢



本文编号：3752842