仿生多功能引导骨再生纳米复合膜的制备及其体外实验研究

发布时间：2020-05-30 19:28

【摘要】：目的构建一种三元体系仿贝壳层状结构双层复合薄膜,通过表征其微观结构,测试其力学性能、生物相容性、抑菌性、细胞粘附性和体外降解能力,探究其作为新型GBR膜材料的可行性。方法壳聚糖(chitosan,CS)是重要的组织工程支架材料,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是构建仿贝壳结构的重要基元,硅酸钙(Ca Si)是最重要的第三代生物陶瓷之一。将CS溶液,GO溶液和Ca Si溶液按一定比例混合,超声破碎分散,通过自蒸发作用形成薄膜,再通过冰模板法制备多孔层结构。采用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电镜(scanning electron microscope,TEM)观察其微观结构,X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)表征材料的成分,力学万能试验机测试复合膜的拉伸性能,CCK-8(Cell Counting Kit-8)法检测复合膜的细胞相容性,选取金黄色葡萄球菌,大肠杆菌和变形链球菌进行抑菌实验,选取牙髓间充质干细胞进行细胞粘附性实验,选取溶菌酶进行体外降解实验。结果加入GO和Ca Si后,复合膜的截面下层呈有序的层状结构,上层为粗糙的多孔结构,拉伸强度有明显的提升,最高可达到152.5 MPa,为Bio-Gide膜的40倍。CCK-8实验显示材料无细胞毒性,抑菌实验显示复合膜对金黄色葡萄球菌,大肠杆菌和变形链球菌的生长均有一定的抑制作用,细胞粘附实验显示多孔表面细胞粘附量明显多于光滑表面,体外降解显示复合膜具有可降解性。结论含有质量分数4%GO和5%Ca Si的复合膜拉伸强度最佳,远高于当前应用最为广泛的Bio-Gide胶原膜,体外实验表明复合膜具有良好的细胞相容性,抗菌性和可降解性,为进一步的体内实验与新一代的GBR膜研发奠定基础。
【图文】：

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通过自蒸发作用形成柔软光滑的单层膜，如图 1B 所示。继续喷涂一层混合溶液（图1C）后，经过冷冻干燥得到双层复合膜结构（图 1D）。图 1E 为 GBR 膜临床应用的示意图，其主要作用是将骨缺损区域与软组织隔开，，保证骨再生在没有成纤维细胞和上皮细胞的干扰下完成，同时，理想的 GBR 膜应具有一定的抑菌性。图 1：仿生结构多功能生物复合膜的制备过程。(A) 复合膜合成原料及其示意图；(B) 单层复

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安徽医科大学硕士学位论文合膜普通照片及其结构示意图；(C) 单层膜表面喷涂一层混合溶液示意图；(D) 双层膜普通片与结构示意图；(E) GBR 膜临床作用示意图。如图 2A-2C，纯 CS 膜截面没有明显层状结构；图 2D-2F 可见在加入 GO 后（wt. %）,有明显的层状结构；图 2G-2I 可见明显双层结构：致密的层状结构层和疏松的多孔结构层。图 2J 为致密层的表面，光滑平整；图 2K-2L 为疏松多孔层的表面，可见两面的明显差异。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08

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