LCC基可降解支架材料的制备及对人体细胞的生物相容性的研究

发布时间：2020-05-31 18:12

【摘要】：随着人们生活节奏的加快,生活压力也越来越大,继而导致了越来越多的人患上心肌梗塞,肝硬化等疾病。因此每年都有大量的人死于肝病(如肝癌、肝硬化)和心脏病(如冠心病等)。肝癌和冠心病更是严重的威胁了人类的健康。肝病和心脏病的通常采用的治疗手段是肝移植和心脏支架。目前使用的各种支架都有各自的弊端,因此寻找一种各方面都较好的支架材料迫在眉睫。木素-碳水化合物复合体(Lignin-carbohydrate complexes,LCC)具有良好的两亲性、生物相容性、无毒性、可降解性等特性,是一种很好的医用高分子材料。本研究对LCC在组织工程支架中的应用进行了研究。本文从以不同球磨时间(48h和72h)下制得的杨木的水不溶部分LCC-48和LCC-72,在聚乙二醇缩水甘油醚存在下,由上述LCC制备的干凝胶多孔载体。FT-IR光谱表明两种LCC样品由木素和多糖组成,并且显示典型的LCC结构。LCC-48和LCC-72的半乳糖含量分别为3.02%和5.67%,表明LCC-72更容易被人肝细胞识别。LCC-48和LCC-72分子量分别为9836和7153。LCC-48和LCC-72基多孔载体比表面积为26.311 m~2/g、21.263 m~2/g它们的孔径分别为29.627nm和23.812 nm。将上述干凝胶多孔载体用于人肝细胞L-02,随着球磨时间的延长,LCC制成的多孔材料的孔隙率和孔径随之下降。通过倒置显微镜、SEM观察发现大量的肝细胞粘附在多孔载体上。在LCC-72基载体上生长的肝细胞优于LCC-48基载体和对照组。细胞体外培养的白蛋白分泌量、血尿素氮分泌量以及葡萄糖消耗量的测定表明LCC-72的结果优于LCC-48和空白样。以LCC-48、LCC-72以及NCC为原料,通过液氮冷冻制备复合球形载体,通过红外光谱、SEM等实验对球形载体形态及组分进行分析,然后通过人体肝细胞L-02培养,对培养的细胞进行倒置显微镜观察、细胞计数、SEM观察,并检测其细胞的代谢活性。结果表明复合球形载体具有典型的木素和聚糖复合物的结构,LCC-72/NCC复合球形载体和LCC-48复合球形载体的比表面积分别为24.262 g/m~2和28.938 m~2/g,它们的孔径分别为28.617nm和33.565 nm,通过倒置显微镜、SEM观察表明大量的肝细胞粘附在多孔载体上。在LCC-72/NCC基复合球形载体上生长的肝细胞优于LCC-48/NCC基复合球形载体和对照组。细胞体外培养的白蛋白分泌量,血尿素氮分泌量以及葡萄糖消耗量的测定结果表明LCC-72/NCC球形复合载体的生物相容性优于LCC-48/NCC球形复合载体和空白组,且在LCC/NCC球形载体中其生物相容性随LCC含量的增加而提高,当LCC含量为超过50%,LCC/NCC生物相容性不再随LCC含量的变化而变化。以LCC-48、LCC-72以及CNF为原料,通过流延成膜法和卷曲成型法制备复合管状载体,并对形态进行分析,然后通过人体冠状动脉内皮细胞的体外培养,对培养的细胞进行倒置显微镜观察、细胞计数、SEM观察,并检测其细胞活性。结果表明LCC-72/CNF复合管状载体和LCC-48/CNF复合管状载体的比表面积分别为3.497 m~2/g、3.956 m~2/g,它们的孔径分别为8.302nm、9.001 nm,通过倒置显微镜、SEM观察表明大量的人心脏冠状动脉内皮细胞粘附在多孔载体上。在LCC-72/CNF复合管状载体上生长的肝细胞优于LCC-48/CNF基载体以及对照组。细胞体外培养的白蛋白分泌量,血尿素氮分泌量以及葡萄糖消耗量的测定结果表明LCC-72/CNF管状复合载体的生物相容性优于LCC-48/CNF管状复合载体和空白样生物活性,且在LCC/CNF球形载体的生物相容性随LCC含量的增加而提高,当LCC含量为超过60%,LCC/CNF生物相容性不再随LCC含量的变化而变化。
【图文】：

[96-97]。木质素大分子是通过三种单木质醇的脱氢聚合形成的：香豆醇，松柏醇和芥子醇，其结构如图1.1所示。木质素是合成环境友好聚合物的主要生物资源原料之一，其高含量的芳香族结构提供了替代了工业上相关的芳香聚合物和精细化学品[98]。但是，，每年只有大约2％的木质素能够从造纸和制浆工业中提取出来，但是大部分提取的木质素主要用于低价值应用，如作为分散剂，粘合剂和填料[99]。这主要是由于木质素结构复杂多变性，多分散性和不混溶性。克服这些限制的另一种方式是制备木质素纳米颗粒，其改善了木质素的性质，并对木质素的形态和结构进行可变的控制[100-102]。除此之外纳米结构木质素的制备也为以高价值应用木质素基材料开辟了可能性

图 1.3 LCC 材料与肝细胞的结合Fig1.3 Binding of LCC material to hepatocyte 制备支架材料的方法为了分析LCC的生物相容性并将其用于医学领域，需要对LCC材料进行支架的，目前，对于组织工程支架较为成熟的制备有以下5种常见的方法：1、雾化涂层方法，2、静电纺丝，3、粒子浸出-常温模压成型，4、3D打印方法，5、成膜法等。.1 雾化/喷雾涂层方法所谓雾化/喷雾涂层方法首先将对组织细胞无害、易得的高分子材料进行压缩，然后对此高分子材料进行消毒处理，对处理后的成型的高分子进行喷上一解于醋酸的不溶于水的LCC溶解。除去有机溶剂，得到表面有不规则的孔隙层材料，通过卷曲薄层材料使其变成圆柱状支架，通过此材料卷曲的圆柱支有较好的机械强度、较强的弹性、较高的孔隙率以及具有很好的在弱酸弱碱
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08

【参考文献】

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本文编号：2690259