具有促血管化能力的丝蛋白多孔支架的设计和应用研究

发布时间：2017-04-04 15:05

  本文关键词：具有促血管化能力的丝蛋白多孔支架的设计和应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：家蚕丝因具有良好的生物相容性、优异的力学性能,且生物降解速率可控而成为一种普适性的生物材料,在组织修复研究领域引起了广泛的关注。然而不同组织的修复对支架的微观形貌、力学性能及降解性能等都有着不同的要求。对于血供丰富的组织的修复,支架应当具有良好的血管长入以及生成能力,以维持组织功能,因此制备具有促血管生成能力的多孔支架一直是实现上述组织成功修复的关键问题和巨大挑战。前期研究表明,向新鲜丝蛋白溶液中添加丝蛋白纳米纤维有利于提高丝蛋白支架的成孔性。另外,分子运动性、电荷、亲水相互作用及浓度等因素可有效影响丝蛋白自组装过程,最终实现对丝蛋白结构的调控。基于上述基础,本文首先研究新鲜丝素蛋白溶液浓缩增加分子间亲水作用的影响,获得不同状态的丝蛋白溶液,随后制备支架,观察丝蛋白状态变化对最终支架性能的影响。实验结果表明,浓缩处理可以获得模量适宜内皮细胞生长的支架材料但由于其不溶性低而不利于后期应用。随后,基于丝蛋白分子自组装原理,在不添加任何有机试剂的条件下,尝试通过改变分子运动性实现对丝素蛋白支架结构和性能的调控。将混合溶液在4oC、60oC、90oC不同温度下放置不同时间后,采用冷冻干燥法制备丝素多孔支架。结果表明,随着处理温度的提高和处理时间的增加,支架在水中稳定性提高,但力学性能同内皮细胞不匹配。最后,通过改变溶液p H值实现对电荷相互作用的调控,成功获得结晶度低、在水中稳定性好且模量范围适宜内皮细胞生长的支架材料。为了验证材料在软组织修复和促血管再生的有效性,我们进行了体外细胞培养实验和体内血管化实验。通过在支架上进行骨髓间充质干细胞(r BMSCs)的细胞体外培养,研究不同力学性能的丝素多孔支架对r BMSCs附着、增殖、分化等细胞行为的影响。实验结果表明所制备支架具有良好的细胞相容性。分化实验结果表明所制备支架材料能够有效促进骨髓间充质干细胞向内皮细胞分化。SD大鼠皮下埋置实验显示上述支架能够有效促进血管的长入和组织更快修复。综上所述,本研究通过自组装调控,设计出一种简单有效的方法制备微观结构、二级结构、力学性能可控的丝素多孔支架,显著提高了丝蛋白支架材料的血管长入能力,为不同软组织的修复提供了良好的基质材料。
【关键词】：丝素蛋白 血管化 软组织 力学性能 冷冻干燥
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 中文摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 引言11-21
• 1.1 组织工程和组织工程用生物材料11-13
• 1.1.1 组织工程11
• 1.1.2 组织工程用生物材料11-13
• 1.2 丝素蛋白及其在组织工程的应用13-18
• 1.2.1 家蚕丝素蛋白的化学结构13
• 1.2.2 家蚕丝素蛋白的构象及聚集态结构13
• 1.2.3 家蚕丝素蛋白生物材料的特征13-14
• 1.2.4 丝素材料的制备14-16
• 1.2.5 丝素材料在组织工程中的应用16-17
• 1.2.6 丝素蛋白自组装调控的研究17-18
• 1.3 本课题的研究目的18-21
• 1.3.1 研究目的18-19
• 1.3.2 研究内容19-21
• 第二章 丝素溶液浓缩处理对支架性能的影响21-32
• 2.1 材料设备21-22
• 2.1.1 实验材料与试剂21
• 2.1.2 实验仪器21-22
• 2.2 实验方法22-24
• 2.2.1 丝素溶液的制备22
• 2.2.2 浓缩处理及丝蛋白纳米纤维溶液的制备22-23
• 2.2.3 支架的制备23
• 2.2.4 溶液及支架性能表征23-24
• 2.3 结果与讨论24-31
• 2.3.1 丝素溶液状态的变化24-25
• 2.3.2 丝素溶液二级结构的变化25-26
• 2.3.3 支架二级结构的变化26-27
• 2.3.4 丝素蛋白支架的溶失率分析27-28
• 2.3.5 支架的微观形貌28-30
• 2.3.6 支架的机械性能30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 丝素溶液温度处理对支架性能的影响32-40
• 3.1 材料设备32-33
• 3.1.1 实验材料与试剂32
• 3.1.2 实验仪器32-33
• 3.2 实验方法33
• 3.2.1 丝素溶液及丝素蛋白纳米纤维溶液的制备33
• 3.2.2 丝素溶液的调节与支架的制备33
• 3.2.3 溶液及支架性能表征33
• 3.3 结果与讨论33-39
• 3.3.1 丝素溶液状态的变化33-34
• 3.3.2 温度处理对溶液二级结构的影响34-35
• 3.3.3 不同温度处理对支架形貌的影响35-37
• 3.3.4 温度对支架二级结构的影响37-38
• 3.3.5 不同温度处理对支架的热水溶解率的影响38-39
• 3.3.6 不同温度处理对支架模量的影响39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 调节溶液PH对支架性能的影响40-46
• 4.1 材料设备40-41
• 4.1.1 实验材料与试剂40
• 4.1.2 实验仪器40-41
• 4.2 实验方法41
• 4.2.1 丝素溶液及丝蛋白纳米纤维溶液的制备41
• 4.2.2 丝素溶液的调节与支架的制备41
• 4.2.3 溶液及支架性能表征41
• 4.3 实验结果与讨论41-45
• 4.3.1 调节溶液pH值对其二级结构的影响41-42
• 4.3.2 不同pH值对支架的热水溶失率的影响42
• 4.3.3 支架二级结构的变化42-43
• 4.3.4 支架形貌的变化43-44
• 4.3.5 支架力学性能的变化44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 具有促血管化能力的丝蛋白多孔支架的性能研究46-64
• 5.1 材料与设备46-47
• 5.1.1 实验材料46-47
• 5.1.2 实验仪器47
• 5.2 实验方法47-52
• 5.2.1 丝素多孔材料的制备及性能测试47-48
• 5.2.2 溶液的配制48
• 5.2.3 骨髓间充质干细胞的提取与培养48-49
• 5.2.4 骨髓间充质干细胞的接种与培养49
• 5.2.5 多孔材料的皮下埋置49
• 5.2.6 体外细胞增殖测试49-51
• 5.2.7 体外细胞分化测试51-52
• 5.2.8 体内血管化测试52
• 5.3 结果与讨论52-63
• 5.3.1 各种支架的性能测试52-56
• 5.3.2 体外细胞增殖实验56-58
• 5.3.3 体外细胞分化测试58-60
• 5.3.4 体内促血管能力测试60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 结语64-65
• 6.1 总结64
• 6.2 研究计划64-65
• 参考文献65-74
• 攻读学位期间公开发表的论文74-75
• 致谢75-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高欣;张海萍;陈宇;朱良均;闵思佳;;丝素蛋白多孔材料及其在组织工程领域的应用[J];纺织学报;2008年10期

  本文关键词：具有促血管化能力的丝蛋白多孔支架的设计和应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：285717