磷灰石—层粘连蛋白涂层对神经细胞生物学行为的调控

发布时间：2020-11-03 07:03

　　 神经细胞的生长在神经修复中发挥重要作用。采用生物相容性和生物可降解性好的材料,并在其表面修饰特定生物分子,从而在材料表面创造神经细胞生长的生理环境,成为调控神经细胞行为和促进神经修复的重要手段。目前,在生物材料表面固定生物分子的常用方法主要为物理吸附法、化学接枝法和载体系统法,其中载体系统法在固定生物分子时能显著改善物理吸附率低、易扩散和化学接枝繁琐的局限性,成为开发简单有效的固定化的重要策略。磷灰石是一种天然存在的无机材料,具有优异的生物相容性和良好的生物可降解性,且对大量分子具有亲和力,广泛用于生物医药载体系统研究。本课题运用仿生矿化法,在钛表面磷灰石(apatite)涂层上固定层粘连蛋白(Laminin,LN),构建apatite/LN功能性涂层;对涂层的理化性能和缓释性能进行了研究;探究功能性涂层对神经细胞PC12和神经干细胞(Neural Stem Cells,NSCs)的生物学行为调控作用。本文的研究结果如下:(1)通过仿生矿化法制备出多孔均一的apatite涂层,并且运用仿生共沉积法可以在其表面固定LN分子,形成apatite/LN涂层。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)结果表明,在形成apatite涂层的过程中,随着反应时间的延长,钛表面逐渐形成片层状结构,且片层的大小逐渐增大,反应至24 h后的片层大小为8.16±0.87μm,而apatite/LN涂层的片层大小则为9.79±0.69μm。(2)通过能谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对涂层中N元素的检测以及傅立叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对酰胺基团的检测分析,并通过蛋白定量检测可知,当蛋白原始浓度分别为5μg/mL、10μg/m L、20μg/mL和40μg/mL时,apatite/LN涂层中的平均蛋白含量约为1.31μg、3.90μg、4.20μg和4.55μg。结果表明,仿生矿化能在apatite涂层上迅速有效地共沉积LN分子。(3)通过对apatite/LN涂层的理化性能的检测,发现apatite/LN涂层的厚度(9.57±0.40μm)比单纯的apatite涂层(8.79±0.22μm)稍厚。apatite涂层和apatite/LN涂层与基底的结合强度分别约为10.11 MPa和11.06 MPa。此外,apatite涂层的水接触角约为80°,而apatite/LN涂层的水接触角则减小到56°左右,即其表面的亲水性质得到有效的改善。(4)apatite/LN涂层置于磷酸盐缓冲液(PBS)中的体外降解结果表明,降解28 d后,涂层的片状微晶结构部分松垮无规则;降解90 d后,其片状结构几乎完全脱落。同时apatite/LN涂层中LN分子的体外释放结果表明,LN基本保持了相对较为缓慢的释放率,在体外可以进行持续可控的释放,直到释放实验至28 d,其释放量仅达到20.72%左右。(5)通过神经细胞PC12与NSCs的体外培养实验表明,apatite/LN涂层的生物相容性比较优异,且仿生共沉积的LN分子能够显著提高神经细胞和NSCs的粘附和铺展能力,并能够有效的促进神经细胞和NSCs的增殖和突触形成,同时对NSCs向神经元方向分化有一定的促进作用。
【学位单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R318.08
【部分图文】：

图 1.1 瓦氏变性后的神经自主修复示意图[3]1.2 神经组织工程外周神经损伤导致神经缺损时，需要在神经残端之间插入移植物来连接间隙并支持轴突再生[5]。植入自体神经，目前被视为周围神经缺损修复黄金标准[6]。

图 1.2 层粘连蛋白（Laminnin, LN）的结构示意图的结构域与细胞受体相互作用从而调控细胞行为[55, 56]。L，在神经系统中的主要功能是刺激神经突生长[58]，且刺激影响施旺细胞的增殖和迁移[60]。众所周知，受损区域远端

图 2.1 apatite/LN 涂层制备图2.4 材料的表征与测试2.4.1 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）将经过 3、6、9、12、15、24 h 的制备时间得到的 apatite 涂层和 apatite/LN
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 邹颖;王文梅;朱雅男;杨卫东;;CCK-8法评价口腔粘结材料的体外细胞毒性研究[J];口腔医学研究;2011年08期

2 李民;曾琳;刘媛;龙在云;李书林;伍亚民;;原浆型星形胶质细胞调控神经干细胞定向分化的优化比例筛选[J];创伤外科杂志;2008年01期

本文编号：2868257