骨软骨修复用静电纺丝纤维膜/细胞层的构建及性能研究
发布时间：2021-03-06 05:15
软骨组织内无血管,且软骨细胞是已经分化成熟的细胞,这些导致软骨损伤难以进行自我修复。同时,大面积软骨缺损往往同时伴随着软骨下骨的损伤,骨软骨缺损的临床治疗仍然面临重大挑战。组织工程技术是骨软骨再生修复的可行策略,但骨软骨的异质结构对构建具有仿生梯度的骨软骨支架提出了要求。不同细胞层堆叠制备三维修复体是已经被大家熟知的技术,是一种可用于构建梯度结构的简便方法,而静电纺丝纤维膜被证实是孵育细胞层优异的支撑材料。因此,本论文仿生骨软骨梯度组成采用静电纺丝技术制备了不同组成的复合纤维膜,在其上孵育具有多分化潜能的骨髓间充质干细胞（BMSCs）层,并诱导BMSCs层向成软骨、成钙化软骨和成骨分化,最后通过梯度叠加得到的三维修复体,可用于骨软骨再生修复。本研究采用共混溶液静电纺丝技术分别制备了聚乳酸/糖胺聚糖、聚乳酸/明胶、聚乳酸/明胶/糖胺聚糖、聚乳酸/明胶/羟基磷灰石几类复合纤维膜,糖胺聚糖选择了具有促软骨分化能力的透明质酸和硫酸软骨素,并改变纤维中透明质酸、硫酸软骨素、羟基磷灰石的添加量,开展了细胞层孵育和诱导分化研究。其中,重点开展了共混有糖胺聚糖复合纤维的纺丝工艺优化和表征,以及对比研究...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１甲酰胺作为ＧＡＧ溶剂时的ＰＬＬＡ／ＧＡＧ纤维膜ＳＥＭ图：（Ａ）纺丝前期（＜１小时）；（Ｂ）??纺丝后期（＞?１．５小时）
膜的纤维间距离均无明显差异。这些发现表明，??所有制备的复合纤维膜具有相似的表面粗糙度和孔隙率。纤维膜的表面有较多的孔隙，??类似于天然ＥＣＭ的结构，可以支撑细胞生长，而高的孔隙率可以为细胞的物质交换??提供条件，从而利于细胞的黏附、增殖以及分化。??为了证明成功在纳米纤维中引入了?ＧＡＧ组分，在ＰＬＬＡ／ＨＡ，ＰＬＬＡ／ＣＳ和??ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ复合纳米纤维上进行了元素分析。ＨＡ不包含硫酸盐基团，因此，在??ＰＬＬＡ／ＨＡ纳米纤维中仅检测到氮信号，并且氮元素在纤维中的分布均匀（图２－２?（Ｂ））。??在ＰＬＬＡ／ＣＳ和ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤维中，同时检测到氮信号和硫信号，表明存在ＣＳ??成分（图２－２（Ｃ，Ｄ））。由于在后一种情况下ＣＳ含量较少，所以ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤??维中的硫信号强度比ＰＬＬＡ／ＣＳ纳米纤维中的硫信号强度弱。类似地，制备了一系列??ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纳米纤维，由于复合纳米纤维中存在明胶成分，在这种情况下用元素分析??判断ＨＡ和ＣＳ的添加并不适合，但是根据前面的结果，可以合理地认为ＨＡ和／或ＣＳ??在ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纤维中也掺入成功。??热?Ｕｆｅ?？?ｍｍ??ＨＵＨ?ＳＢＵｍ??图２－２各组静电纺丝纳米纤维的形态的ＳＥＭ观察：（Ａ）ＰＬＬＡ；?（Ｂ）ＰＬＬＡ／ＨＡ；?（ＱＰＬＬＡ／ＣＳ；??（Ｄ）ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ?；?（Ｅ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ?；?（Ｆ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＨＡ?；?（Ｇ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＣＳ?；?（Ｈ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＨＡ／ＣＳ?〇?（Ｂ－Ｄ）??中的插入图是相应纳米纤维中的氮（Ｎ）和硫（Ｓ）元素映射图。??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＳＥＭ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ?
高。然而，对于三种含ＧＡＧ的ＰＬＬＡ复合纳米纤维膜，在??细胞生长方面没有发现显著差异。与ＰＬＬＡ／ＨＡ，ＰＬＬＡ／ＣＳ和ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤维??膜相比，由于ＰＬＧＡ／Ｇｅ丨纳米纤维的明胶含量（５０ｗｔ．％）比ＧＡＧｓ?（３ｗｔ．％）高，因??此可以进一步促进细胞生长。与ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纳米纤维膜相比，ＧＡＧ成分的进一步掺入，??ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＧＡＧ纤维膜组成对细胞增殖影响不大。??尽管ＢＭＳＣｓ的增殖速率随纳米纤维的组成而不同，但是观察到的这些细胞的形??态是相似的。如图２－６所示，荧光染色显示的细胞骨架表明，ＢＭＳＣｓ可以牢固附着并??在所有纳米纤维上分散成纺锤状，具有清晰的核质结构且细胞形态没有异常。因此可??以确定，所有这些复合纳米纤维是无细胞毒性的，并且能够通过掺入天然来源的生物??大分子例如ＧＡＧ和／或明胶来上调细胞的增殖。??Ａ?Ｗ－ＬＡ?ＰＬＬＡｆｌＨＡ?ＰＬＬＡＣＳ?ＰＬＬＡ？ＡＣＳ??．—ＭＭ??■■■■??３?ＰＬＬＡ／Ｇ？ｉ?ＰＬＬＡ？ｒｔ？Ａ?ＰＬＬＡ／Ｇ＊Ｉ／ＣＳ?ＰＬＬＡ＾ｙＨＡ／ＣＳ??，Ｍｌ?ｍＢＢ?ＭＢＭ??ＷＢＷＨ?ＢＷＭＩ?ＢＭｉＰＢ??图２－４在各组纤维膜上培养３天和７天的ＢＭＳＣｓ的活／死染色图像，并在ＬＳＣＭ下观察，绿色荧??光表示活细胞，红色荧光表示死细胞。根据图像确定的细胞密度会显示在每组图像的右上角（５００??ｘ?５００?ｐｍ２）〇??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４Ｌｉｖｅ／ｄｅａｄ?ｓｔａｉｎｉｎｇ?ｉｍａｇｅｓ?ｆｏｒ?ＢＭＳＣｓ?ｃｕｌｔｕｒｅｄ?ｏｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓ?ｍｅｓｈｅｓ?ｆｏｒ?３?ａｎｄ?７??ｄａｙｓ，?ａｎｄ?
本文编号：3066501
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１甲酰胺作为ＧＡＧ溶剂时的ＰＬＬＡ／ＧＡＧ纤维膜ＳＥＭ图：（Ａ）纺丝前期（＜１小时）；（Ｂ）??纺丝后期（＞?１．５小时）
膜的纤维间距离均无明显差异。这些发现表明，??所有制备的复合纤维膜具有相似的表面粗糙度和孔隙率。纤维膜的表面有较多的孔隙，??类似于天然ＥＣＭ的结构，可以支撑细胞生长，而高的孔隙率可以为细胞的物质交换??提供条件，从而利于细胞的黏附、增殖以及分化。??为了证明成功在纳米纤维中引入了?ＧＡＧ组分，在ＰＬＬＡ／ＨＡ，ＰＬＬＡ／ＣＳ和??ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ复合纳米纤维上进行了元素分析。ＨＡ不包含硫酸盐基团，因此，在??ＰＬＬＡ／ＨＡ纳米纤维中仅检测到氮信号，并且氮元素在纤维中的分布均匀（图２－２?（Ｂ））。??在ＰＬＬＡ／ＣＳ和ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤维中，同时检测到氮信号和硫信号，表明存在ＣＳ??成分（图２－２（Ｃ，Ｄ））。由于在后一种情况下ＣＳ含量较少，所以ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤??维中的硫信号强度比ＰＬＬＡ／ＣＳ纳米纤维中的硫信号强度弱。类似地，制备了一系列??ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纳米纤维，由于复合纳米纤维中存在明胶成分，在这种情况下用元素分析??判断ＨＡ和ＣＳ的添加并不适合，但是根据前面的结果，可以合理地认为ＨＡ和／或ＣＳ??在ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纤维中也掺入成功。??热?Ｕｆｅ?？?ｍｍ??ＨＵＨ?ＳＢＵｍ??图２－２各组静电纺丝纳米纤维的形态的ＳＥＭ观察：（Ａ）ＰＬＬＡ；?（Ｂ）ＰＬＬＡ／ＨＡ；?（ＱＰＬＬＡ／ＣＳ；??（Ｄ）ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ?；?（Ｅ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ?；?（Ｆ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＨＡ?；?（Ｇ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＣＳ?；?（Ｈ）ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＨＡ／ＣＳ?〇?（Ｂ－Ｄ）??中的插入图是相应纳米纤维中的氮（Ｎ）和硫（Ｓ）元素映射图。??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＳＥＭ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ?
高。然而，对于三种含ＧＡＧ的ＰＬＬＡ复合纳米纤维膜，在??细胞生长方面没有发现显著差异。与ＰＬＬＡ／ＨＡ，ＰＬＬＡ／ＣＳ和ＰＬＬＡ／ＨＡ／ＣＳ纳米纤维??膜相比，由于ＰＬＧＡ／Ｇｅ丨纳米纤维的明胶含量（５０ｗｔ．％）比ＧＡＧｓ?（３ｗｔ．％）高，因??此可以进一步促进细胞生长。与ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ纳米纤维膜相比，ＧＡＧ成分的进一步掺入，??ＰＬＬＡ／Ｇｅｌ／ＧＡＧ纤维膜组成对细胞增殖影响不大。??尽管ＢＭＳＣｓ的增殖速率随纳米纤维的组成而不同，但是观察到的这些细胞的形??态是相似的。如图２－６所示，荧光染色显示的细胞骨架表明，ＢＭＳＣｓ可以牢固附着并??在所有纳米纤维上分散成纺锤状，具有清晰的核质结构且细胞形态没有异常。因此可??以确定，所有这些复合纳米纤维是无细胞毒性的，并且能够通过掺入天然来源的生物??大分子例如ＧＡＧ和／或明胶来上调细胞的增殖。??Ａ?Ｗ－ＬＡ?ＰＬＬＡｆｌＨＡ?ＰＬＬＡＣＳ?ＰＬＬＡ？ＡＣＳ??．—ＭＭ??■■■■??３?ＰＬＬＡ／Ｇ？ｉ?ＰＬＬＡ？ｒｔ？Ａ?ＰＬＬＡ／Ｇ＊Ｉ／ＣＳ?ＰＬＬＡ＾ｙＨＡ／ＣＳ??，Ｍｌ?ｍＢＢ?ＭＢＭ??ＷＢＷＨ?ＢＷＭＩ?ＢＭｉＰＢ??图２－４在各组纤维膜上培养３天和７天的ＢＭＳＣｓ的活／死染色图像，并在ＬＳＣＭ下观察，绿色荧??光表示活细胞，红色荧光表示死细胞。根据图像确定的细胞密度会显示在每组图像的右上角（５００??ｘ?５００?ｐｍ２）〇??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４Ｌｉｖｅ／ｄｅａｄ?ｓｔａｉｎｉｎｇ?ｉｍａｇｅｓ?ｆｏｒ?ＢＭＳＣｓ?ｃｕｌｔｕｒｅｄ?ｏｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓ?ｍｅｓｈｅｓ?ｆｏｒ?３?ａｎｄ?７??ｄａｙｓ，?ａｎｄ?
本文编号：3066501
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3066501.html
