HACC可控分布的矿化胶原涂层制备及性能研究

发布时间：2017-04-18 17:01

  本文关键词：HACC可控分布的矿化胶原涂层制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：涂层是实现使硬骨组织修复的金属植入体既具有高生物学响应性,又有良好的生长因子承载和释放能力的最佳方式,以期到达加速骨整合过程的目的。但一般金属植入体高生物响应性涂层厚度较薄,存在着其生长因子承载量低和缓释能力差等关键问题。利用2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)可增强与生长因子结合力,提高生长因子承载能力,但HACC带电量较大,其大量直接与细胞接触会产生不利影响。本工作基于矿化胶原薄层具有高生物学响应性的特点,通过电化学沉积技术,开展了将HACC组装于矿化胶原涂层并可控分布、涂层生长因子承载和释放、涂层生物学评价等方面的研究。主要实验结果总结如下：采用离子交联法制备了HACC纳米微球,通过电化学方法共沉积HACC纳米微球和胶原。结果显示HACC纳米微球液中含有大量游离HACC,沉积时HACC纳米微球又易过矿化,不能获得HACC微球均匀组装的矿化胶原涂层。相比HACC纳米微球,HACC分子对电场有更好的响应性,通过多电位阶跃法沉积,并研究了HACC的可控分布组装。结果显示：(1)施加负电压能促使矿化胶原涂层沉积和HACC组装入涂层；施加相对短时间的正压,能优化矿化胶原沉积,也会引起涂层内弱结合的HACC排出；沉积时间会影响沉积层厚度、HACC组装入或排出量。经过三段交替电压变化的多电位阶跃法沉积,可形成一定厚度的涂层。(2)如首先采用易使HACC富集的小电压(-1.5V/60s)预沉积,最后再经正压沉积,可形成内层富集HACC的矿化胶原涂层。(3)如经三段多电位阶跃沉积,涂层达到一定厚度,最后再采用易使HACC组装入的长时间负压(-2.4V/480s)的后沉积步骤,可形成外层富集HACC的矿化胶原涂层。通过对HACC可控分布矿化胶原涂层生物性能进行评价,HACC的引入可以显著提高矿化胶原涂层对rhBMP-2的承载能力,其承载量比不含HACC涂层的提高41%；内层富集HACC的矿化胶原涂层可明显抑制承载的rhBMP-2早期爆发性释放并能持续释放超过28天,同时其涂层显示出良好的生物相容性,有效地避免了HACC对细胞生长不利现象出现；不同涂层在细胞培养基中预吸附后都能显著提高其细胞相容性,说明其组装入HACC具有强吸附蛋白的作用。因此,将HACC可控地分布于胶原涂层内部,可同时赋予了涂层良好的生物相容性与生长因子承载缓释性能,有利于加快植入体的骨整合过程。
【关键词】：矿化胶原涂层 壳聚糖衍生物 电化学沉积 可控分布 rhBMP-2承载 细胞相容性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11
• 1.2 医用钛及钛金属植入体的表面改性11-14
• 1.2.1 医用钛及钛合金11-12
• 1.2.2 医用钛及钛合金的表面改性现状12-14
• 1.3 矿化胶原涂层14-21
• 1.3.1 羟基磷灰石及其在骨修复中的作用14-16
• 1.3.2 胶原蛋白及其在骨修复中的作用16-17
• 1.3.3 矿化胶原的制备方法和改性作用17-19
• 1.3.4 涂层承载和释放生长因子的研究现状19-21
• 1.4 壳聚糖以及衍生物21-23
• 1.4.1 壳聚糖的生物作用21-22
• 1.4.2 壳聚糖改性及其衍生物22-23
• 1.4.3 壳聚糖及其衍生物修饰植入体研究现状23
• 1.5 研究思路23-27
• 第二章 实验与测试27-37
• 2.1 实验原料与设备27-28
• 2.1.1 实验原料27-28
• 2.1.2 实验设备28
• 2.2 实验方法28-31
• 2.2.1 钛基板表面处理28-29
• 2.2.2 矿化胶原涂层的制备29-30
• 2.2.3 HACC纳米微球共沉积矿化胶原涂层的制备30
• 2.2.4 HACC可控分布矿化胶原涂层的制备30-31
• 2.2.5 各类矿化胶原涂层的rhBMP-2的承载31
• 2.3 材料表征31-34
• 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)31
• 2.3.2 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)31-32
• 2.3.3 X射线衍射(XRD)32
• 2.3.4 HACC含量的测定32-33
• 2.3.5 雾度的测量33
• 2.3.6 体外rhBMP-2的承载与释放分析33-34
• 2.4 涂层的生物学评价34-37
• 2.4.1 细胞的粘附与增殖34
• 2.4.2 蛋白吸附34
• 2.4.3 细胞分化34-35
• 2.4.4 统计学处理35-37
• 第三章 HACC纳米微球/矿化胶原涂层的制备37-43
• 3.1 HACC纳米微球的制备37-39
• 3.1.1 三聚磷酸钠/HACC比例对纳米微球的影响37-38
• 3.1.2 搅拌速率对纳米微球的影响38-39
• 3.2 HACC纳米微球的电化学沉积39-41
• 3.3 电化学沉积法制备HACC纳米微球/矿化胶原涂层41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 HACC可控分布的矿化胶原涂层的制备及性能43-55
• 4.1 HACC可控分布的矿化胶原涂层制备及形貌分析43-45
• 4.2 HACC可控分布的矿化胶原涂层组成分析45-48
• 4.2.1 XRD和IR分析45-46
• 4.2.2 HACC含量及分布测量46-48
• 4.3 HACC可控分布矿化胶原涂层形成机理分析48-52
• 4.3.1 HACC与胶原蛋白在电沉积过程中相互作用分析48-49
• 4.3.2 阶跃电沉积法制备HACC可控分布矿化胶原涂层机理分析49-52
• 4.4 本章小结52-55
• 第五章 HACC可控分布的矿化胶原涂层的生物学评价55-65
• 5.1 涂层细胞相容性评价55-59
• 5.1.1 HACC可控分布矿化胶原涂层细胞相容性55-57
• 5.1.2 涂层预吸附蛋白对细胞相容性的影响57-59
• 5.2 涂层RHBMP-2承载/释放及其效能表征59-62
• 5.2.1 涂层的rhBMP-2承载及释放行为59-60
• 5.2.2 涂层rhBMP-2释放行为动力学分析60-62
• 5.3 承载RHBMP-2涂层的成骨分化能力评价62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 全文总结65-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 个人简历75-77
• 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果77

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1 陈潞;HACC可控分布的矿化胶原涂层制备及性能研究[D];浙江大学;2016年

  本文关键词：HACC可控分布的矿化胶原涂层制备及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：315309