丝素纤维人工韧带材料的表面改性及其体外矿化
发布时间：2021-05-08 05:47
人工韧带移植是目前治疗韧带断裂及韧带缺损性疾病的有效手段,曾经在临床上使用较多的是LARS人工韧带。然而由于其不可降解性,LARS人工韧带存在疲劳松弛、骨愈合差等问题。因此,本研究以天然丝素纤维为基材,设计并制备了一种编织基丝素纤维人工韧带材料（SFALs）,并采用再生丝素蛋白（SF）、海藻酸钠（SA）及SF/SA对其表面进行涂层,进而研究了不同涂层对SFALs体外矿化性能的影响。而且,对SFALs的力学性能、细胞毒性和降解性能也进行了研究,以期获得一种力学性能可控、可降解、生物相容性良好的人工韧带材料。本研究的主要内容包括:（1）设计并编织了两种不同结构的人工韧带材料,并优选其结构,探究了脱胶工艺对其力学性能的影响;（2）使用不同浓度的SF和SA溶液对SFALs进行涂层改性,分别探究了SF和SA对SFALs矿化性能的影响。进一步使用SF/SA溶液对SFALs进行涂层改性及性能研究;（3）对涂层后的SFALs的细胞相容性进行测试;（4）对SFALs在不同条件下的降解性能进行了比较。研究结果及主要结论如下:（1）以天然蚕丝为原材料,使用逐级编织法成型人工韧带材料是可行的。该方法得到的SF...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 人体韧带的结构及功能
1.3 韧带损伤及韧带重建
1.3.1 自体材料
1.3.1.1 自体腘绳肌腱移植物
1.3.1.2 自体骨-髌骨-骨(B-PT-B)移植物
1.3.1.3 股四头肌腱移植物
1.3.2 同种异体材料
1.3.3 人工韧带
1.3.4 组织工程韧带
1.4 常见人工韧带材料
1.4.1 天然高分子制备人工韧带
1.4.2 合成高分子制备人工韧带
1.4.3 多材料复合制备人工韧带
1.5 人工韧带表面改性
1.5.1 常见表面改性方法
1.5.2 丝素蛋白在人工韧带改性上的应用
1.5.3 海藻酸钠在人工韧带改性上的应用
1.6 本研究的目标和内容
1.6.1 研究目标
1.6.2 研究内容
第二章 编织基丝素纤维人工韧带材料的设计与制备
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 两种不同结构人工韧带的编织成型
2.2.2.1 “核壳”结构人工韧带的编织
2.2.2.2 “12×12”结构人工韧带的编织
2.2.3 人工韧带材料的性能表征
2.2.3.1 形态结构
2.2.3.2 力学性能
2.2.4 数据统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 人工韧带的形态结构
2.3.1.1 “核壳”结构人工韧带的形态结构
2.3.1.2 “12×12”结构人工韧带的形态结构
2.3.2 人工韧带的力学性能
2.3.2.1 脱胶对力学性能的影响
2.3.2.2 韧带的生物力学性能
2.4 本章小结
第三章 丝素蛋白和海藻酸钠涂层改性及其矿化作用
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2 丝素蛋白涂层改性
3.2.2.1 再生丝素蛋白的制备
3.2.2.2 丝素蛋白涂层处理
3.2.3 海藻酸钠涂层改性
3.2.4 体外矿化处理
3.2.5 各涂层及矿化结果表征
3.2.5.1 扫描电镜(SEM)
3.2.5.2 红外光谱(FTIR)
3.2.5.3 X射线光电子能谱(XPS)
3.2.5.4 能谱分析(EDS)
3.2.5.5 X射线衍射(XRD)
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同涂层的效果
3.3.1.1 SEM形貌分析
3.3.1.2 红外光谱(FTIR)分析
3.3.1.3 X射线衍射(XPS)分析
3.3.1.4 能谱(EDS)分析
3.3.2 不同涂层对矿化物沉积的影响
3.3.2.1 红外光谱(FTIR)分析
3.3.2.2 沉积物的形貌分析
3.3.2.3 沉积物的钙元素含量及钙磷摩尔比
3.3.2.4 X射线衍射(XRD)分析
3.4 本章小结
第四章 丝素蛋白/海藻酸钠复合涂层改性及其矿化作用
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验材料与仪器
4.2.2 丝素蛋白/海藻酸钠复合涂层改性
4.2.3 体外矿化处理
4.2.4 各涂层及矿化结果表征
4.2.4.1 扫描电镜(SEM)
4.2.4.2 红外光谱(FTIR)
4.2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
4.2.4.4 能谱分析(EDS)
4.2.4.5 X射线衍射(XRD)
4.2.4.6 固体材料表面Zeta电位测试
4.2.4.7 力学性能
4.2.5 细胞毒性试验
4.2.5.1 完全培养基的配置
4.2.5.2 浸提液的准备
4.2.5.3 细胞的种植及细胞活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同比例SF/SA涂层的效果
4.3.1.1 SEM形貌观察
4.3.1.2 红外光谱(FTIR)分析
4.3.1.3 X射线衍射(XPS)分析
4.3.2 不同SF/SA涂层对CaP沉积的影响
4.3.2.1 红外光谱(FTIR)分析
4.3.2.2 沉积物形貌分析
4.3.2.3 沉积物的钙元素含量及钙磷摩尔比
4.3.2.4 X射线衍射(XRD)分析
4.3.2.5 固体表面Zeta电位测试
4.3.2.6 力学性能
4.3.3 细胞毒性试验结果
4.4 本章小结
第五章 编织基丝素纤维人工韧带材料的体外降解性能
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验材料与仪器
5.2.2 PBS降解试验
5.2.3 酶加速降解试验
5.2.4 降解结果表征
5.2.4.1 扫描电镜(SEM)
5.2.4.2 质量损失
5.2.4.3 降解液变化
5.2.4.4 力学性能
5.3 结果与讨论
5.3.1 SFAL的表面形貌
5.3.2 质量损失
5.3.3 降解液变化
5.3.4 力学性能
5.3.5 讨论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3174790
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 人体韧带的结构及功能
1.3 韧带损伤及韧带重建
1.3.1 自体材料
1.3.1.1 自体腘绳肌腱移植物
1.3.1.2 自体骨-髌骨-骨(B-PT-B)移植物
1.3.1.3 股四头肌腱移植物
1.3.2 同种异体材料
1.3.3 人工韧带
1.3.4 组织工程韧带
1.4 常见人工韧带材料
1.4.1 天然高分子制备人工韧带
1.4.2 合成高分子制备人工韧带
1.4.3 多材料复合制备人工韧带
1.5 人工韧带表面改性
1.5.1 常见表面改性方法
1.5.2 丝素蛋白在人工韧带改性上的应用
1.5.3 海藻酸钠在人工韧带改性上的应用
1.6 本研究的目标和内容
1.6.1 研究目标
1.6.2 研究内容
第二章 编织基丝素纤维人工韧带材料的设计与制备
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 两种不同结构人工韧带的编织成型
2.2.2.1 “核壳”结构人工韧带的编织
2.2.2.2 “12×12”结构人工韧带的编织
2.2.3 人工韧带材料的性能表征
2.2.3.1 形态结构
2.2.3.2 力学性能
2.2.4 数据统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 人工韧带的形态结构
2.3.1.1 “核壳”结构人工韧带的形态结构
2.3.1.2 “12×12”结构人工韧带的形态结构
2.3.2 人工韧带的力学性能
2.3.2.1 脱胶对力学性能的影响
2.3.2.2 韧带的生物力学性能
2.4 本章小结
第三章 丝素蛋白和海藻酸钠涂层改性及其矿化作用
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2 丝素蛋白涂层改性
3.2.2.1 再生丝素蛋白的制备
3.2.2.2 丝素蛋白涂层处理
3.2.3 海藻酸钠涂层改性
3.2.4 体外矿化处理
3.2.5 各涂层及矿化结果表征
3.2.5.1 扫描电镜(SEM)
3.2.5.2 红外光谱(FTIR)
3.2.5.3 X射线光电子能谱(XPS)
3.2.5.4 能谱分析(EDS)
3.2.5.5 X射线衍射(XRD)
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同涂层的效果
3.3.1.1 SEM形貌分析
3.3.1.2 红外光谱(FTIR)分析
3.3.1.3 X射线衍射(XPS)分析
3.3.1.4 能谱(EDS)分析
3.3.2 不同涂层对矿化物沉积的影响
3.3.2.1 红外光谱(FTIR)分析
3.3.2.2 沉积物的形貌分析
3.3.2.3 沉积物的钙元素含量及钙磷摩尔比
3.3.2.4 X射线衍射(XRD)分析
3.4 本章小结
第四章 丝素蛋白/海藻酸钠复合涂层改性及其矿化作用
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验材料与仪器
4.2.2 丝素蛋白/海藻酸钠复合涂层改性
4.2.3 体外矿化处理
4.2.4 各涂层及矿化结果表征
4.2.4.1 扫描电镜(SEM)
4.2.4.2 红外光谱(FTIR)
4.2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
4.2.4.4 能谱分析(EDS)
4.2.4.5 X射线衍射(XRD)
4.2.4.6 固体材料表面Zeta电位测试
4.2.4.7 力学性能
4.2.5 细胞毒性试验
4.2.5.1 完全培养基的配置
4.2.5.2 浸提液的准备
4.2.5.3 细胞的种植及细胞活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同比例SF/SA涂层的效果
4.3.1.1 SEM形貌观察
4.3.1.2 红外光谱(FTIR)分析
4.3.1.3 X射线衍射(XPS)分析
4.3.2 不同SF/SA涂层对CaP沉积的影响
4.3.2.1 红外光谱(FTIR)分析
4.3.2.2 沉积物形貌分析
4.3.2.3 沉积物的钙元素含量及钙磷摩尔比
4.3.2.4 X射线衍射(XRD)分析
4.3.2.5 固体表面Zeta电位测试
4.3.2.6 力学性能
4.3.3 细胞毒性试验结果
4.4 本章小结
第五章 编织基丝素纤维人工韧带材料的体外降解性能
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验材料与仪器
5.2.2 PBS降解试验
5.2.3 酶加速降解试验
5.2.4 降解结果表征
5.2.4.1 扫描电镜(SEM)
5.2.4.2 质量损失
5.2.4.3 降解液变化
5.2.4.4 力学性能
5.3 结果与讨论
5.3.1 SFAL的表面形貌
5.3.2 质量损失
5.3.3 降解液变化
5.3.4 力学性能
5.3.5 讨论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3174790
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