梯度矿化水凝胶诱导BMSCs构建骨软骨复合体的研究
发布时间：2021-06-07 09:22
目的:制备梯度矿化水凝胶,复合兔骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs）并诱导其向骨和软骨分化,最终构建骨软骨复合体,为关节软骨损伤修复提供一个更好的思路。方法:1)梯度矿化水凝胶的制备及表征:采用化学交联和离子交联的方法构建双网络水凝胶,并将其分别放入5%、10%、15%的CaCl2&NaH2PO4矿化液里进行仿生矿化,制备不同矿化程度的水凝胶（未矿化水凝胶、5%矿化水凝胶、10%矿化水凝胶、15%矿化水凝胶、梯度矿化水凝胶）。采用扫描电子显微镜（ScanningElectron Microscope,SEM）、万能力学试验机（Universal Mechanical Testing Machine）、傅里叶转换红外光谱分析仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）、X射线衍射仪（X-ray Diffraction,XRD）对水凝胶材料表面形貌、化学键及力学强度进行表征。2)梯度矿化水凝胶的细胞相容性...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
诱导干细胞成骨成软骨方向分化
图 1-2 各种水凝胶的弹性模量和断裂能[46]。Figure 1-2 Tensile elastic modules and Fracture energy of different hydrogels[46D 打印水凝胶基软骨支架具有很多优势，(1) 较高的精准性，可根确地设计其形态、大小、尺寸。(2) 高效性，椅旁操作，快速成型。很好的缓冲性，因其具有很好的弹性。(4) 仿生性强，梯度矿化很节软骨和软骨下骨的结构。(5) 较高的种子细胞成活率，3D 打印隙率、孔径大小、走向及尺寸可调，保证营养供给的畅通。(6) 载软骨的形成和修复，如 TGF-β3、BMP-2 等[47]。3D 打印 PCL 支架CL 的比重和孔径大小及孔隙率，具有与人的关节软骨相似的特性机械性能之间存在一种逆线性关系。PCL 支架的压缩强度和弹性.50 MPa 和 6.03±1.01 MPa，已达到人的关节软骨机械性能的范围要孔隙率及机械强度在一种逆线性关系中控制一定的比例，是保证与人的关节软骨相似机械性能的关键[48]。组织工程软骨细胞支架结
图 2-1 GM 水凝胶的光学图片。a、b、d 和 e 为 GM 水凝胶的拉伸；c 和 f 为 GM 水凝胶在倒置显微镜下的光学图片。Figure 2-1 GM Hydrogel in general view. a, b, d and e, stretching of GM hydrogel; c and f ,inverted microscope observation of GM hydrogel.水凝胶扫描电镜图显示：NM 水凝胶组表面有大量的孔状结构，孔隙率高，但未见白色的钙化结节（图 2-2a、f）。5% M 水凝胶组其表面有许多大小不一的孔及少量的白色矿化结节（图 2-2b、h）。10% M 水凝胶组表面分布许多大小不一的孔，且矿化结节数量比 5% M 水凝胶组有所增多（图 2-2c、i）。15% M 水凝胶组表面的矿化结节数量显著增多，但孔状结构有所减少（图 2-2d、j）。GM水凝胶组表面的白色矿化结节有明显的梯度矿化变化界限，水凝胶表面可以看到显著的白色钙化结节，其表面的孔状结构比 GM 水凝胶组的孔状结构少（图 2-2e、k）。因此，随着水凝胶矿化程度增加，其表面的钙化结节数量随之增加，而孔状结构却随之减少。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Injectable hydrogels for cartilage and bone tissue engineering[J]. Mei Liu,Xin Zeng,Chao Ma,Huan Yi,Zeeshan Ali,Xianbo Mou,Song Li,Yan Deng,Nongyue He. Bone Research. 2017(02)
[2]海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞修复兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损的实验研究[J]. 韦登明,张伊,蒋雯雯,尹向旭,周密,王琳,竺亚斌,邬秀娣,丁健. 北京生物医学工程. 2013 (03)
[3]用NaHCO3/Na2CO3粒子作致孔剂制备聚合物多孔支架[J]. 申雄军,阮建明,周忠诚,张海坡. 粉末冶金材料科学与工程. 2006(05)
本文编号：3216317
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
诱导干细胞成骨成软骨方向分化
图 1-2 各种水凝胶的弹性模量和断裂能[46]。Figure 1-2 Tensile elastic modules and Fracture energy of different hydrogels[46D 打印水凝胶基软骨支架具有很多优势，(1) 较高的精准性，可根确地设计其形态、大小、尺寸。(2) 高效性，椅旁操作，快速成型。很好的缓冲性，因其具有很好的弹性。(4) 仿生性强，梯度矿化很节软骨和软骨下骨的结构。(5) 较高的种子细胞成活率，3D 打印隙率、孔径大小、走向及尺寸可调，保证营养供给的畅通。(6) 载软骨的形成和修复，如 TGF-β3、BMP-2 等[47]。3D 打印 PCL 支架CL 的比重和孔径大小及孔隙率，具有与人的关节软骨相似的特性机械性能之间存在一种逆线性关系。PCL 支架的压缩强度和弹性.50 MPa 和 6.03±1.01 MPa，已达到人的关节软骨机械性能的范围要孔隙率及机械强度在一种逆线性关系中控制一定的比例，是保证与人的关节软骨相似机械性能的关键[48]。组织工程软骨细胞支架结
图 2-1 GM 水凝胶的光学图片。a、b、d 和 e 为 GM 水凝胶的拉伸；c 和 f 为 GM 水凝胶在倒置显微镜下的光学图片。Figure 2-1 GM Hydrogel in general view. a, b, d and e, stretching of GM hydrogel; c and f ,inverted microscope observation of GM hydrogel.水凝胶扫描电镜图显示：NM 水凝胶组表面有大量的孔状结构，孔隙率高，但未见白色的钙化结节（图 2-2a、f）。5% M 水凝胶组其表面有许多大小不一的孔及少量的白色矿化结节（图 2-2b、h）。10% M 水凝胶组表面分布许多大小不一的孔，且矿化结节数量比 5% M 水凝胶组有所增多（图 2-2c、i）。15% M 水凝胶组表面的矿化结节数量显著增多，但孔状结构有所减少（图 2-2d、j）。GM水凝胶组表面的白色矿化结节有明显的梯度矿化变化界限，水凝胶表面可以看到显著的白色钙化结节，其表面的孔状结构比 GM 水凝胶组的孔状结构少（图 2-2e、k）。因此，随着水凝胶矿化程度增加，其表面的钙化结节数量随之增加，而孔状结构却随之减少。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Injectable hydrogels for cartilage and bone tissue engineering[J]. Mei Liu,Xin Zeng,Chao Ma,Huan Yi,Zeeshan Ali,Xianbo Mou,Song Li,Yan Deng,Nongyue He. Bone Research. 2017(02)
[2]海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞修复兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损的实验研究[J]. 韦登明,张伊,蒋雯雯,尹向旭,周密,王琳,竺亚斌,邬秀娣,丁健. 北京生物医学工程. 2013 (03)
[3]用NaHCO3/Na2CO3粒子作致孔剂制备聚合物多孔支架[J]. 申雄军,阮建明,周忠诚,张海坡. 粉末冶金材料科学与工程. 2006(05)
本文编号：3216317
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