负载Mg元素的GelMA大孔水凝胶支架构建及其骨组织工程的应用研究
发布时间：2021-10-10 20:20
骨损伤是临床常见外科疾病,由于自体骨或者同种异体骨来源有限或存在免疫风险,采用人工合成材料作为骨修复材料已成为临床发展趋势。近年来,水凝胶因其含水量高,与天然细胞外基质相似以及多孔性等独特优势,引起了人们的广泛关注。大孔水凝胶具备结构上的优势,大孔结构能够促进营养物质的输送、代谢产物的排出以及细胞间的交流,可作为良好的组织工程支架。以超细固体颗粒作为乳化剂而得到的Pickering乳液,避免了使用小分子表面活性剂,乳液更稳定且生物相容性更好。Mg元素参与骨组织形成、骨代谢和骨矿物结晶等生理过程,在水凝胶材料中,掺入微量Mg元素,可以提高材料的骨修复性能,为骨组织再生修复提供了一个新的路径。首先通过Pickering乳液法制备了负载MgO纳米颗粒的GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶。通过测试MgO纳米颗粒的水接触角和用光学显微镜观察制得的Pickering乳液,判断乳液类型和乳液体系的稳定性,表征乳滴粒径与MgO纳米颗粒浓度的关系。并通过场发射扫描电子显微镜、EDS能谱、动态力学分析仪、电感耦合等离子体原子发射光谱对GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶的内部形貌、Mg元素含量、力学...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１功能化程度不断完善的第一代到第三代骨修复材料［２４］
?华南理３：大学硕士学位论文???将聚合物或聚合物前体在水性溶剂中混合，然后在低于〇°Ｃ的温度下孵育（如图１－２）。??在凝胶化过程中，由于冰晶的形成导致单体的局部浓度增加而形成交联网络。合成完全??后，可在室温下将凝胶融化并洗涤以除去未反应的单体，冰晶的融化即留下了巨大的相??互连通的孔。Ｉｒｉｎａ?Ｎ．?Ｓａｖｉｎａ等成功以冷沉淀法大规模（４００?ｍＬＭ＂＿）：生产了具有可控??大孔结构的水凝胶［４７］。??近年来，３Ｄ打印在大孔水凝胶的制备中引起了广泛的关注，可以使用预先设计的??计算机建模，通过聚合物的逐层挤出来实现用户设定的孔径和结构。此外，水凝胶的３Ｄ??孔结构还依赖于凝胶化过程中交联网络的性质。Ｄｅ?Ｆｒａｎｃｅ等人已详细探讨了基于模板??化的３Ｄ打印大孔水凝胶与其他造孔技术相比，３Ｄ打印具有尺寸控制精确，支架??形状和孔结构规整的明显优势，该技术不存在任何随机事件如气体发泡法中的气体的不??规则逸出、致孔剂法中致孔剂分布不均匀等。３Ｄ打印的大孔水凝胶对于组织１程应用??中为细胞归巢构建明确的几何位点特别有优势［４９］。??Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／?Ｕｎｆｒｏｎｚｅｎ?ｌｉｑｕｉｄ?Ｉｃｅ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?Ｖｏｉｄｓ?Ｐｏｌｙｍｅｒ??ｓｏｌｕｔｅｓ?ｍｉｃｒｏｐｈａｓｅ?？？?％?ｗａｌｌｓ??Ｔ＜０〇ｃ?匕“ｄ?Ｔ＞０〇ｃ??Ｐｏｌｙｍｅｒ／ｍｏｎｏｍｅｒ?Ｆｒｅｅｚｉｎｇ?ｏｆ?ｍｉｘｔｕｒｅ?ａｔ?Ｃｒｙｏｇｅｌ?ｗｉｔｈ?ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ??ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｓｕｂｚｅｒｏ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍａｃｒｏｐｏｒｅｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｈａｗｉｎｇ??
?华南理工大学硕士学位论文???粒子的选择非常广泛，如：二氧化钛颗粒．、二氧化硅颗粒、碳纳米管、微凝胶、Ｊａｎｕｓ粒??子［５５１、氧化石墨烯ｔ５？等；④选择特殊功能的固体粒子可以为体系赋予不同的性能，如??ｐＨ响应性、导电性、磁性等，便于构建功能化的材料，引入具有生物活性的固体粒子，??是构建组织工程支架的簞要途径之一Ｃ５７，５８］。??（ａ＇ｗｎｐ??６＾５＾！??＿?＿?＿??Ｏ?—?Ｃｌａｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?？?ｌｒｇ．１８４?？?ＶＣＬ?ＰＶＣＬ??图１－４?ＰＶＣＬ－纳米粘土复合水凝胶的制备过程示意图：（ａ，ｄ）?ＶＣＬ单体液滴分散在硅酸??镁锂纳米粘土水溶液体系中，纳米粘土片稳定于乳液界面处，引发剂分子吸附于粘土表??面（ｄ），形成Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液体系５?（ｂ，ｅ）通过紫外光照引发聚．合．．，ＰＶＣＬ链与纳米粘土??片交联形成三维网络６（ｃ，ｆ）水凝胶中残余未反应的ＶＣＬ液滴作为模板，洗涤除去后产??生大孔结构［６火??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ｏｆ?ＰＶＣＬ－Ｃｌａｙ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ，?（ａ，?ｄ）?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ?ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ?ｏｆ?ＶＣＬ?ｍｏｎｏｍｅｒ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｌａｐｏｎｉｔｅ??ｃｌａｙ?ａｑｕｅｏｕｓ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｃｌａｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ?ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，?ｉｎ?ｗｈｉｃｈ?ｔｈｅ?ｉｎｉｔｉａｔｏｒ??ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ａｒｅ?ａｄｓｏｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pickering乳液的制备和应用研究进展[J]. 周君,乔秀颖,孙康. 化学通报. 2012(02)
本文编号：3429091
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１功能化程度不断完善的第一代到第三代骨修复材料［２４］
?华南理３：大学硕士学位论文???将聚合物或聚合物前体在水性溶剂中混合，然后在低于〇°Ｃ的温度下孵育（如图１－２）。??在凝胶化过程中，由于冰晶的形成导致单体的局部浓度增加而形成交联网络。合成完全??后，可在室温下将凝胶融化并洗涤以除去未反应的单体，冰晶的融化即留下了巨大的相??互连通的孔。Ｉｒｉｎａ?Ｎ．?Ｓａｖｉｎａ等成功以冷沉淀法大规模（４００?ｍＬＭ＂＿）：生产了具有可控??大孔结构的水凝胶［４７］。??近年来，３Ｄ打印在大孔水凝胶的制备中引起了广泛的关注，可以使用预先设计的??计算机建模，通过聚合物的逐层挤出来实现用户设定的孔径和结构。此外，水凝胶的３Ｄ??孔结构还依赖于凝胶化过程中交联网络的性质。Ｄｅ?Ｆｒａｎｃｅ等人已详细探讨了基于模板??化的３Ｄ打印大孔水凝胶与其他造孔技术相比，３Ｄ打印具有尺寸控制精确，支架??形状和孔结构规整的明显优势，该技术不存在任何随机事件如气体发泡法中的气体的不??规则逸出、致孔剂法中致孔剂分布不均匀等。３Ｄ打印的大孔水凝胶对于组织１程应用??中为细胞归巢构建明确的几何位点特别有优势［４９］。??Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／?Ｕｎｆｒｏｎｚｅｎ?ｌｉｑｕｉｄ?Ｉｃｅ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?Ｖｏｉｄｓ?Ｐｏｌｙｍｅｒ??ｓｏｌｕｔｅｓ?ｍｉｃｒｏｐｈａｓｅ?？？?％?ｗａｌｌｓ??Ｔ＜０〇ｃ?匕“ｄ?Ｔ＞０〇ｃ??Ｐｏｌｙｍｅｒ／ｍｏｎｏｍｅｒ?Ｆｒｅｅｚｉｎｇ?ｏｆ?ｍｉｘｔｕｒｅ?ａｔ?Ｃｒｙｏｇｅｌ?ｗｉｔｈ?ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ??ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｓｕｂｚｅｒｏ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍａｃｒｏｐｏｒｅｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｈａｗｉｎｇ??
?华南理工大学硕士学位论文???粒子的选择非常广泛，如：二氧化钛颗粒．、二氧化硅颗粒、碳纳米管、微凝胶、Ｊａｎｕｓ粒??子［５５１、氧化石墨烯ｔ５？等；④选择特殊功能的固体粒子可以为体系赋予不同的性能，如??ｐＨ响应性、导电性、磁性等，便于构建功能化的材料，引入具有生物活性的固体粒子，??是构建组织工程支架的簞要途径之一Ｃ５７，５８］。??（ａ＇ｗｎｐ??６＾５＾！??＿?＿?＿??Ｏ?—?Ｃｌａｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?？?ｌｒｇ．１８４?？?ＶＣＬ?ＰＶＣＬ??图１－４?ＰＶＣＬ－纳米粘土复合水凝胶的制备过程示意图：（ａ，ｄ）?ＶＣＬ单体液滴分散在硅酸??镁锂纳米粘土水溶液体系中，纳米粘土片稳定于乳液界面处，引发剂分子吸附于粘土表??面（ｄ），形成Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液体系５?（ｂ，ｅ）通过紫外光照引发聚．合．．，ＰＶＣＬ链与纳米粘土??片交联形成三维网络６（ｃ，ｆ）水凝胶中残余未反应的ＶＣＬ液滴作为模板，洗涤除去后产??生大孔结构［６火??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ｏｆ?ＰＶＣＬ－Ｃｌａｙ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ，?（ａ，?ｄ）?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ?ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ?ｏｆ?ＶＣＬ?ｍｏｎｏｍｅｒ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｌａｐｏｎｉｔｅ??ｃｌａｙ?ａｑｕｅｏｕｓ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｃｌａｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ?ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，?ｉｎ?ｗｈｉｃｈ?ｔｈｅ?ｉｎｉｔｉａｔｏｒ??ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ａｒｅ?ａｄｓｏｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pickering乳液的制备和应用研究进展[J]. 周君,乔秀颖,孙康. 化学通报. 2012(02)
本文编号：3429091
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