3D打印海藻酸钠/聚赖氨酸/生物活性玻璃支架及其成骨性能研究
发布时间：2022-01-26 00:02
骨是人体不可或缺的组成部分,发挥着重要的作用,但由于创伤、肿瘤切除、老龄化等问题造成骨缺损,影响了人们的正常生活,因此骨缺损修复越来越受到重视。传统治疗骨缺损的自体骨移植和异体骨移植均存在一定的不足,寻找有效的修复替代材料成为骨修复领域亟待解决的问题。随着对生物材料的不断研究,采用可降解生物材料构建组织工程支架实现骨修复,已经成为该领域的研究重点。在构建骨修复支架时,需要在成分和结构上对天然骨进行仿生来实现良好的生物相容性和成骨特性。海藻酸钠、聚赖氨酸具有良好的生物相容性,能够有效促进细胞增殖,58s生物活性玻璃具有较好的生物活性并且可以激活相关成骨基因来实现骨修复。同时,3d打印成型方法可以调控材料的结构,对支架进行更好的仿生,促进骨组织长入。本文围绕海藻酸钠/聚赖氨酸/生物活性玻璃复合支架的制备进行研究,在结构和材料上进行设计,成功构建出具有良好骨修复性能的组织工程支架。主要研究内容分成以下三个部分:首先将海藻酸钠、聚赖氨酸共混获得均匀的浆料,利用3d打印成型,制备出海藻酸钠/聚赖氨酸复合支架。采用钙离子、戊二醛和EDC/NHS三种方式对体系进行后处理,探究最合适的后处理方式。综合...
【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】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨的内部结构[9]
第一章绪论51.3骨修复支架虽说骨骼自身具有自愈合的能力，仍有百分之五到百分之十的小尺寸骨缺损难以自身修复或者生长缓慢，且大部分的缺损都为大尺寸，基本上没有办法自愈，通过手术认为调控才能逐渐康复[20]。它的构建和作用机制如图1-2所示[21]。图1-2组织工程修复支架的应用[21]Fig.1-2Applicationoftissueengineeringrepairscaffold[21]由于临床上自体骨和异体骨在修复过程中的缺点，研究和开发人工合成的骨支架已经成为国际研究热点[22]。理想支架需要以下满足，如图1-3所示[23]：无细胞毒性，具有良好的生物相容性并且降解产物无毒；内部网络联通多孔，孔径不宜少于100微米，否则细胞运动困难、不利于细胞活动和新组织的产生；支架材料应能够和细胞结合紧密，细胞能顺着材料生长，并且使细胞状态和活性更优；机械性能和降解速率需要合适，需要具有合适的弹性模量，否则材料难以与人体相结合，也需要有合适的降解速率，能够匹配骨的生成速度，否则仍难以达到修复效果；可以控制其形状，允许灭菌消毒且自身性质不发生改变，可用于体内体外骨生长的3D模板[24]。
华南理工大学硕士学位论文6图1-3对支架性能产生影响的因素[23]Fig.1-3Factorsaffectingtheperformanceofthescaffold[23]1.3.1材料介导骨组织再生机制支架在植入到人体后，对于缺损部位能够起到填补的作用，并且材料还有生物活性等其他附加的性质，跟人体组织相互协同，促进组织再生，最后在人体长出新骨后，被降解吸收[23]。材料在植入人体后，血液和组织间液中的蛋白快速吸附到材料表面形成基质，同时细胞在转移过程中有抗原呈递，造成炎症反应，不过通常是在手术的早期，因此在手术过程中也需要做好方法，改善感染的情况。因为植入体是从外界植入，免疫细胞比如破骨细胞等会分泌相关的因子来使材料崩解，调节局部环境，因此材料的力学性质也是很关键的因素。当免疫环境改变时，成骨细胞会被启动，在材料上形成新骨，直到和人体骨组织长成一个整体[25]。1.3.2骨修复支架材料骨修复材料根据不同的来源可以分成三类即天然、人工、复合[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modification of tubular chitosan-based peripheral nerve implants: applications for simple or more complex approaches[J]. Nina Dietzmeyer,Maria F?rthmann,Claudia Grothe,Kirsten Haastert-Talini. Neural Regeneration Research. 2020(08)
[2]Bone biomaterials and interactions with stem cells[J]. Chengde Gao,Shuping Peng,Pei Feng,Cijun Shuai. Bone Research. 2017(04)
[3]模拟体液仿生矿化法制备的羟磷灰石-壳聚糖支架的性能研究[J]. 许可,赵艳红,李洪发. 华西口腔医学杂志. 2016(01)
[4]Nanomaterials and bone regeneration[J]. Tao Gong,Jing Xie,Jinfeng Liao,Tao Zhang,Shiyu Lin,Yunfeng Lin. Bone Research. 2015(03)
本文编号：3609420
【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】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨的内部结构[9]
第一章绪论51.3骨修复支架虽说骨骼自身具有自愈合的能力，仍有百分之五到百分之十的小尺寸骨缺损难以自身修复或者生长缓慢，且大部分的缺损都为大尺寸，基本上没有办法自愈，通过手术认为调控才能逐渐康复[20]。它的构建和作用机制如图1-2所示[21]。图1-2组织工程修复支架的应用[21]Fig.1-2Applicationoftissueengineeringrepairscaffold[21]由于临床上自体骨和异体骨在修复过程中的缺点，研究和开发人工合成的骨支架已经成为国际研究热点[22]。理想支架需要以下满足，如图1-3所示[23]：无细胞毒性，具有良好的生物相容性并且降解产物无毒；内部网络联通多孔，孔径不宜少于100微米，否则细胞运动困难、不利于细胞活动和新组织的产生；支架材料应能够和细胞结合紧密，细胞能顺着材料生长，并且使细胞状态和活性更优；机械性能和降解速率需要合适，需要具有合适的弹性模量，否则材料难以与人体相结合，也需要有合适的降解速率，能够匹配骨的生成速度，否则仍难以达到修复效果；可以控制其形状，允许灭菌消毒且自身性质不发生改变，可用于体内体外骨生长的3D模板[24]。
华南理工大学硕士学位论文6图1-3对支架性能产生影响的因素[23]Fig.1-3Factorsaffectingtheperformanceofthescaffold[23]1.3.1材料介导骨组织再生机制支架在植入到人体后，对于缺损部位能够起到填补的作用，并且材料还有生物活性等其他附加的性质，跟人体组织相互协同，促进组织再生，最后在人体长出新骨后，被降解吸收[23]。材料在植入人体后，血液和组织间液中的蛋白快速吸附到材料表面形成基质，同时细胞在转移过程中有抗原呈递，造成炎症反应，不过通常是在手术的早期，因此在手术过程中也需要做好方法，改善感染的情况。因为植入体是从外界植入，免疫细胞比如破骨细胞等会分泌相关的因子来使材料崩解，调节局部环境，因此材料的力学性质也是很关键的因素。当免疫环境改变时，成骨细胞会被启动，在材料上形成新骨，直到和人体骨组织长成一个整体[25]。1.3.2骨修复支架材料骨修复材料根据不同的来源可以分成三类即天然、人工、复合[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modification of tubular chitosan-based peripheral nerve implants: applications for simple or more complex approaches[J]. Nina Dietzmeyer,Maria F?rthmann,Claudia Grothe,Kirsten Haastert-Talini. Neural Regeneration Research. 2020(08)
[2]Bone biomaterials and interactions with stem cells[J]. Chengde Gao,Shuping Peng,Pei Feng,Cijun Shuai. Bone Research. 2017(04)
[3]模拟体液仿生矿化法制备的羟磷灰石-壳聚糖支架的性能研究[J]. 许可,赵艳红,李洪发. 华西口腔医学杂志. 2016(01)
[4]Nanomaterials and bone regeneration[J]. Tao Gong,Jing Xie,Jinfeng Liao,Tao Zhang,Shiyu Lin,Yunfeng Lin. Bone Research. 2015(03)
本文编号：3609420
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