光响应型组织黏附性水凝胶用于软组织修复再生的研究
发布时间：2022-07-12 14:15
软组织是人体内一类比较重要的组织,包括皮肤、肌肉、肌腱、韧带、软骨、血管等。软组织易发生损伤,如软骨缺损,肌肉损伤和皮肤创伤等,目前软组织损伤修复还重要依赖于自愈,尚无理想的治疗手段,这严重影响着人们的日常生活和工作。对于软组织损伤中的软骨缺损,由于软骨无血管,无神经,无淋巴且自愈能力差,可选择的治疗方法非常有限。目前临床上仅采用一些传统疗法如骨髓刺激技术和关节置换术等,但均治标不治本。严重的肌肉损伤往往伴随着不可控的出血,如果得不到及时处理,会严重威胁着病人的生命。大面积皮肤创伤（如三度烧伤和真皮层的全层缺损）也因皮肤自我修复能力有限,很难愈合。自体皮肤移植是临床上常用的用来治疗大面积皮肤创伤的方法,但往往会因为供体不足或植皮坏死而受限或失败。组织工程（支架材料,种子细胞和生物活性分子）的出现为解决软组织损伤修复难的问题提供了更好的选择,在治疗软组织损伤方面有着广阔前景。人体软组织的细胞外基质都是水凝胶状态,本课题从仿生角度针对不同类型的软组织损伤修复进行水凝胶材料研发及其功能验证。本研究的目标在于研发修复三种不同软组织的胶体材料和方法:（1）开发一种更有效和简便的修复软骨缺损的方法...
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
Abstract
缩略词
绪论
第一章 光响应型组织黏附性水凝胶用于软骨缺损修复
1.1 引言
1.2 实验试剂和仪器
1.2.1 材料和试剂
1.2.2 实验动物
1.2.3 相关试剂的配制
1.3 实验方法
1.3.1 合成GelMA和ODex
1.3.2 合成光引发剂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂(LAP)
1.3.3 傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测合成的材料
1.3.4 制备GelMA和GelMA-ODex-Gelatin(M-O-G)水凝胶
1.3.5 扫描电镜观察分析
1.3.6 水凝胶的溶胀比测试
1.3.7 流变力学测试
1.3.8 力学性质评价
1.3.9 乳附爆破力测试
1.3.10 细胞包裹和增殖实验
1.3.11 细胞粘附实验
1.3.12 细胞划痕实验
1.3.13 体内水凝胶降解实验
1.3.14 骨软骨缺损修复实验
1.3.15 兔子膝关节样本的ICRS评估
1.3.16 Safranin-O染色
1.3.17 免疫组织化学
1.3.18 软骨修复力学测试
1.3.19 统计学分析
1.4 实验结果
1.4.1 合成ODex和GelMA并表征
1.4.2 制备和表征GelMA和M-O-G水凝胶
1.4.3 不同浓度的GelMA和M-O-G水凝胶的力学特性
1.4.4 不同浓度的GelMA和M-O-G水凝胶的组织整合性
1.4.5 评估GelMA-75和M-O-G-75水凝胶的生物相容性和降解性
1.4.6 用GelMA-75和M-O-G-75水凝胶进行体内软骨缺损修复
1.5 讨论
第二章 超快速光响应型组织黏附性水凝胶用于出血状态下的心脏缺损修复
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 材料和试剂
2.2.2 实验仪器及材料
2.2.3 实验动物
2.3 实验方法
2.3.1 NB和HA-NB的合成
2.3.2 GelMA的合成
2.3.3 光引发剂LAP的合成
2.3.4 不同水凝胶的制备
2.3.5 黏附机理研究
2.3.6 SEM分析
2.3.7 水凝胶溶胀率(SR)测定
2.3.8 水凝胶流变力学测试
2.3.9 黏附爆破力测试
2.3.10 黏合强度测试
2.3.11 剥离附着力测试
2.3.12 体外剪切力测试
2.3.13 压缩力学测试
2.3.14 水凝胶细胞毒性验证
2.3.15 细胞增殖实验
2.3.16 细胞黏附实验
2.3.17 水凝胶体内降解
2.3.18 水凝胶体内生物相容性评估
2.3.19 兔肝脏和动脉的体内止血
2.3.20 猪颈动脉和心脏止血实验
2.3.21 心肌酶谱分析
2.3.22 统计学分析
2.4 实验结果
2.4.1 GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的合成及物理表征
2.4.2 GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的黏附力和机械强度研究
2.4.3 水凝胶与组织之间的黏附机理探究
2.4.4 评估GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的体外生物相容性
2.4.5 评估GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的体内降解性能和生物相容性
2.4.6 兔子的肝和股动脉出血止血
2.4.7 猪的颈动脉和心脏出血止血
2.4.8 猪的生理指标检测
2.5 讨论
第三章 3D打印超快速光响应型组织黏附性水凝胶用于皮肤缺损的复杂结构修复
3.1 引言
3.2 实验试剂和仪器
3.2.1 材料和试剂
3.2.2 实验仪器及材料
3.2.3 实验动物
3.3 实验方法
3.3.1 NB和HA-NB的合成
3.3.2 GelMA的合成
3.3.3 光引发剂的合成
3.3.4 不同水凝胶的制备
3.3.5 流变力学测试
3.3.6 压缩力学测试
3.3.7 基于DLP的3D打印
3.3.8 活/死染色和细胞活力测定
3.3.9 细胞迁移和增殖测定
3.3.10 体内生物相容性评估
3.3.11 皮肤刺激性分析对人造FLS防御功能的评估
3.3.12 大鼠全层皮肤缺损再生实验
3.3.13 猪全层皮肤缺损再生实验
3.3.14 组织学评估
3.3.15 透射电子显微镜(TEM)分析
3.3.16 皮肤成熟度定量
3.3.17 统计分析
3.4 实验结果
3.4.1 仿生生物墨水GelMA/HA-NB/LAP的力学性能表征
3.4.2 基于DLP的3D打印具有复杂结构的仿生皮肤
3.4.3 最佳仿生皮肤下层结构孔径的筛选
3.4.4 仿生皮肤支架的体外生物相容性评估
3.4.5 仿生皮肤支架对细胞迁移的影响
3.4.6 生物墨水的体内生物相容性评估
3.4.7 仿生皮肤支架在大鼠全层皮肤缺损模型中的应用
3.4.8 仿生皮肤支架在猪全层皮肤缺损模型中的应用
3.5 讨论
总结
参考文献
综述 可注射水凝肢用于软组织修复再生的研究进展
参考文献
作者简历及在读期间所取得的科研成果
【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]The fabrication of biomimetic biphasic CAN-PAC hydrogel with a seamless interfacial layer applied in osteochondral defect repair[J]. Jinfeng Liao,Taoran Tian,Sirong Shi,Xueping Xie,Quanquan Ma,Guo Li,Yunfeng Lin. Bone Research. 2017(02)
[3]Reduced EGFR signaling enhances cartilage destruction in a mouse osteoarthritis model[J]. Xianrong Zhang,Ji Zhu,Fei Liu,Yumei Li,Abhishek Chandra,L Scott Levin,Frank Beier,Motomi Enomoto-Iwamoto,Ling Qin. Bone Research. 2014(03)
本文编号：3659276
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
Abstract
缩略词
绪论
第一章 光响应型组织黏附性水凝胶用于软骨缺损修复
1.1 引言
1.2 实验试剂和仪器
1.2.1 材料和试剂
1.2.2 实验动物
1.2.3 相关试剂的配制
1.3 实验方法
1.3.1 合成GelMA和ODex
1.3.2 合成光引发剂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂(LAP)
1.3.3 傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测合成的材料
1.3.4 制备GelMA和GelMA-ODex-Gelatin(M-O-G)水凝胶
1.3.5 扫描电镜观察分析
1.3.6 水凝胶的溶胀比测试
1.3.7 流变力学测试
1.3.8 力学性质评价
1.3.9 乳附爆破力测试
1.3.10 细胞包裹和增殖实验
1.3.11 细胞粘附实验
1.3.12 细胞划痕实验
1.3.13 体内水凝胶降解实验
1.3.14 骨软骨缺损修复实验
1.3.15 兔子膝关节样本的ICRS评估
1.3.16 Safranin-O染色
1.3.17 免疫组织化学
1.3.18 软骨修复力学测试
1.3.19 统计学分析
1.4 实验结果
1.4.1 合成ODex和GelMA并表征
1.4.2 制备和表征GelMA和M-O-G水凝胶
1.4.3 不同浓度的GelMA和M-O-G水凝胶的力学特性
1.4.4 不同浓度的GelMA和M-O-G水凝胶的组织整合性
1.4.5 评估GelMA-75和M-O-G-75水凝胶的生物相容性和降解性
1.4.6 用GelMA-75和M-O-G-75水凝胶进行体内软骨缺损修复
1.5 讨论
第二章 超快速光响应型组织黏附性水凝胶用于出血状态下的心脏缺损修复
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 材料和试剂
2.2.2 实验仪器及材料
2.2.3 实验动物
2.3 实验方法
2.3.1 NB和HA-NB的合成
2.3.2 GelMA的合成
2.3.3 光引发剂LAP的合成
2.3.4 不同水凝胶的制备
2.3.5 黏附机理研究
2.3.6 SEM分析
2.3.7 水凝胶溶胀率(SR)测定
2.3.8 水凝胶流变力学测试
2.3.9 黏附爆破力测试
2.3.10 黏合强度测试
2.3.11 剥离附着力测试
2.3.12 体外剪切力测试
2.3.13 压缩力学测试
2.3.14 水凝胶细胞毒性验证
2.3.15 细胞增殖实验
2.3.16 细胞黏附实验
2.3.17 水凝胶体内降解
2.3.18 水凝胶体内生物相容性评估
2.3.19 兔肝脏和动脉的体内止血
2.3.20 猪颈动脉和心脏止血实验
2.3.21 心肌酶谱分析
2.3.22 统计学分析
2.4 实验结果
2.4.1 GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的合成及物理表征
2.4.2 GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的黏附力和机械强度研究
2.4.3 水凝胶与组织之间的黏附机理探究
2.4.4 评估GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的体外生物相容性
2.4.5 评估GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的体内降解性能和生物相容性
2.4.6 兔子的肝和股动脉出血止血
2.4.7 猪的颈动脉和心脏出血止血
2.4.8 猪的生理指标检测
2.5 讨论
第三章 3D打印超快速光响应型组织黏附性水凝胶用于皮肤缺损的复杂结构修复
3.1 引言
3.2 实验试剂和仪器
3.2.1 材料和试剂
3.2.2 实验仪器及材料
3.2.3 实验动物
3.3 实验方法
3.3.1 NB和HA-NB的合成
3.3.2 GelMA的合成
3.3.3 光引发剂的合成
3.3.4 不同水凝胶的制备
3.3.5 流变力学测试
3.3.6 压缩力学测试
3.3.7 基于DLP的3D打印
3.3.8 活/死染色和细胞活力测定
3.3.9 细胞迁移和增殖测定
3.3.10 体内生物相容性评估
3.3.11 皮肤刺激性分析对人造FLS防御功能的评估
3.3.12 大鼠全层皮肤缺损再生实验
3.3.13 猪全层皮肤缺损再生实验
3.3.14 组织学评估
3.3.15 透射电子显微镜(TEM)分析
3.3.16 皮肤成熟度定量
3.3.17 统计分析
3.4 实验结果
3.4.1 仿生生物墨水GelMA/HA-NB/LAP的力学性能表征
3.4.2 基于DLP的3D打印具有复杂结构的仿生皮肤
3.4.3 最佳仿生皮肤下层结构孔径的筛选
3.4.4 仿生皮肤支架的体外生物相容性评估
3.4.5 仿生皮肤支架对细胞迁移的影响
3.4.6 生物墨水的体内生物相容性评估
3.4.7 仿生皮肤支架在大鼠全层皮肤缺损模型中的应用
3.4.8 仿生皮肤支架在猪全层皮肤缺损模型中的应用
3.5 讨论
总结
参考文献
综述 可注射水凝肢用于软组织修复再生的研究进展
参考文献
作者简历及在读期间所取得的科研成果
【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]The fabrication of biomimetic biphasic CAN-PAC hydrogel with a seamless interfacial layer applied in osteochondral defect repair[J]. Jinfeng Liao,Taoran Tian,Sirong Shi,Xueping Xie,Quanquan Ma,Guo Li,Yunfeng Lin. Bone Research. 2017(02)
[3]Reduced EGFR signaling enhances cartilage destruction in a mouse osteoarthritis model[J]. Xianrong Zhang,Ji Zhu,Fei Liu,Yumei Li,Abhishek Chandra,L Scott Levin,Frank Beier,Motomi Enomoto-Iwamoto,Ling Qin. Bone Research. 2014(03)
本文编号：3659276
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