基于融合多肽的抗菌-促成骨多功能化钛基植入体表面构建及其生物学性能研究
发布时间：2022-07-14 13:30
在骨科植入体中,钛金属及其合金由于具有良好的生物相容性、力学性能以及耐腐蚀性能而成为应用最为广泛的骨科植入物。然而,钛基植入体在临床应用时,常面临着细菌感染、骨键合能力不足等问题,会导致植入松动和失效,严重威胁患者健康和生命。针对临床上对钛基植入体抗菌和促骨键合的多重需求,以及两者之间此消彼长的矛盾,本论文使用融合多肽技术对抗菌肽（AMP）HHC36和具有成骨活性的骨形成肽（BFP1）进行线性融合,并对钛基植入体进行多功能化构建。融合多肽链可由于链旋转等活动,暴露出多肽下端的AMP片段而表现出抗菌性能。同时,在两段多肽之间加入不同链长的空间分子聚乙二醇（PEG）,以系统地研究空间分子链长对融合多肽性能的影响。首先,本论文研究了所设计的融合多肽在钛基植入体表面的化学固定方法。使用酸刻蚀的方法在钛表面构建钛羟基,其可与融合多肽中的巯基反应从而将多肽接枝在钛基植入体表面,该反应快捷、高效,可在4小时内达到饱和。其次,本论文研究了功能化表面的生物学性能。使用融合多肽所构建的功能化表面可以杀死90%以上临床上常见的致病菌,并显著抑制细菌生物被膜的形成。同时使用分子动力学模拟技术对不同融合多肽的抗...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 骨科钛基植入体
1.2 骨科钛基植入体抗菌功能化
1.2.1 钛基植入体细菌感染概述
1.2.2 抗细菌粘附表面构建
1.2.3 抗菌表面构建
1.3 骨科钛基植入体的成骨功能化
1.3.1 概述
1.3.2 拓扑结构促成骨表面
1.3.3 生物活性涂层促成骨表面
1.4 多功能化的钛基植入体
1.4.1 概述
1.4.2 基于无机活性分子涂层的多功能化表面构建
1.4.3 基于生物活性多肽的多功能化表面构建
1.5 本论文的研究目的、意义和主要内容
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究的主要内容
第二章 基于融合多肽的钛基植入体功能化表面构建及理化性能表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验试剂
2.2.3 实验材料制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 多肽的纯度和分子量测试
2.3.2 XPS结果分析
2.3.3 接触角结果分析
2.3.4 AFM材料形貌表征
2.3.5 Micro-BCA定量结果
2.4 本章小结
第三章 功能化钛基植入体体外抗菌与成骨性能表征
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备
3.2.2 实验试剂
3.2.3 抗菌性能表征
3.2.4 分子动力学模拟
3.2.5 细菌生物被膜结晶紫染色
3.2.6 细胞生物相容性测试
3.2.7 细胞形貌观察
3.2.8 ALP成骨分化分析
3.2.9 成骨矿化性能表征
3.2.10 巨噬细胞极化影响
3.3 结果与讨论
3.3.1 融合多肽溶液抗菌性能表征
3.3.2 分子动力学模拟结果
3.3.3 功能化钛基植入体抗菌性能表征
3.3.4 钛基植入体表面对生物被膜形成的抑制作用
3.3.5 生物相容性测试
3.3.6 细胞形貌观察
3.3.7 成骨活性分析
3.3.8 不同功能化表面对巨噬细胞的极化作用
3.4 本章小结
第四章 功能化植入体的体内生物适配性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验试剂
4.2.3 实验动物
4.2.4 实验材料制备
4.2.5 细菌的培养
4.2.6 抗菌预实验
4.2.7 动物实验分组
4.2.8 动物实验手术方法
4.2.9 原位骨缺损-感染模型术后检测指标
4.2.10 原位骨缺损模型术后检测表征
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 钛基植入体抗菌预实验
4.3.2 抗菌性能结果讨论
4.3.3 H&E组织切片染色观察
4.3.4 Micro-CT结果讨论
4.3.5 硬组织切片染色结果讨论
4.4 本章小结
结论
论文创新性
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3661214
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 骨科钛基植入体
1.2 骨科钛基植入体抗菌功能化
1.2.1 钛基植入体细菌感染概述
1.2.2 抗细菌粘附表面构建
1.2.3 抗菌表面构建
1.3 骨科钛基植入体的成骨功能化
1.3.1 概述
1.3.2 拓扑结构促成骨表面
1.3.3 生物活性涂层促成骨表面
1.4 多功能化的钛基植入体
1.4.1 概述
1.4.2 基于无机活性分子涂层的多功能化表面构建
1.4.3 基于生物活性多肽的多功能化表面构建
1.5 本论文的研究目的、意义和主要内容
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究的主要内容
第二章 基于融合多肽的钛基植入体功能化表面构建及理化性能表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验试剂
2.2.3 实验材料制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 多肽的纯度和分子量测试
2.3.2 XPS结果分析
2.3.3 接触角结果分析
2.3.4 AFM材料形貌表征
2.3.5 Micro-BCA定量结果
2.4 本章小结
第三章 功能化钛基植入体体外抗菌与成骨性能表征
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备
3.2.2 实验试剂
3.2.3 抗菌性能表征
3.2.4 分子动力学模拟
3.2.5 细菌生物被膜结晶紫染色
3.2.6 细胞生物相容性测试
3.2.7 细胞形貌观察
3.2.8 ALP成骨分化分析
3.2.9 成骨矿化性能表征
3.2.10 巨噬细胞极化影响
3.3 结果与讨论
3.3.1 融合多肽溶液抗菌性能表征
3.3.2 分子动力学模拟结果
3.3.3 功能化钛基植入体抗菌性能表征
3.3.4 钛基植入体表面对生物被膜形成的抑制作用
3.3.5 生物相容性测试
3.3.6 细胞形貌观察
3.3.7 成骨活性分析
3.3.8 不同功能化表面对巨噬细胞的极化作用
3.4 本章小结
第四章 功能化植入体的体内生物适配性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验试剂
4.2.3 实验动物
4.2.4 实验材料制备
4.2.5 细菌的培养
4.2.6 抗菌预实验
4.2.7 动物实验分组
4.2.8 动物实验手术方法
4.2.9 原位骨缺损-感染模型术后检测指标
4.2.10 原位骨缺损模型术后检测表征
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 钛基植入体抗菌预实验
4.3.2 抗菌性能结果讨论
4.3.3 H&E组织切片染色观察
4.3.4 Micro-CT结果讨论
4.3.5 硬组织切片染色结果讨论
4.4 本章小结
结论
论文创新性
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3661214
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