细菌纤维素基疝补片材料的制备与性能研究

发布时间：2017-05-19 21:27

  本文关键词：细菌纤维素基疝补片材料的制备与性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：腹外疝是一种常见的外科疾病，据相关统计，全球每年新增腹外疝患者达2000万，而我国每年新增患者为200-400万，其中腹股沟疝患者占90%。目前，手术移植是临床上治疗的一种最为有效的方法，而无张力疝修补术是目前临床采用的常规术式。近年来腹腔镜疝修补术因其独特的优势逐步在临床中得到应用。但目前国内临床上所应用的人工补片材料中只有少数几种可应用于腹腔镜修复术，并且全部都需要进口，价格昂贵；同时随着腹外疝修补手术数量的不断增加，术后感染已成为日益严重的临床问题。因此研究开发一种性能优良、患者舒适、且拥有自主知识产权的人工补片材料具有重大意义。 细菌纤维素作为一种新兴的纳米生物材料，它具有精细的三维网络结构、良好的透气透水性、高的抗张强度以及良好的生物相容性，被广泛应用于生物医用材料。胶原是构成动物体的重要蛋白质，具有其他合成材料无法比拟的生物相容性和生物活性，并具有细胞识别因子（RGD短肽）。壳聚糖季铵盐，是天然抗菌剂-壳聚糖的季铵盐衍生物，它具有良好的生物相容性和较强的抗菌能力，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。本研究以细菌纤维素为基体，通过与胶原和羟丙基三甲基季铵盐壳聚糖复合改性细菌纤维素，旨在制备出既具有良好的生物相容性与生物活性，同时又具有优异的抗菌性能的人工补片材料。 首先，本研究采用溶液浸渍法和EDC/NHS化学交联法制备了BC/COL复合材料。SEM、FTIR分析表明，胶原成功进入到BC网络中；BC/COL复合材料中胶原分布相对均匀，并且胶原含量与胶原溶液浓度和浸泡时间有关。试验范围内，在0.25%的胶原溶液中浸泡24h得到的BC/COL中胶原含量最高，可达到13%以上；BC/COL在15min内基本可达吸水平衡，并且吸水平衡时其体积（厚度）变化不明显；与BC相比，BC/COL的拉伸强度明显下降，但是断裂伸长率显著提高，BC/COL复合中胶原含量越高伸长率越大，最高可达30%左右，不过与天然腹壁的弹性形变能力相比仍需要进一步改进。 为了进一步提高BC/COL复合材料的抗菌性能，本研究采用溶液浸渍法制备不同HACC含量的BBC-H，并考察了HACC溶液浓度对BCC-H的理化性能、抗菌性能及生物相容的影响。SEM、FT-IR和Zeta电位分析表明HACC成功复合到BC/COL中；三种BCC-H材料（BCC-0.25H、BCC-0.5H和BCC-1.0H）均能在短时间内（30min内）达到吸水平衡，且平衡含水率较BCC有显著提高，，吸水平衡状态下BCC-0.25H和BCC-0.5H体积变化不大，但BCC-1.0H体积膨胀较大；与BC/COL相比，复合HACC后BCC-H的断裂伸长率与拉伸强度均有明显变化，其断裂伸长率随HACC溶液浓度的增加而提高，拉伸强度随HACC溶液浓度的增加而降低，并且浓度越高，变化越显著。 BC自身没有抗菌作用，而胶原改性后材料上粘附的细菌更多，但是浸泡HACC溶液后的BC/COL抗菌性能显著提升，三种BCC-H材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出良好的抗菌效果，BCC-1.0H材料对大肠杆菌的抑菌率达到99.8%，而且对金黄色葡萄球菌的抑菌率也达98.9%；BC和BC/COL均无细胞毒性，并且L929细胞在BC/COL浸提液中的生长与增殖情况更优于BC；三种BCC-H材料的基本无细胞毒性，HSF细胞在BC/COL表面的粘附、生长与增殖情况稍优于BCC-H各组，但各组材料上的细胞形态无明显差异。随着HACC含量的增加，相应的BCC-H材料上的细胞数目有所降低，这说明高浓度的HACC可能存在一定的细胞毒性。
【关键词】：细菌纤维素 胶原 季铵盐壳聚糖 人工补片 腹外疝
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08;R656.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 腹外疝12-18
• 1.1.1 腹外疝的概述12-13
• 1.1.2 腹外疝的病因13
• 1.1.3 腹外疝的治疗13-16
• 1.1.4 腹外疝修补材料16-17
• 1.1.5 人工补片材料引发的相关并发症17
• 1.1.6 理想的疝修补材料17-18
• 1.2 细菌纤维素18-23
• 1.2.1 细菌纤维素的结构18
• 1.2.2 细菌纤维素的特征18-20
• 1.2.3 细菌纤维素的改性研究进展20-22
• 1.2.4 细菌纤维素基复合材料在生物医学上的应用22-23
• 1.3 壳聚糖季铵盐23-26
• 1.3.1 季铵盐壳聚糖的性质24-25
• 1.3.2 季铵盐壳聚糖的抗菌机理及其抗菌性的影响因素25-26
• 1.4 本论文的研究目的意义及研究内容26-30
• 1.4.1 研究意义与目的26-27
• 1.4.2 研究主要内容27-29
• 1.4.3 研究方案及路线29-30
• 第二章 细菌纤维素/胶原复合材料的制备与性能表征30-43
• 2.1 引言30
• 2.2 实验部分30-33
• 2.2.1 实验材料及药品30-31
• 2.2.2 细菌纤维素的制备与纯化31
• 2.2.3 胶原溶液制备31
• 2.2.4 细菌纤维素/胶原复合材料的制备31-32
• 2.2.5 细菌纤维素/胶原复合材料的红外分析（FTIR）32
• 2.2.6 细菌纤维素/胶原复合材料的微观形貌观察（SEM）32
• 2.2.7 细菌纤维素/胶原复合材料中胶原含量的测定32
• 2.2.8 细菌纤维素/胶原复合材料的力学性能测试32
• 2.2.9 细菌纤维素/胶原复合材料的吸水曲线测定32-33
• 2.2.10 细胞毒性实验33
• 2.3 实验结果与讨论33-42
• 2.3.1 BC/COL 的红外光谱分析33-34
• 2.3.2 BC/COL 的微观形貌34-35
• 2.3.3 BC/COL 中胶原的含量35-37
• 2.3.4 BC/COL 的力学性能分析37-39
• 2.3.5 BC/COL 的吸水曲线39
• 2.3.6 BC/COL 的细胞毒性分析39-42
• 2.4 本章小结42-43
• 第三章 抗菌性细菌纤维素/胶原的制备与表征43-55
• 3.1 引言43-44
• 3.2 实验部分44-46
• 3.2.1 实验材料与药品44
• 3.2.2 细菌纤维素的制备与纯化44
• 3.2.3 季铵盐壳聚糖的纯化44
• 3.2.4 细菌纤维素/胶原复合水凝胶的制备44-45
• 3.2.5 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的制备45
• 3.2.6 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的红外分析45
• 3.2.7 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的形貌观察（SEM）45
• 3.2.8 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的表面 Zeta 电位测试45-46
• 3.2.9 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的吸水曲线测定46
• 3.2.10 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的力学性能测试46
• 3.3 实验结果与讨论46-53
• 3.3.1 红外分析46-47
• 3.3.2 形貌观察47-49
• 3.3.3 Zeta 电位分析49-50
• 3.3.4 吸水曲线50-52
• 3.3.5 力学性能测试52-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖的抗菌性能与生物相容性研究55-70
• 4.1 引言55
• 4.2 实验部分55-57
• 4.2.1 实验材料与药品55-56
• 4.2.2 试剂配制56-57
• 4.3 实验方法57-60
• 4.3.1 细菌纤维素/胶原-季铵盐壳聚糖复合材料的抗菌性能评价57-58
• 4.3.2 细胞毒性试验58-59
• 4.3.3 BCC 与 BCC-H 的细胞相容性实验59-60
• 4.4 实验结果与讨论60-69
• 4.4.1 抗菌性能评价60-64
• 4.4.2 细胞毒性分析64-65
• 4.4.3 细胞形态65-67
• 4.4.4 细胞活性与增殖67-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 结论与展望70-72
• 5.1 本文结论70-71
• 5.2 不足与展望71-72
• 参考文献72-78
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果78-79
• 致谢79-80
• 附件80

【参考文献】

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本文编号：379915