聚醚醚酮表面生物改性及各向异性细胞黏附微结构的构筑和研究

发布时间：2017-07-18 17:13

  本文关键词：聚醚醚酮表面生物改性及各向异性细胞黏附微结构的构筑和研究

  更多相关文章： 细胞迁移 各向异性微结构 聚醚醚酮 透明质酸 二氧化钛静电纺丝

【摘要】：材料表面的生物界面建立一直以来都是一个重要的研究课题,它所涉猎的研究领域广,研究方法多,并且具有很好的实际应用意义。将一些具有优异性能但是生物惰性的材料进行生物改性,可以大大拓宽材料在生命科学领域以及医学领域的的可应用范围;将一些材料的表面进行表面图案化,可以使医学移植材料在植入生命体时显现出意想不到的功用。本文的研究背景就是以此展开,总结起来有以下两部分:利用“一步法”将特种塑料聚醚醚酮表面进行生物活化的同时在其表面构筑纳米纤维结构,利用各向异性细胞黏附微结构诱导细胞迁移。第一部分,利用“一步法”将特种塑料聚醚醚酮表面进行生物活化的同时在其表面构筑纳米纤维结构。聚醚醚酮是一种具有很多优秀性质的特种塑料,其特有的生物无毒性以及骨相似力学性质,在骨移植材料领域具有很好的应用潜质,但是聚醚醚酮的生物惰性表面使其受到了极大的限制。我们利用聚醚醚酮以及二氧化钛所具有的光引发性,在紫外照射的条件下,将透明质酸甲基丙烯酸酯修饰在聚醚醚酮表面,与此同时长链透明质酸甲基丙烯酸酯也会与二氧化钛静电纺丝作用,将聚醚醚酮与二氧化钛静电纺丝两者连接起来,从而在聚醚醚酮表面构筑仿骨表面纤维结构。经过生物实验表明,修饰后的聚醚醚酮表面具有很好的生物相容性且修饰有二氧化钛静电纺丝的表面具有很好的促干细胞成骨分化能力。我们所设计的这种生物界面建立方法对于聚醚醚酮作为骨移植材料的应用具有很好的借鉴意义。第二部分,利用各向异性细胞黏附微结构诱导细胞迁移。细胞迁移是一种普遍存在的重要细胞行为,胚胎发育、伤口愈合、肿瘤细胞的转移等过程都与细胞迁移行为有关。在材料表面构筑可控诱导细胞迁移界面对于研究细胞行为、以及进行生物材料移植都有着重要的意义。我们通过翻录的方式在PDMS表面构筑出微柱结构,然后将抗细胞黏附的PEG分子链修饰在PDMS表面,通过倾斜蒸镀的方式在微柱的一侧沉积20纳米厚的金纳米层,接下来将促细胞黏附的的RGD多肽修饰到金表面,最终得到各向异性细胞黏附微结构。我们通过表面图案化将各向异性结构的不对称性特点转达到与其黏附的细胞上,从而使细胞发生不对称黏附引发细胞“极化”产生定向细胞迁移行为。经过实验表明,我们所构筑的微结构具有定向诱导细胞的功能,对于研究各种细胞的迁移行为机理以及调控肿瘤细胞的生物体内扩散都具有很好的实际应用意义。
【关键词】：细胞迁移 各向异性微结构 聚醚醚酮 透明质酸 二氧化钛静电纺丝
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-30
• 1.1 聚合物表面的微纳结构图案化构筑11-18
• 1.1.1 表面图案化概述11
• 1.1.2 微纳结构界面的构筑方法及应用11-12
• 1.1.3 光刻技术12-14
• 1.1.4 微接触印刷技术14-15
• 1.1.5 胶体晶体刻蚀技术15-16
• 1.1.6 胶体晶体辅助可控沉积技术16-17
• 1.1.7 胶体晶体辅助可控刻蚀技术17-18
• 1.2 生物界面材料18-24
• 1.2.1 生物界面简介18-19
• 1.2.2 细胞与材料表面的作用机理讨论19-20
• 1.2.3 材料基底影响细胞行为的因素20
• 1.2.4 材料的表面化学基团20-21
• 1.2.5 材料的力学性质21-22
• 1.2.6 材料表面的微纳图案化结构22-24
• 1.3 各向异性微结构24-30
• 1.3.1 各向异性微结构简介24
• 1.3.2 各向异性光学材料24-25
• 1.3.3 各向异性浸润性材料25-30
• 第二章 通过二氧化钛静电纺丝和透明质酸甲基丙烯酸酯在聚醚醚酮表面构筑生物相容性以及促成骨分化界面30-44
• 2.1 前言30-32
• 2.2 实验部分32-36
• 2.2.1 实验试剂和使用仪器32
• 2.2.2 实验动物32
• 2.2.3 合成透明质酸甲基丙烯酸酯32-33
• 2.2.4 制备二氧化钛静电纺丝薄膜33
• 2.2.5 制备聚醚醚酮二氧化钛静电纺丝复合结构（Ti O2-MeHA-PEEK）33-34
• 2.2.6 表面性质检测34
• 2.2.7 鼠骨髓间充质干细胞的分离和培养34-35
• 2.2.8 基底细胞扫描电镜分析35
• 2.2.9 基底细胞活性分析35
• 2.2.10基底细胞荧光分析35-36
• 2.3 结果讨论36-42
• 2.3.1 聚醚醚酮和二氧化钛静电纺丝纤维阵列的构筑和表征36-42
• 2.4 本章小结42-44
• 第三章 基于各向异性细胞黏附微结构构造细胞定向迁移界面研究44-55
• 3.1 引言44-46
• 3.2 实验部分46-49
• 3.2.1 实验试剂和使用仪器46
• 3.2.2 各向异性细胞黏附微结构的构筑46-48
• 3.2.2.1 PDMS微柱阵列制备46-47
• 3.2.2.2 各向异性细胞黏附微结构制备47-48
• 3.2.3 表面性质检测48
• 3.2.4 细胞迁移实验48
• 3.2.5 细胞环境扫描图片以及荧光实验48-49
• 3.3 实验结果与讨论49-54
• 3.3.1 各向异性细胞黏附微结构表面的模型讨论49-50
• 3.3.2 具有各向异性的细胞黏附微结构表面性质表征50-51
• 3.3.3 3T3细胞在各向异性细胞黏附表面的黏附情况51-53
• 3.3.4 细胞迁移实验表征53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 参考文献55-63
• 致谢63-64
• 作者简介64-65
• 攻读硕士学位期间发表论文65

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