有机锶化合物涂层的制备及诱导成骨的作用研究

发布时间：2017-08-13 03:00

  本文关键词：有机锶化合物涂层的制备及诱导成骨的作用研究

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【摘要】：面对日益增加的骨损伤问题,急需新的植入骨支架材料来解决骨修复周期长和界面问题。脱细胞骨基质具有天然支架结构和骨诱导性,可以提高骨移植效果。钛及钛合金具有较好的力学性能和生物相容性,可以用于骨移植材料。但是,为了充分利用脱细胞骨基质的天然支架结构,又保持它的骨诱导性,需要在其表面复合具有生物活性,稳定可控的涂层。为了解决钛及钛合金的表面生物惰性,提高其对骨组织的修复能力,需要在其表面进行修饰。因此,本文通过表面化学的方法,分别在脱细胞骨基质和钛及钛合金表面制备有机锶涂层。通过SEM、XPS、FTIR和HNMR分别对脱细胞骨基质表面制得的有机锶涂层进行表面形貌观察和表面成分分析。ICP-OES测试用于表征有机锶涂层中锶离子的螯合与释放。ACBM-CMCA、ACBM-0.1%Sr及ACBM-0.5%Sr的细胞生物学实验结果表明,三种有机涂层的活细胞比例都明显高于死细胞所占的比例,表现出很高的存活率及细胞活性,表明经过不同处理后的脱细胞骨基质都可以支持细胞的存活,对细胞的活性没有显著性差异,不具有细胞毒性。并且,随着锶离子含量的增多及培养时间的延长,细胞的数量逐渐增多,细胞也逐渐增大。采用Alamar blue的方法检测有机锶涂层的细胞增殖情况,结果表明,锶的存在有利于细胞的增殖,并且随着锶含量的升高细胞增值率升高。通过SEM、XPS、FTIR和HNMR对钛及钛合金表面制备的有机锶涂层进行表面形貌观察和表面成分分析。ICP-OES测试用于表征有机锶涂层中锶离子的螯合与释放。结果表明有机锶涂层在钛及钛合金表面均匀分布。通过SEM观测MC3T3-E1在经过不同处理后的钛合金上的表面形貌,结果表明基体表面能够支持MC3T3-E1细胞的粘附,并且细胞状态良好,具有生物相容性。
【关键词】：脱细胞骨基质 钛及钛合金 锶 生物相容性
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG174.4;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 骨修复材料的开发进展9-14
• 1.2.1 天然高分子骨修复材料10-11
• 1.2.2 人工合成高分子骨修复材料11-12
• 1.2.3 无机材料12-13
• 1.2.4 纳米材料13-14
• 1.3 脱细胞骨基质在医用材料中的应用14-15
• 1.4 钛及钛合金在骨组织工程中的应用15-18
• 1.4.1 钛及钛合金的生物医学应用15-16
• 1.4.2 钛金属复合材料在骨组织工程中的应用16-18
• 1.5 锶在骨组织工程中的应用18-20
• 1.5.1 锶的性质及其代谢18
• 1.5.2 锶的成骨机制18-19
• 1.5.3 锶改性骨移植材料在骨组织工程中的应用19-20
• 1.6 多巴胺在基体材料表面改性及功能化方面的应用20-22
• 1.7 本课题研究背景和内容22-23
• 第二章 脱细胞骨基质上有机锶涂层的制备及诱导成骨作用研究23-43
• 2.1 引言23-24
• 2.2 实验材料和设备24-26
• 2.2.1 实验材料24-25
• 2.2.2 技术路线25-26
• 2.3 实验过程和实验表征26-31
• 2.3.1 脱细胞骨基质（ACBM）的制备26
• 2.3.2 具有锶离子结合位点的纯有机化合物的制备与表征26-27
• 2.3.3 脱细胞骨基质表面有机锶涂层的构建27-28
• 2.3.4 纯有机物中锶离子含量测试28
• 2.3.5 脱细胞骨基质中螯合锶离子含量测试28
• 2.3.6 脱细胞骨基质中锶离子释放实验28
• 2.3.7 脱细胞骨基质与大鼠骨髓间充质干细胞（rats bone marrow-derivedmesenchymal stem cells, rBMSCs）的体外复合培养28
• 2.3.8 ACBM/ rBMSCs复合支架上的细胞形态观察28-29
• 2.3.9 rBMSCs在脱细胞骨基质上的存活率29
• 2.3.10 rBMSCs在脱细胞骨基质上的增殖情况研究29
• 2.3.11 实验分析方法29-31
• 2.4 实验结果和讨论31-42
• 2.4.1 纯有机物的表征与讨论31-32
• 2.4.2 纯有机聚合物螯合锶离子能力分析32
• 2.4.3 有机涂层对脱细胞骨基质形貌的影响32-36
• 2.4.4 负载有机锶涂层的脱细胞骨基质成分分析36
• 2.4.5 负载有机涂层的脱细胞骨基质对锶离子螯合能力的研究36-37
• 2.4.6 脱细胞骨基质上有机锶涂层的锶离子释放研究37-38
• 2.4.7 ACBM/ rBMSCs复合支架上的细胞形态观察38-40
• 2.4.8 rBMSCs在ACBM上的存活情况评价40-41
• 2.4.9 rBMSCs在ACBM上的增殖情况评价41-42
• 2.5 本章小结42-43
• 第三章 钛合金表面有机锶涂层的制备及诱导成骨的作用研究43-57
• 3.1 引言43-44
• 3.2 实验材料和仪器设备44-45
• 3.2.1 实验材料44-45
• 3.2.2 技术路线45
• 3.3 实验过程和实验表征45-49
• 3.3.1 钛合金的制备过程45-46
• 3.3.2 钛合金表面有机锶涂层的构建46-47
• 3.3.3 钛合金上螯合锶离子含量测试47
• 3.3.4 钛合金上锶离子释放实验47
• 3.3.5 钛合金与小鼠前成骨细胞（MC3T3-E1）的体外复合培养47-48
• 3.3.6 Ti/MC3T3-E1复合支架上的细胞形态观察48
• 3.3.7 实验分析方法48-49
• 3.4 实验结果和讨论49-56
• 3.4.1 有机涂层对钛合金表面形貌的影响49-51
• 3.4.2 钛合金表面有机锶涂层的结构表征51-52
• 3.4.3 负载有机涂层的钛合金表面成分分析52-53
• 3.4.4 负载有机涂层的钛合金对锶离子螯合能力的研究53-54
• 3.4.5 钛合金上有机锶涂层的锶离子释放研究54-55
• 3.4.6 Ti/MC3T3-E1复合支架上的细胞形态观察55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 全文总结57-58
• 参考文献58-67
• 发表论文和参加科研情况说明67-68
• 致谢68-69

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本文编号：665010