基于丝素蛋白的反蛋白石结构三维细胞支架的构建研究

发布时间：2017-08-24 13:28

  本文关键词：基于丝素蛋白的反蛋白石结构三维细胞支架的构建研究

  更多相关文章： 丝素蛋白 微流控装置 三维细胞支架 反蛋白石结构 细胞培养

【摘要】：蚕丝是一种古老的天然材料,被人利用的历史已经有几千年。丝素蛋白是从蚕丝中提取出来的一种天然蛋白,由18种氨基酸组成,其中富含的甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸多以-Gly-Ala-Gly-Ala-Ser-重复序列的多肽形式存在。丝素蛋白被用作手术缝合材料应用于生物医学领域也已有数百年历史,其优异的生物相容性,生物可降解性,良好的机械性能和光学性能在目前的高科技研究平台下有了更广阔的应用空间。在治疗组织器官损伤方面,组织工程是最具前景的方式,它能够避免传统治疗方法中会出现的免疫排斥和供体短缺等问题。在组织工程的多个重点问题当中,细胞支架的结构和性质是在材料科学和生物医学领域最被广泛研究的。细胞支架的结构关系到细胞的粘附,细胞的增殖,营养物质的转移和代谢产物的排出等多个方面。丝素蛋白具有生物相容性和生物可降解性,是一种理想的细胞支架材料,我们希望将丝素蛋白应用于细胞支架中,制备成一种具有良好反蛋白石结构的三维细胞支架。本论文主要研究了一种基于丝素蛋白的反蛋白石结构三维细胞支架的有效制备方法,具体工作如下：1.丝素蛋白的提取及凝胶化试验：我们从生蚕茧中提取丝素蛋白,并对比了不同提取体系的特点;将提取的丝素蛋白制备成包括水凝胶、海绵、纳米纤维薄膜等不同形式,并评估三种不同形式丝素蛋白材料的不同性质。2.丝素蛋白反蛋白石结构三维细胞支架的构建：我们利用自制的微流控装置制备了三种材料的单分散性模板微球；通过对比确定聚己内酯材料为制备模板微球的最佳方案,并将其模板微球排列成密堆积结构的模板团聚体；将丝素蛋白浸润到模板团聚体空隙中复制模板结构,最后将模板微球除去即可得到反蛋白石结构的丝素蛋白三维细胞支架。3.丝素蛋白细胞支架的细胞培养试验：我们研究了丝素蛋白水凝胶材料和海绵材料在细胞培养试验中的优劣,认为海绵形式更好的机械性能使之相较于水凝胶形式更具优势；将丝素蛋白海绵的反蛋白石结构三维细胞支架应用于细胞试验,利用倒置荧光显微镜等方式表征了细胞的粘附和生长情况,并用MTT法评估了细胞的活性和增殖情况。
【关键词】：丝素蛋白 微流控装置 三维细胞支架 反蛋白石结构 细胞培养
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-33
• 1.1 丝素蛋白11-19
• 1.1.1 丝素蛋白简介11-14
• 1.1.1.1 丝素蛋白的凝胶机理12-13
• 1.1.1.2 丝素蛋白的凝胶结构13
• 1.1.1.3 丝素蛋白凝胶的机械性能13-14
• 1.1.2 丝素蛋白的改性14-16
• 1.1.2.1 物理改性14
• 1.1.2.2 化学改性14-16
• 1.1.3 丝素蛋白的应用研究16-19
• 1.1.3.1 组织工程支架材料16-17
• 1.1.3.2 抗粘附抗凝血材料17
• 1.1.3.3 光刻胶材料17-18
• 1.1.3.4 治愈伤口敷料18
• 1.1.3.5 药物的控释材料18-19
• 1.1.3.6 生活日用品19
• 1.2 微流控技术19-25
• 1.2.1 微流控技术的概念19-20
• 1.2.2 微流控技术制备微液滴的原理及装置20-22
• 1.2.3 微流控技术制备微液滴的影响因素22-24
• 1.2.3.1 材料性质22-23
• 1.2.3.2 几何形状23-24
• 1.2.4 微流控技术制备微液滴的应用24-25
• 1.3 细胞支架25-31
• 1.3.1 细胞支架的材料26-29
• 1.3.1.1 天然获取的材料26-28
• 1.3.1.2 人工合成的材料28-29
• 1.3.2 细胞支架的结构29-31
• 1.3.2.1 电纺纤维30
• 1.3.2.2 三维反蛋白石支架30
• 1.3.2.3 微载体30-31
• 1.4 本论文的主要研究内容31-33
• 第二章 丝素蛋白的提取及凝胶化试验33-43
• 2.1 序言33-34
• 2.2 实验部分34-36
• 2.2.1 实验试剂34
• 2.2.2 实验仪器34-35
• 2.2.3 丝素蛋白的提取35-36
• 2.2.4 丝素蛋白的凝胶化试验36
• 2.2.4.1 丝素蛋白水凝胶(Hydrogel)36
• 2.2.4.2 丝素蛋白海绵(Sponge)36
• 2.2.4.3 丝素蛋白纳米纤维(Nano-fiber)36
• 2.3 结果与讨论36-41
• 2.3.1 丝素蛋白的提取36-37
• 2.3.2 丝素蛋白水凝胶37-38
• 2.3.3 丝素蛋白海绵38
• 2.3.4 丝素蛋白纳米纤维38-41
• 2.4 本章小结41-43
• 第三章 丝素蛋白反蛋白石结构三维细胞支架的构建43-57
• 3.1 序言43-44
• 3.2 实验部分44-48
• 3.2.1 实验试剂44
• 3.2.2 实验仪器44-45
• 3.2.3 玻璃微流控装置的制作45-46
• 3.2.4 模板微球的制备46-47
• 3.2.4.1 聚苯乙烯(PS)微球的制备46
• 3.2.4.2 琼脂糖(Agarose)微球的制备46-47
• 3.2.4.3 聚己内酯(PCL)微球的制备47
• 3.2.5 丝素蛋白的三维细胞支架的构建47-48
• 3.3 结果与讨论48-56
• 3.3.1 微流控装置48
• 3.3.2 聚苯乙烯微球的制备48-49
• 3.3.3 琼脂糖微球的制备49-51
• 3.3.4 聚己内酯微球的制备51-54
• 3.3.5 丝素蛋白的三维细胞支架的构建54-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 丝素蛋白细胞支架的细胞培养试验57-67
• 4.1 序言57-58
• 4.2 实验部分58-61
• 4.2.1 实验试剂58
• 4.2.2 实验仪器58
• 4.2.3 细胞种植与培养58-60
• 4.2.3.1 细胞复苏59
• 4.2.3.2 细胞换液59
• 4.2.3.3 细胞传代59
• 4.2.3.4 细胞计数59-60
• 4.2.4 丝素蛋白细胞支架培养HepG2细胞60
• 4.2.5 荧光活性染色60
• 4.2.6 细胞增殖检测(MTT法)60-61
• 4.3 结果与讨论61-66
• 4.3.1 不同形式丝素蛋白基底材料的细胞培养61-63
• 4.3.2 不同形式丝素蛋白基底材料的对细胞活性和增殖的影响63-64
• 4.3.3 丝素蛋白三维细胞支架的细胞培养64-65
• 4.3.4 丝素蛋白三维细胞支架对细胞活性和增殖的影响65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 参考文献69-77
• 硕士期间发表的论文及申请专利77-79
• 致谢79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟陆丽;程谦伟;李军生;郑燕升;蒋延飞;;丝素蛋白的磷酸化改性研究[J];食品科技;2009年07期

2 程海涛;李军生;韦飞;阎柳娟;;丝素蛋白乙酰化修饰的工艺研究[J];食品科学;2009年22期

3 颜若曦;赵东旭;刘永东;杨新林;;中分子量水溶性丝素蛋白的制备与表征[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年11期

4 李玲玲;;丝素蛋白的制备及表征[J];重庆工贸职业技术学院学报;2012年01期

5 杨新林,王俐勇,顾晋伟,朱鹤孙;等离子体处理的丝素蛋白作为人内皮细胞培养基质的研究[J];中国生物医学工程学报;2002年06期

6 田莉,闵思佳,朱良均;丝素蛋白在软组织相容性材料方面的研究进展[J];蚕业科学;2005年02期

7 陈辰;曹传宝;马西兰;唐茵;朱鹤孙;;静电纺丝丝素蛋白水溶液制备无纺布[J];北京生物医学工程;2007年01期

8 赵珍;陈立艳;赵晓军;;原子力显微镜下丝素纤维及丝素蛋白的形态结构研究[J];四川动物;2008年06期

9 邓益斌;季丹;周平;;磁共振技术在丝素蛋白结构与功能研究中的应用[J];波谱学杂志;2008年04期

10 徐卫袁;朱贤;孙锋;严飞;王以进;;丝素蛋白/牛骨形态发生蛋白及骨髓间充质干细胞复合新型组织工程骨脊柱融合的生物力学实验[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年27期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 伊智峰;罗勇悦;陈鹰;彭政;丁丽;李永振;;天然橡胶/桑蚕丝丝素蛋白复合材料抗菌性能的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

2 袁青青;曹惠;邵正中;;电喷法制备丝素蛋白纳米微球[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

3 赵荟菁;李明忠;;小口径丝素蛋白编织管的制备及性能研究[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会壁报展示论文[C];2010年

4 王琳婷;朱良均;闵思佳;张海萍;;丝素蛋白在生物医学领域的应用研究[A];中国蚕学会第六届青年学术研讨会论文集（3）[C];2009年

5 陈芳芳;闵思佳;朱良钧;;交联丝素蛋白凝胶的热性能分析[A];中国蚕学会第四届青年学术研讨会会议论文集[C];2004年

6 范慰慰;颜若曦;赵东旭;;可溶性丝素蛋白的制备研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）[C];2006年

7 伊智峰;罗勇悦;陈鹰;彭政;丁丽;李永振;;天然橡胶/桑蚕丝丝素蛋白抗菌复合材料的制备与性能研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C];2010年

8 张海萍;朱良均;闵思佳;;丝素蛋白的结构、制备及其应用研究进展[A];全国桑树种质资源及育种和蚕桑综合利用学术研讨会论文集[C];2005年

9 刘小甜;杨明英;张海萍;朱良均;;丝素蛋白缓释微球的研究进展[A];全国家(柞)蚕资源高值化利用学术研讨会论文集[C];2013年

10 唐鸣;;丝素蛋白修复兔下颌骨临界性骨缺损的初步实验研究[A];浙江省医学会耳鼻咽喉科学分会成立60周年庆典暨2011年浙江省医学会耳鼻咽喉头颈外科学学术年会论文汇编[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 浙江理工大学先进纺织材料与制备教育部重点实验室 陈建勇;银离子改性丝素蛋白提高织物上染率[N];中国纺织报;2009年

2 本报记者 郭桂香;脆弱丝织品修复新添两种加固方法[N];中国文物报;2009年

3 吴徵宇;编织皮肤经纬[N];科技日报;2002年

4 本报记者 陶婷婷 通讯员 段然;高分子无处不在 让生活更美好[N];上海科技报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 贾明辉;丝素蛋白—纳米银对金黄色葡萄球菌及其生物膜相关性鼻窦炎的作用[D];复旦大学;2014年

2 尹建伟;再生丝素蛋白材料的制备[D];复旦大学;2011年

3 曹正兵;丝素蛋白自组装行为及其在生物医药方面的应用研究[D];复旦大学;2005年

4 魏伟;再生丝素蛋白水溶液的干法纺丝及后处理研究[D];东华大学;2011年

5 姚勇波;纤维素/丝素蛋白的共溶解与纺丝成形研究[D];东华大学;2015年

6 范纯泉;丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合材料的仿生制备及促进脊柱融合的实验研究[D];第二军医大学;2010年

7 佘振定;基于丝素蛋白/壳聚糖的肝组织工程支架材料研究[D];清华大学;2009年

8 徐卫袁;构建骨髓间充质干细胞/牛骨形态发生蛋白/丝素蛋白组织工程骨的实验研究[D];苏州大学;2005年

9 刘涛;丝素蛋白/介孔生物玻璃陶瓷骨修复复合材料的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2014年

10 黄福华;丝素蛋白涂层人工血管的研制[D];中国协和医科大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 谢桂军;丝素蛋白在离子液体中溶解及再生研究[D];东华大学;2009年

2 钟一鸣;水溶液中再生丝素蛋白构象转变的荧光研究[D];复旦大学;2008年

3 姜瑞;丝素蛋白水凝胶用于透皮给药系统的研究[D];苏州大学;2015年

4 郑恺;丝素蛋白取向凝胶/羟基磷灰石复合支架对骨间充质干细胞黏附和增殖的研究[D];苏州大学;2015年

5 骆井万;壳聚糖/丝素共混凝胶及其作为骨髓间充质干细胞培养支架的初步研究[D];苏州大学;2015年

6 李静;用精胺修饰家蚕丝素及其作为基因传递载体[D];苏州大学;2015年

7 王硕;丝素蛋白复合脱钙骨基质修复动物骨缺损模型的试验研究[D];中国人民解放军医学院;2015年

8 张驰;丝素蛋白/骨形态发生蛋白2活性肽的制备和实验研究[D];苏州大学;2015年

9 别诗宇;酸/盐溶解制备再生丝素蛋白多孔材料的研究[D];苏州大学;2015年

10 张芳;生物表面活性剂诱导丝素蛋白水凝胶的研究[D];苏州大学;2015年

，

本文编号：731563