丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架的制备及性能研究

发布时间：2021-05-08 10:48

　　关节软骨是一种覆盖于关节表面的粘弹性结缔组织,其具有润滑、吸收震荡及传递载荷至软骨下骨的作用。由于其本身无血液供应、神经支配和淋巴回流,导致其在损伤后自身修复能力非常有限,尽管现代医学有多种治疗软骨缺损的新技术、新方法,但总体疗效普遍不令人满意。组织工程学的提出为软骨损伤修复提供了新思路。组织工程支架的体外组织化培养是软骨组织工程中重要的部分,因此,设计制备综合性能较好的组织工程支架对其组织化培养有着重要的意义。本文以天然丝素材料和关节软骨为材料,提取丝素蛋白溶液和II型胶原;将二者按一定比例混合后,采用低温3D打印技术和冷冻干燥法制备了丝素蛋白-Ⅱ型胶原三维多孔支架。首先,测量获得了支架的密度、孔隙率和吸水率等物理性能。然后,开展了支架的应力松弛、蠕变和率相关的力学性能实验,结果显示:在应力松弛过程中,随着压缩应变的增加,支架的初始应力和瞬时应力都增加;在恒定的压缩应变下,支架的应力呈现先快速降低后缓慢降低的趋势;随着压缩速率的增加,支架的应力松弛速度加快。不同应力水平下,支架的蠕变应变都表现为先快速增加后缓慢增加的趋势;随着应力水平的提高,支架的蠕变应变增加;当卸除蠕变载荷后,承受... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 软组织工程材料的研究
        1.2.1 天然材料
        1.2.2 人工合成材料
        1.2.3 复合材料
    1.3 组织工程支架的制备方法
        1.3.1 粒子沥滤法
        1.3.2 静电纺丝法
        1.3.3 3D打印技术
        1.3.4 冷冻干燥法
    1.4 本课题研究的目的和内容
第二章 丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架的制备
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 主要材料与试剂
        2.2.2 主要仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 丝素蛋白溶液的提取
        2.3.2 Ⅱ型胶原蛋白的提取
        2.3.3 丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架的制备
    2.4 本章小结
第三章 支架的力学性能测试
    3.1 实验材料和设备
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验设备
    3.2 实验内容与方案
        3.2.1 物理性质测试
            3.2.1.1 孔隙率和密度测定
            3.2.1.2 吸水率测定
            3.2.1.3 Micro-CT扫描观察
        3.2.2 力学性能测试
            3.2.2.1 应力松弛实验
            3.2.2.2 蠕变实验
            3.2.2.3 率相关性实验
    3.3 支架力学性能的理论模型建立
        3.3.1 松弛型本构模型的建立
        3.3.2 蠕变本构关系
    3.4 实验结果
        3.4.1 支架的物理性能
        3.4.2 支架的CT-扫描观察
        3.4.3 支架的应力松弛行为
        3.4.4 支架的蠕变性能
        3.4.5 支架的率相关性能
    3.5 本章小结
第四章 力学载荷下软骨细胞在支架上的培养研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料、试剂与设备
        4.2.1 实验动物
        4.2.2 主要试剂及配制方法
        4.2.3 主要实验设备
    4.3 新西兰兔骨髓间充质干细胞成软骨化诱导
        4.3.1 新西兰兔骨髓间充质干细胞的提取、原代培养及鉴定
        4.3.2 骨髓间充质干细胞诱导成软骨细胞
        4.3.3 软骨细胞的保存
    4.4 支架的生物相容性检测
        4.4.1 MTT法检测软骨细胞的增殖
        4.4.2 HE染色观察
    4.5 力学载荷下软骨细胞在丝素蛋白-Ⅱ型胶原支架上的培养
        4.5.1 不同力学载荷下软骨细胞在支架上的培养
        4.5.2 扫描电镜观察
        4.5.3 RT-PCR检测力学加载对软骨细胞基因表达的影响
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 前景展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]体外定向诱导人羊膜间充质干细胞向骨、软骨及脂肪细胞的分化[J]. 李豫皖,朱喜忠,金瑛,王胜民,杨继滨,熊华章,邹刚,刘毅.  中国组织工程研究. 2017(01)
[2]3D打印骨组织工程支架的研究与应用[J]. 曹雪飞,宋朋杰,乔永杰,甄平.  中国组织工程研究. 2015(25)
[3]Engineering stem cell niches in bioreactors[J]. Meimei Liu,Ning Liu,Ru Zang,Shang-Tian Yang,Yan Li.  World Journal of Stem Cells. 2013(04)
[4]不同固定液对大鼠脾石蜡切片HE染色标本的影响[J]. 孙海梅,尚宏伟,张立新,季凤清,周德山.  中国医学装备. 2011(10)
[5]含自体富集骨髓干细胞松质骨移植与自体松质骨镶嵌移植修复关节软骨缺损的对比研究[J]. 石仕元,应小樟,胡德新,郑琦,魏威.  中国骨伤. 2011(04)
[6]骨髓间充质干细胞和关节软骨细胞共培养与转化生长因子β1诱导的比较[J]. 陈宗雄,刘晓强,王万宗.  中国组织工程研究与临床康复. 2010(27)
[7]高纯度牛骨胶原的制备及其结构表征[J]. 成晓瑜,陈文华,裴显庆,冯平.  食品科学. 2009(07)
[8]MTT法、CPE观察法用于药物细胞毒性实验的比较与分析[J]. 阎祖炜,朱欣,李闻文.  实用预防医学. 2007(05)
[9]软骨细胞上清液诱导BMSC向软骨细胞转化的实验研究[J]. 刘媛媛,苗春雷,唐胜建.  细胞与分子免疫学杂志. 2007(07)
[10]壳聚糖与型胶原复合制作组织工程软骨支架及其性能研究[J]. 史德海,蔡道章,周长忍,李立华,曾春,李晓峰.  中国修复重建外科杂志. 2005(04)

硕士论文
[1]Ⅱ型胶原—透明质酸复合支架材料的构建及在软骨组织工程应用的初步研究[D]. 秦胜男.暨南大学 2010



本文编号：3175204