纳米碳酸钙携载25-羟基胆甾醇用作骨修复的体外研究

发布时间：2017-05-12 16:27

  本文关键词：纳米碳酸钙携载25-羟基胆甾醇用作骨修复的体外研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着创伤、感染、肿瘤、意外等因素造成的骨组织缺损现象越来越多,骨修复方法以及材料的研究越来越受到国内外科研工作者的重视。新型的骨修复材料需要具备组织相容性,良好的生物可降解性以及优良的骨诱导性。目前研究比较多的是组织工程骨,但组织工程骨需要将细胞、生物活性分子负载到支架材料上,制备工艺复杂且成本较高,因此研究具有成骨诱导性的骨修复材料依然是骨修复研究的重中之重。碳酸钙作为自然骨的组成成分之一,具有良好的生物相容性和一定的骨传导性,且与羟基磷灰石相比,碳酸钙具备更好的生物可降解性,因此碳酸钙具有应用于骨修复材料的潜力。25-羟基胆甾醇具有良好的成骨诱导性,但其成骨诱导活性需要钙离子的协助,因此本课题将25-羟基胆甾醇与制备的纳米碳酸钙复合,研究其对成骨细胞增殖和分化的影响,以期得到一种良好的骨修复材料。具体实验方法和结果如下:1)利用共沉淀法,在聚丙烯酸的调控下合成纳米碳酸钙颗粒(Rod-CC NPs),得到的纳米碳酸钙为表面粗糙的实心棒状,平均长径短径分别为240和90 nm,平均长径比为2.6,大小均一,分散性较好,晶型主要为方解石和少量的球霰石。其表面ζ电位为-22.25±0.35 mV,具备良好的水分散性;通过体外模拟实验研究了Rod-CC NPs的降解性能,结果显示Rod-CC NPs在pH 7.4的条件下降解了22.6%,在pH 5.6条件下降解了45.2%;2)将Rod-CC NPs培养细胞后做细胞切片,用透射电镜观察细胞对颗粒的吞噬,结果显示,Rod-CC NPs可以被包裹在囊泡内运送到细胞质中;利用CCK-8法和细胞活死染色的方法验证纳米颗粒的生物相容性,结果显示Rod-CC NPs具有良好的细胞相容性,且有促进MC3T3-E1生长的趋势;3)将Rod-CC NPs与25-HC进行简单的混合得到Rod-CC/25-HC复合物,复合物具有良好的分散性,且与纳米颗粒复合之后可以明显提高25-HC的细胞相容性;4)利用CCK-8法验证Rod-CC NPs、25-HC以及Rod-CC/25-HC组对成骨细胞增殖的影响,结果显示Rod-CC NPs和Rod-CC/25-HC组都可以显著促进成骨细胞的增殖;5)通过检测共培养3、7、14天后细胞的碱性磷酸酶活性,western blot法检测共培养21天后骨钙蛋白和骨唾液蛋白的分泌以及荧光定量PCR法检测对应基因mRNA的表达,证明Rod-CC NPs、25-HC以及Rod-CC/25-HC组对成骨细胞的分化都有一定的促进作用,且Rod-CC NPs及Rod-CC/25-HC组可以诱导成骨细胞的分化。
【关键词】：碳酸钙 纳米颗粒 棒状 25-羟基胆甾醇 骨修复
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08;R68
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 缩略词8-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 引言13
• 1.2 骨修复材料的研究现状13-17
• 1.2.1 骨组织的构成及生物学特性13-16
• 1.2.2 骨缺损治疗方法16-17
• 1.3 纳米碳酸钙的研究现状17-22
• 1.3.1 纳米碳酸钙的制备19-21
• 1.3.2 碳酸钙用于骨修复的研究21-22
• 1.4 25-羟基胆甾醇（25-HC）22-23
• 1.5 本课题研究内容23-25
• 第二章 纳米碳酸钙的制备、表征及细胞相容性分析25-45
• 2.1 引言25
• 2.2 实验材料与仪器25-28
• 2.2.1 实验材料25-26
• 2.2.2 实验仪器26-27
• 2.2.3 主要溶液的配制方法27-28
• 2.3 纳米碳酸钙的制备28-29
• 2.4 纳米碳酸钙的表征29-31
• 2.4.1 场发射扫描电镜（FE-SEM）29
• 2.4.2 透射电镜（TEM）29
• 2.4.3 X-射线衍射（XRD）29
• 2.4.4 红外表征（FTIR）29-30
• 2.4.5 Zeta电位测试30
• 2.4.6 热重分析（TGA）30
• 2.4.7 水分散性分析30
• 2.4.8 纳米碳酸钙的降解30-31
• 2.5 纳米碳酸钙的细胞吞噬及细胞相容性分析31-37
• 2.5.1 细胞培养技术31-34
• 2.5.2 细胞对纳米碳酸钙的吞噬34-35
• 2.5.3 CCK-8 法检测纳米碳酸钙的细胞相容性35-36
• 2.5.4 活/死细胞染色法检测碳酸钙的细胞相容性36-37
• 2.5.5 数据分析37
• 2.6 结果与讨论37-43
• 2.6.1 纳米碳酸钙的表征结果37-41
• 2.6.2 纳米碳酸钙的细胞吞噬41-42
• 2.6.3 纳米碳酸钙的细胞相容性结果42-43
• 2.7 本章小结43-45
• 第三章 Rod-CC/25-HC的复合、表征及细胞相容性分析45-53
• 3.1 引言45
• 3.2 实验材料与仪器45-46
• 3.2.1 实验材料45-46
• 3.2.2 主要仪器46
• 3.3 Rod-CC/25-HC复合物的制备46-47
• 3.4 Rod-CC/25-HC复合物的表征47-48
• 3.4.1 场发射扫描电镜（FE-SEM）47
• 3.4.2 X-射线衍射（XRD）47-48
• 3.4.3 红外表征（FTIR）48
• 3.5 Rod-CC/25-HC的细胞相容性分析48-49
• 3.5.1 CCK-8 法检测纳米碳酸钙的细胞相容性48
• 3.5.2 活/死细胞染色法检测碳酸钙的细胞相容性48-49
• 3.5.3 数据分析49
• 3.6 结果与讨论49-52
• 3.6.1 Rod-CC/25-HC的表征结果49-50
• 3.6.2 Rod-CC/25-HC的细胞相容性结果50-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第四章 Rod-CC/25-HC用作骨修复的生物学评价53-71
• 4.1 引言53
• 4.2 实验材料与仪器53-57
• 4.2.1 实验材料53-54
• 4.2.2 主要仪器54-55
• 4.2.3 主要溶液配制方法55-57
• 4.3 实验方法57-63
• 4.3.1 Rod-CC/25-HC对成骨细胞增殖的影响57-58
• 4.3.2 Rod-CC/25-HC对成骨细胞分化的影响58-63
• 4.3.3 数据分析63
• 4.4 结果与分析63-70
• 4.4.1 Rod-CC/25-HC对成骨细胞增殖的作用结果63-65
• 4.4.2 Rod-CC/25-HC对成骨细胞分化的影响65-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 结论71-73
• 参考文献73-80
• 个人简历及攻读学位期间的研究成果80-82
• 致谢82

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