三维渗透型中空纤维织造软骨组织工程支架的构筑及评价

发布时间：2017-08-25 19:34

  本文关键词：三维渗透型中空纤维织造软骨组织工程支架的构筑及评价

  更多相关文章： 软骨组织工程 支架 中空纤维 循环

【摘要】：退行性关节炎是一种常见病,是引起关节疼痛的主要原因之一。该病的发生常与损伤、过度负重、感染或炎症引起关节软骨破坏及软骨下骨坏死有关,其主要表现为关节肿痛,患者行动不便,直接影响患者的生活质量。本病与年龄相关,40岁以前很少发病,随着年龄的增长,发病率逐渐增加,70岁以上的人多数患有退行性关节炎。而随着中国老年化程度的加剧,退行性关节炎的发病也越来越普遍,其治疗也越来越受到人们的关注。退行性关节炎主要是软骨的病变或损伤引起的,因此其治疗的目标是软骨组织的修复。由于关节软骨组织缺少血管系统、淋巴系统和神经支配,损伤后自行修复能力很差,当损伤直径大于4mm时不能自行修复。组织工程提供了一种组织再生的技术手段,将改变外科传统的以创伤修复创伤的治疗模式,迈入无创伤修复的新阶段。为了更好地修复损伤软骨组织,软骨组织工程也应用而生。在本研究中,以生物反应器能培养细胞为实验前提。分别比较聚丙烯中空纤维、聚砜中空纤维和PLA长丝的力学性能,选取聚丙烯中空纤维作为纬纱,PLA长丝作为经纱和Z纱织造三维组织工程支架。测试聚丙烯中空纤维和PLA长丝的水接触角和它们在培养细胞前后表面的物理和化学变化,表明聚丙烯中空纤维和PLA长丝可以用于软骨细胞培养。为了实现软骨细胞在支架上生长,搭建了循环系统,并测试了密封胶对软骨细胞的毒性,表明循环系统适宜软骨细胞的生长。通过SEM观察并测量聚丙烯中空纤维表面微孔,再经过葡萄糖溶液、尿素溶液、乳酸溶液和血清(FBS)在支架中的循环渗透表明不同大小的分子可以通过微孔而细胞无法通过,即聚丙烯中空纤维具有选择渗透性,而且不同大小分子通过微孔具有同时性,与分子大小无关。采用三维织造的方法构筑软骨组织工程支架,内嵌选择渗透型中空纤维作为血运通道,力求实现软骨组织的内循环。为了模拟并比较软骨细胞在体内的生长,分别在有无循环系统的支架上种植软骨细胞,观察其增殖和分布状况。通过MTS试验,可以发现软骨细胞在有循环系统的支架上的增殖明显优于无循环系统;通过激光共聚焦扫描显微镜扫描支架,发现细胞大部分附着在PLA长丝上,聚丙烯中空纤维上有少量细胞附着。因此,在循环系统中中空纤维有效地充当了血运通道实现了内循环,明显促进了软骨细胞在支架上的增殖。
【关键词】：软骨组织工程 支架 中空纤维 循环
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R684.3;TQ342.87;R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 组织工程简介11-19
• 1.1.1 组织工程定义和简介11-12
• 1.1.2 组织工程支架定义和常用材料12-14
• 1.1.3 组织工程支架的制备方法14-17
• 1.1.4 中空纤维的定义与制备17
• 1.1.5 生物反应器17-18
• 1.1.6 软骨组织工程18-19
• 1.2 软骨组织工程的研究现状19-20
• 1.3 本课题的研究内容、方法和技术路线20-21
• 1.3.1 研究内容20
• 1.3.2 研究方法20-21
• 1.3.3 技术路线21
• 1.4 本课题的研究目的及意义21-23
• 1.4.1 研究目的21-22
• 1.4.2 研究意义22-23
• 2 纤维的选择和组织工程支架的构筑及评价23-41
• 2.1 实验部分23-28
• 2.1.1 实验材料23
• 2.1.2 纤维性能表征方法23-28
• 2.2 结果与讨论28-40
• 2.2.1 纤维力学性能比较28-30
• 2.2.2 纤维表面对循环的影响30-31
• 2.2.3 细胞培养对纤维的影响31-33
• 2.2.4 纤维表面亲水性对细胞培养的影响33-35
• 2.2.5 支架构筑35-39
• 2.2.6 三维组织工程支架的形态表征39-40
• 2.2.7 支架压缩回复性能40
• 2.3 小结40-41
• 3 循环装置的搭建和循环评价41-54
• 3.1 实验部分41-47
• 3.1.1 实验材料与药品41-42
• 3.1.2 循环实验装置的搭建42-43
• 3.1.3 三维组织工程支架的循环渗透43-46
• 3.1.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳46-47
• 3.2 结果与讨论47-53
• 3.2.1 不同要求的循环装置47-50
• 3.2.2 不同细胞生长代谢物的循环渗透评价50-53
• 3.2.3 FBS蛋白凝胶电泳53
• 3.3 小结53-54
• 4 软骨细胞在支架上的培养54-60
• 4.1 实验部分54-57
• 4.1.1 实验材料与药品54-55
• 4.1.2 封口用密封胶细胞毒性检测55-56
• 4.1.3 软骨细胞在支架上培养56-57
• 4.2 结果与讨论57-59
• 4.2.1 软骨细胞对密封胶的细胞毒性检测57
• 4.2.2 不同培养方案时软骨细胞的增殖57-59
• 4.3 小结59-60
• 5 结论与展望60-62
• 5.1 研究结论60
• 5.2 研究展望60-62
• 参考文献62-67
• 攻读学位期间研究成果67-68
• 致谢68

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本文编号：738000