基于絲素蛋白的組織工程支架用復(fù)合納米纖維膜的設(shè)計(jì)與分析
發(fā)布時(shí)間:2020-12-09 03:50
近年來(lái),隨著組織工程學(xué)的興起,細(xì)胞支架材料的研究成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。蠶絲絲素蛋白(Silk Fibroin)是一種天然高分子材料,不僅具有優(yōu)良的生物相容性、生物可降解性,較低的免疫性和組織反應(yīng)性,無(wú)毒、無(wú)刺激性,而且具有優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性和可再生性以及獨(dú)特的物理化學(xué)性能,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。靜電紡絲SF納米纖維支架具有很高的比表面積,在形態(tài)上能更好的模擬細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有利于細(xì)胞的黏附、增殖和遷移,最適合作為組織工程細(xì)胞生長(zhǎng)的支架材料。但是通過(guò)靜電紡絲得到的SF納米纖維分子結(jié)構(gòu)以α-螺旋和無(wú)規(guī)卷曲為主,屬無(wú)定形結(jié)構(gòu),結(jié)晶度低,具有水溶性,且比較脆硬,力學(xué)性能很差,因此使得以SF納米纖維為材料的組織工程細(xì)胞生長(zhǎng)支架的廣泛應(yīng)用受到限制。支架材料的力學(xué)性能是支架在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中發(fā)揮其功效的關(guān)鍵,就微觀尺度而言,支架中的納米纖維必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性去支撐細(xì)胞的附著、生長(zhǎng)、遷移和細(xì)胞外基質(zhì)的沉積,同時(shí),就宏觀尺度而言,納米纖維膜支架必須具有與替代組織相匹配的力學(xué)性能。因此,細(xì)胞支架構(gòu)建是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)的工作。鑒于已有的高分子結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)理論,納米纖維支架的力學(xué)...
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要術(shù)語(yǔ)
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 組織工程
1.1.2 組織工程支架
1.1.3 靜電紡絲技術(shù)與納米纖維支架
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 納米纖維力學(xué)性能的測(cè)試方法
1.2.2 纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型
1.3 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 課題的提出
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 靜電紡絲SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的工藝設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 材料及儀器
2.2.2 方法
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1正交實(shí)驗(yàn)
2.3.2 指標(biāo)歸一化
2.4 本章小結(jié)
第三章 SF/PCL復(fù)合納米單纖維的力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 單纖維的拉伸試驗(yàn)
3.2.1 試樣的制備
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3 單纖維拉伸曲線
3.3 本章小結(jié)
第四章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 材料及儀器
4.2.2 方法
4.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 纖維均勻分布
4.3.2 纖維非均勻分布
4.4 本章小結(jié)
第五章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸力學(xué)模型
5.1 引言
5.2 RVE的幾何模型
5.2.1 纖維膜微觀結(jié)構(gòu)假設(shè)
5.2.2 RVE中參數(shù)的關(guān)系
5.2.3 模型的分析與驗(yàn)證
5.3 細(xì)觀力學(xué)關(guān)系模型
5.3.1 纖維膜微觀結(jié)構(gòu)假設(shè)
5.3.2 線彈性力學(xué)關(guān)系
5.3.3 彈塑性力學(xué)關(guān)系
5.3.4 纖維膜雙軸向拉伸簡(jiǎn)析
5.4 本章小結(jié)
第六章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸仿真分析
6.1 引言
6.2 單軸向拉伸線彈性有限元分析
6.2.1 有限元建模
6.2.2 長(zhǎng)寬比影響分析
6.2.3 孔隙率影響分析
6.2.4 纖維曲率影響分析
6.2.5 理論與模型驗(yàn)證
6.3 單軸向拉伸彈塑性有限元分析
6.4 雙軸向拉伸彈塑性有限元分析
6.4.1 纖維均勻分布
6.4.2 纖維非均勻分布
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 主要結(jié)論
7.2 問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]絲素蛋白/聚己內(nèi)酯納米纖維支架生物相容性評(píng)價(jià)[J]. 張魯中,高明,李貴才,趙亞紅,楊宇民. 解剖學(xué)雜志. 2015 (06)
[2]聚己內(nèi)酯靜電紡絲納米纖維支架用于小鼠誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)[J]. 陳焱,曾迪,丁璐,李曉莉,謝江徽,鄭強(qiáng)蓀. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]不同比例聚乳酸-聚己內(nèi)酯/泊洛沙姆靜電紡納米材料作為皮膚支架的可能性[J]. 劉寧華,繆月娥,亓發(fā)芝,顧建英. 復(fù)旦學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2014(01)
[4]再生天然絲蛋白的分子構(gòu)象轉(zhuǎn)化特征與機(jī)理的研究現(xiàn)狀[J]. 張野妹,潘志娟. 絲綢. 2013(07)
[5]絲素蛋白與PCL靜電紡絲的可紡性能對(duì)比[J]. 劉桂陽(yáng). 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]牙周膜成纖維細(xì)胞與靜電紡絲納米纖維的生物相容性研究[J]. 白軼,陳亮,施斌. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2012(06)
[7]納米纖維實(shí)用研究介紹[J]. 山下義裕,劉輔庭. 合成纖維. 2011(09)
[8]絲素蛋白在電紡絲法構(gòu)建組織工程支架中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 陳玲,竺亞斌,李媛媛,劉玉新,俞珺瑤. 生物工程學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]高分子納米纖維及其結(jié)構(gòu)支架的力學(xué)性能研究與計(jì)算建模[D]. 原波.復(fù)旦大學(xué) 2009
本文編號(hào):2906214
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要術(shù)語(yǔ)
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 組織工程
1.1.2 組織工程支架
1.1.3 靜電紡絲技術(shù)與納米纖維支架
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 納米纖維力學(xué)性能的測(cè)試方法
1.2.2 纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型
1.3 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 課題的提出
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 靜電紡絲SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的工藝設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 材料及儀器
2.2.2 方法
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1正交實(shí)驗(yàn)
2.3.2 指標(biāo)歸一化
2.4 本章小結(jié)
第三章 SF/PCL復(fù)合納米單纖維的力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 單纖維的拉伸試驗(yàn)
3.2.1 試樣的制備
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3 單纖維拉伸曲線
3.3 本章小結(jié)
第四章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 材料及儀器
4.2.2 方法
4.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 纖維均勻分布
4.3.2 纖維非均勻分布
4.4 本章小結(jié)
第五章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸力學(xué)模型
5.1 引言
5.2 RVE的幾何模型
5.2.1 纖維膜微觀結(jié)構(gòu)假設(shè)
5.2.2 RVE中參數(shù)的關(guān)系
5.2.3 模型的分析與驗(yàn)證
5.3 細(xì)觀力學(xué)關(guān)系模型
5.3.1 纖維膜微觀結(jié)構(gòu)假設(shè)
5.3.2 線彈性力學(xué)關(guān)系
5.3.3 彈塑性力學(xué)關(guān)系
5.3.4 纖維膜雙軸向拉伸簡(jiǎn)析
5.4 本章小結(jié)
第六章 SF/PCL復(fù)合納米纖維膜的拉伸仿真分析
6.1 引言
6.2 單軸向拉伸線彈性有限元分析
6.2.1 有限元建模
6.2.2 長(zhǎng)寬比影響分析
6.2.3 孔隙率影響分析
6.2.4 纖維曲率影響分析
6.2.5 理論與模型驗(yàn)證
6.3 單軸向拉伸彈塑性有限元分析
6.4 雙軸向拉伸彈塑性有限元分析
6.4.1 纖維均勻分布
6.4.2 纖維非均勻分布
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 主要結(jié)論
7.2 問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]絲素蛋白/聚己內(nèi)酯納米纖維支架生物相容性評(píng)價(jià)[J]. 張魯中,高明,李貴才,趙亞紅,楊宇民. 解剖學(xué)雜志. 2015 (06)
[2]聚己內(nèi)酯靜電紡絲納米纖維支架用于小鼠誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)[J]. 陳焱,曾迪,丁璐,李曉莉,謝江徽,鄭強(qiáng)蓀. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]不同比例聚乳酸-聚己內(nèi)酯/泊洛沙姆靜電紡納米材料作為皮膚支架的可能性[J]. 劉寧華,繆月娥,亓發(fā)芝,顧建英. 復(fù)旦學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2014(01)
[4]再生天然絲蛋白的分子構(gòu)象轉(zhuǎn)化特征與機(jī)理的研究現(xiàn)狀[J]. 張野妹,潘志娟. 絲綢. 2013(07)
[5]絲素蛋白與PCL靜電紡絲的可紡性能對(duì)比[J]. 劉桂陽(yáng). 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]牙周膜成纖維細(xì)胞與靜電紡絲納米纖維的生物相容性研究[J]. 白軼,陳亮,施斌. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2012(06)
[7]納米纖維實(shí)用研究介紹[J]. 山下義裕,劉輔庭. 合成纖維. 2011(09)
[8]絲素蛋白在電紡絲法構(gòu)建組織工程支架中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 陳玲,竺亞斌,李媛媛,劉玉新,俞珺瑤. 生物工程學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]高分子納米纖維及其結(jié)構(gòu)支架的力學(xué)性能研究與計(jì)算建模[D]. 原波.復(fù)旦大學(xué) 2009
本文編號(hào):2906214
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