本文關(guān)鍵詞：凝膠體系中生物礦物生長(zhǎng)的研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)石油大學(xué)》 2009年

以氨基酸為基質(zhì)的水凝膠的制備、表征及其應(yīng)用研究

孫海玲  

【摘要】： 生物體內(nèi)存在許多無(wú)機(jī)礦物,如牙齒、骨骼、硅藻、貝殼等,這些礦物不僅具有復(fù)雜的形態(tài)和結(jié)構(gòu),而且具有優(yōu)異的功能和性質(zhì)。通過(guò)模擬生物礦化過(guò)程來(lái)合成特殊的功能材料,已經(jīng)引起人們的極大興趣。 生物體內(nèi)的礦化受一些胞外蛋白和多糖的控制,這些胞外蛋白含有大量的陰離子氨基酸,如天冬氨酸、谷氨酸等,這些陰離子氨基酸的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)使其易于富集鈣離子、誘導(dǎo)晶體的生長(zhǎng)。所以,我們用帶有天冬氨酸、谷氨酸和甘氨酸官能團(tuán)的水凝膠為模板來(lái)礦化羥基磷灰石和碳酸鈣晶體。以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)及其氨基酸改性的甲基丙烯酸β-羥乙酯為單體,聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDMA)為交聯(lián)劑,過(guò)硫酸銨(APS)/ N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TEMED)為引發(fā)體系,采用室溫自由基溶液聚合的方法來(lái)制備水凝膠材料,得到具有一定孔結(jié)構(gòu),平衡含水量為50%-60%的HEMA、Asp-HEMA、Glu-HEMA和Gly-HEMA水凝膠。 在生物礦化領(lǐng)域,碳酸鈣一直是重要的模擬對(duì)象之一。它不僅豐富地存在于地殼中,而且在生物體中起著重要的作用。通常,碳酸鈣存在多種晶型,常見(jiàn)的三種無(wú)水結(jié)晶態(tài)為方解石、文石和球文石。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)氣體擴(kuò)散的方法在HEMA,Asp-HEMA,Glu-HEMA和Gly-HEMA的水凝膠表面礦化碳酸鈣,探討碳酸鈣礦化的機(jī)理,以指導(dǎo)新型復(fù)合材料的合成。反應(yīng)時(shí)間分別為12h、24h和36h,碳酸鈣晶體的形貌和晶型可以用掃描電鏡(SEM),傅里葉變換紅外譜圖(FT-IR)和X射線衍射(XRD)進(jìn)行表征。結(jié)果表明四種水凝膠均具有穩(wěn)定球文石的作用,隨著礦化時(shí)間的延長(zhǎng),Asp-HEMA有利于文石的生成,Glu-HEMA有利于方解石的生成。 天然骨組織是一種由膠原纖維和羥基磷灰石組成的高度有序的復(fù)合材料。堅(jiān)硬的無(wú)機(jī)材料和柔韌的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合賦予了人體骨骼獨(dú)特的機(jī)械性能,例如低硬度,抗拉伸和壓縮,高的斷裂韌度。因此,以有機(jī)材料為模板生長(zhǎng)羥基磷灰石模擬天然骨的結(jié)構(gòu)和特性引起了科學(xué)家們極大的興趣。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)交替礦化的方法在HEMA,Asp-HEMA,Glu-HEMA和Gly-HEMA水凝膠上誘導(dǎo)羥基磷灰石(HAP)成核結(jié)晶。掃描電鏡(SEM)對(duì)水凝膠礦化形態(tài)的研究表明羥基磷灰石的形成不但會(huì)發(fā)生在水凝膠的表面,而且還會(huì)發(fā)生在水凝膠的孔中和孔壁上。Asp-HEMA水凝膠上HAP顆粒分布最均勻,HEMA水凝膠上顆粒團(tuán)聚最嚴(yán)重。X射線衍射(XRD)和紅外譜圖(FT-IR)分析證實(shí)了羥基磷灰石的形成。胚腎細(xì)胞的體外生物相容性測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明礦化后的水凝膠是細(xì)胞粘附和增殖適宜的基質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

摘要4-6

Abstract6-11

第一章 前言11-29

1.1 研究背景及意義11

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-27

1.2.1 生物礦物特性11-13

1.2.2 生物礦化理論13-15

1.2.3 有機(jī)基質(zhì)對(duì)生物礦化指導(dǎo)作用15-21

1.2.4 磷酸鈣仿生礦化21-22

1.2.5 碳酸鈣仿生礦化22-26

1.2.6 影響凝膠中礦物晶體生長(zhǎng)的因素26-27

1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容及思路27-29

第二章 水凝膠的制備與表征29-42

2.1 水凝膠制備的原理和方法29-30

2.1.1 功能性單體合成的原理29

2.1.2 水凝膠制備的原理29-30

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑30-32

2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器30-31

2.2.2 試劑31-32

2.3 水凝膠合成的實(shí)驗(yàn)流程32-40

2.3.1 功能性單體合成的方法32-34

2.3.2 水凝膠的制備34-37

2.3.3 水凝膠的表征37-40

2.4 本章小結(jié)40-42

第三章 水凝膠調(diào)控羥基磷灰石的礦化42-53

3.1 羥基磷灰石礦化的方法43-44

3.1.1 溶液的配制43

3.1.2 礦化步驟43-44

3.2 表征方法44

3.3 細(xì)胞培養(yǎng)44

3.4 水凝膠礦化的結(jié)果分析與討論44-50

3.4.1 SEM 結(jié)果與討論45-46

3.4.2 FT-IR 結(jié)果與討論46-47

3.4.3 XRD 結(jié)果與討論47-49

3.4.4 熱重分析與討論49-50

3.5 細(xì)胞培養(yǎng)50-51

3.6 本章小結(jié)51-53

第四章 水凝膠調(diào)控碳酸鈣的礦化53-68

4.1 碳酸鈣的礦化方法53-54

4.2 表征方法54

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析54-67

4.3.1 CaCO_3在HEMA水凝膠上的礦化與表征57-61

4.3.2 CaCO_3 在Asp-HEMA水凝膠上的礦化與表征61-63

4.3.3 CaCO_3 在Glu-HEMA水凝膠上的礦化與表征63-65

4.3.4 CaCO_3 在Gly-HEMA水凝膠上的礦化與表征65-67

4.4 本章小結(jié)67-68

結(jié)論68-70

參考文獻(xiàn)70-79

攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果79-80

致謝80

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10 徐暉;聚甲基丙烯酸—泊洛沙姆水凝膠的研究[D];沈陽(yáng)藥科大學(xué);2001年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫海玲;以氨基酸為基質(zhì)的水凝膠的制備、表征及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年

2 楊華;聚（N-異丙基丙烯酰胺）類水凝膠的輻射合成與應(yīng)用研究[D];鄭州大學(xué);2001年

3 潘婷婷;溫度和pH雙重響應(yīng)性水凝膠的制備及其藥物控制釋放研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 張朋飛;pH/溫度響應(yīng)性聚N-丙烯�；拾彼狨ニz的制備及性能研究[D];河北大學(xué);2010年

5 劉建偉;含偶氮基團(tuán)的光響應(yīng)水凝膠的制備與研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 崔亦華;NVP三元共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2002年

7 叢軍;基于水凝膠的光纖光柵傳感器[D];浙江大學(xué);2003年

8 趙育;羥乙基甲殼素及其水凝膠的制備及其理化性能和藥物緩釋性能研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

9 楊哲;基于Diels-Alder反應(yīng)的溫度響應(yīng)性水凝膠的制備與表征[D];河南工業(yè)大學(xué);2010年

10 胡菡;用于結(jié)腸定位釋藥體系的可生物降解水凝膠的制備及性能研究[D];武漢大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：凝膠體系中生物礦物生長(zhǎng)的研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：184564