發(fā)布時間：2020-06-15 04:27

【摘要】：支架材料具有相互貫通的多孔結(jié)構(gòu),有利于營養(yǎng)物質(zhì)的交換以及細(xì)胞長入,促進(jìn)新生組織細(xì)胞外基質(zhì)的構(gòu)建,是一種理想的傷口組織修復(fù)材料。然而,目前傷口組織修復(fù)支架材料的設(shè)計,大多為提高其生物相容性,而忽略了材料和傷口修復(fù)微環(huán)境中的各種生理信號的相互整合,從而影響傷口修復(fù)效率。傷口組織再生過程涉及了多種生理信號的協(xié)同作用,在傷口再生過程中扮演著重要的角色。其中,生理電信號在傷口再生過程中能夠調(diào)控細(xì)胞行為并促進(jìn)組織再生;過量的活性氧/自由基將會導(dǎo)致傷口處產(chǎn)生氧化應(yīng)激,誘導(dǎo)細(xì)胞的氧化損傷阻礙再生。因此,為了加速傷口愈合效率,需要針對傷口處特殊微環(huán)境設(shè)計傷口敷料,采用活性材料協(xié)調(diào)生理信號促進(jìn)組織再生。基于仿貽貝化學(xué),本論文設(shè)計了一種具有良好機(jī)械性能、電活性以及抗氧化的多功能生物活性支架。研究了支架的結(jié)構(gòu)成分與其機(jī)械性能、電活性以及抗氧化性之間的關(guān)系,并且探究了支架的生理響應(yīng)對組織再生的影響。主要的研究內(nèi)容包括以下兩個部分:第一,通過仿生貽貝粘附化學(xué)的方法制備出了具有良好生物活性的天然高分子支架。利用兒茶酚羥基的還原性以及粘附性,采用多巴胺將氧化石墨烯進(jìn)行還原得到具有良好導(dǎo)電性的還原氧化石墨烯(pGO);同時酚羥基可以修飾在還原氧化石墨烯的表面,賦予還原氧化石墨烯還原性。此外兒茶酚羥基以及氨基等官能團(tuán)的引入也會大大提升pGO的分散性。然后再將pGO分散到殼聚糖(CS)和絲素蛋白(SF)的水溶液中,通過雙交聯(lián)以及冷凍干燥技術(shù)制備出具有良好電活性以及抗氧化性能的pGO-CS/SF復(fù)合支架。結(jié)果發(fā)現(xiàn),pGO的引入可以作為納米增強(qiáng)劑增強(qiáng)pGO-CS/SF支架的機(jī)械性能。同時由于pGO良好的導(dǎo)電性以及抗氧化性能,可以賦予pGO-CS/SF支架具有良好的導(dǎo)電性,以及對DPPH自由基和羥基自由基良好的清除能力。第二,通過細(xì)胞實驗和動物實驗探究了pGO-CS/SF復(fù)合支架對于傷口修復(fù)過程中的氧化還原信號和生理電信號的調(diào)節(jié)作用。首先,將成肌細(xì)胞(C2C12)細(xì)胞接種在材料上并通過高通量電刺激裝置施加模擬電信號,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在外界模擬電信號的刺激下,C2C12細(xì)胞可以有效的增殖,同時細(xì)胞的形態(tài)也會隨著電場的作用發(fā)生取向。此外,我們通過刺激巨噬細(xì)胞(RAW.2647)探究了pGO-CS/SF支架對于氧化還原信號的調(diào)節(jié);結(jié)果表明,pGO-CS/SF支架可以有效地清除環(huán)境中的活性氧(ROS)組分,降低細(xì)胞的氧化應(yīng)激。體內(nèi)全層皮膚缺損模型結(jié)果表明由于具有良好的電活性以及抗氧化性能,pGO-CS/SF支架具有優(yōu)異的傷口組織修復(fù)能力。綜上所述,我們通過仿貽貝化學(xué)的方法制備了一種兼具電活性以及抗氧化性能的生物活性支架。該支架可以通過調(diào)節(jié)氧化還原信號以及生理電信號促進(jìn)傷口組織的再生。本研究為傷口組織再生材料的研發(fā)提供了一種新思路。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TQ317
【圖文】：

Figure 1-2 Wound current and tissue regeneration. (a) Generation of wound current. (b) Electricstimulation and cell migration, differentiation and proliferation圖 1-2 傷口電流和組織再生。（a）傷口電流的產(chǎn)生[15]。（b）電刺激和細(xì)胞的遷移，分化和增殖1.2.2 電刺激調(diào)控細(xì)胞行為電信號調(diào)節(jié)細(xì)胞的行為，主要是其直接作用于細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜以及細(xì)胞內(nèi)蛋白[8]細(xì)胞質(zhì)中含有大量的離子和帶電蛋白等電解質(zhì)，并且處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)；當(dāng)外電信號刺激作用到細(xì)胞時，原本的電解質(zhì)的動態(tài)平衡將會發(fā)生變化，其電解質(zhì)分子運動以及濃度分布發(fā)生改變[18]。除了電解質(zhì)之外，電信號也可以調(diào)節(jié)細(xì)胞膜上離子進(jìn)出。這主要是由于外界的 EF 可以擾亂跨膜電位，改變了細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)而調(diào)節(jié)子穿過細(xì)胞膜[19]。此外，電信號還會對蛋白質(zhì)偶極矩與電調(diào)膜電位進(jìn)行調(diào)節(jié)，引起面分子的電泳積聚或通過調(diào)節(jié)膜蛋白的構(gòu)象狀態(tài)的變化[20]。通過對細(xì)胞內(nèi)帶電物質(zhì)

本研究技術(shù)路線圖

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本文編號：2713897