仿生智能高分子水凝膠材料的設(shè)計(jì)制備及其生物應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 09:25
為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的應(yīng)用需求,智能響應(yīng)型水凝膠憑借其優(yōu)越的性質(zhì)成為高分子學(xué)科中的研究熱點(diǎn)。在科研人員的多方努力下,智能響應(yīng)型水凝膠的性能有了極大的提升,適用范圍不斷被發(fā)掘。即便如此,大多數(shù)智能響應(yīng)型水凝膠還缺乏生物性能,難以解決生物醫(yī)學(xué)上的實(shí)際問題。如何在賦予凝膠多功能的同時(shí),還使其兼具生物性能,是水凝膠實(shí)際應(yīng)用過程中亟需解決的問題。自然界中,生物體的形態(tài)、模式和結(jié)構(gòu)為科學(xué)的創(chuàng)新提供了靈感,也為解決智能響應(yīng)型水凝膠在生物應(yīng)用面臨的問題上提供了寶貴的借鑒。從基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用的角度來講,探索新型的具有生物應(yīng)用功能的水凝膠具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此,本文以智能響應(yīng)型水凝膠為主線,借鑒仿生學(xué)思維,以解決生物應(yīng)用中的實(shí)際問題為目標(biāo),開展了如下工作:首先,受到動(dòng)物骨基質(zhì)結(jié)構(gòu)的啟發(fā),構(gòu)建了無機(jī)-有機(jī)復(fù)合支架來輔助干細(xì)胞治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。該復(fù)合支架材料將三維打印多孔金屬支架與聚多糖自修復(fù)水凝膠結(jié)合。水凝膠的引入不僅可以將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞遞送至靶向部位,還可以在注射后為細(xì)胞培養(yǎng)提供有利的微環(huán)境。這個(gè)結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化的復(fù)合支架充分利用無機(jī)和有機(jī)材料的優(yōu)勢,更真實(shí)地模擬骨基質(zhì)的物理化學(xué)環(huán)境。承載骨髓間充質(zhì)...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:180 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
abstract
第一章 緒論
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 水凝膠的研究進(jìn)展及分類
1.2.1 根據(jù)水凝膠原料分類
1.2.2 根據(jù)水凝膠交聯(lián)方式分類
1.2.3 根據(jù)水凝膠的環(huán)境響應(yīng)性分類
第三節(jié) 智能響應(yīng)型水凝膠分類及響應(yīng)機(jī)理
1.3.1 溫度響應(yīng)型水凝膠
1.3.2 pH響應(yīng)型水凝膠
1.3.3 電場響應(yīng)型水凝膠
1.3.4 光響應(yīng)型水凝膠
1.3.5 氧化-還原響應(yīng)型水凝膠
1.3.6 生物分子響應(yīng)型水凝膠
1.3.7 磁響應(yīng)型水凝膠
1.3.8 力響應(yīng)型水凝膠
第四節(jié) 智能響應(yīng)型水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.1 智能響應(yīng)型水凝膠在控釋上的應(yīng)用
1.4.2 智能響應(yīng)型水凝膠在傷口敷料方面的應(yīng)用
1.4.3 智能響應(yīng)型水凝膠在骨修復(fù)上的應(yīng)用
1.4.4 智能響應(yīng)型水凝膠在心臟組織工程上的應(yīng)用
1.4.5 智能響應(yīng)型水凝膠在人工血管上的應(yīng)用
1.4.6 智能響應(yīng)型水凝膠在生物電子接口上的應(yīng)用
1.4.7 智能響應(yīng)型水凝膠在柔性傳感器上的應(yīng)用
第五節(jié) 選題目的與主要研究內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第二章 仿生智能復(fù)合支架的構(gòu)筑及其在改善類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎方面的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.2.3 聚多糖自修復(fù)水凝膠的流變性能測試
2.2.4 聚多糖自修復(fù)水凝膠的體外降解實(shí)驗(yàn)
2.2.5 聚多糖自修復(fù)水凝膠的體內(nèi)降解實(shí)驗(yàn)
2.2.6 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
2.2.7 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
2.2.8 炎癥評(píng)估
2.2.9 Micro-CT掃描
2.2.10 組織學(xué)分析
2.2.11 儀器表征
2.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 自修復(fù)水凝膠的設(shè)計(jì)
2.3.2 3D打印支架與自修復(fù)水凝膠的復(fù)合
2.3.3 BMSCs@3DPMS/hydrogels復(fù)合支架抑制炎癥的作用
2.3.4 BMSCs@3DPMS/hydrogels復(fù)合支架誘導(dǎo)骨再生的作用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 抗炎型水凝膠復(fù)合支架的制備及其在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎上的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
3.2.3 抗炎型水凝膠的流變性能測試
3.2.4 水凝膠中英夫利昔體外釋放實(shí)驗(yàn)
3.2.5 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
3.2.6 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
3.2.7 炎癥評(píng)估
3.2.8 Micro-CT掃描
3.2.9 組織學(xué)分析
3.2.10 儀器表征
3.2.11 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 抗炎型水凝膠的設(shè)計(jì)
3.3.2 3D打印支架與抗炎型水凝膠的復(fù)合
3.3.3 ADSCs@MS+HI復(fù)合支架抑制炎癥的作用
3.3.4 ADSCs@MS+HI復(fù)合支架誘導(dǎo)骨再生的作用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 仿生礦物水凝膠的制備及其在骨質(zhì)疏松方面的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 礦化水凝膠的制備
4.2.3 礦化水凝膠的流變性能測試
4.2.4 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
4.2.5 體外細(xì)胞免疫熒光染色
4.2.6 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
4.2.7 Micro-CT掃描
4.2.8 組織學(xué)分析
4.2.9 雙熒光標(biāo)記法
4.2.10 體內(nèi)免疫化學(xué)染色
4.2.11 儀器表征
4.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3.1 CHAp-PAA水凝膠的合成與表征
4.3.2 CHAp-PAA水凝膠的流變性能和自修復(fù)性能
4.3.3 CHAp-PAA水凝膠的高穩(wěn)定性
4.3.4 CHAp-PAA水凝膠的生物相容性和生物活性
4.3.5 CHAp-PAA水凝膠對體內(nèi)骨缺損再生的研究
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 皮膚啟發(fā)的導(dǎo)電抗菌水凝膠的制備及其生物應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
5.2.3 導(dǎo)電水凝膠的流變性質(zhì)測試
5.2.4 導(dǎo)電水凝膠的機(jī)械性能測試
5.2.5 CCK-8細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)
5.2.6 抗菌性能測試
5.2.7 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
5.2.8 組織病理學(xué)分析
5.2.9 儀器及表征
5.2.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.3.1 PDA@Ag NPs/CPHs的形成
5.3.2 PDA@Ag NPs/CPHs的加工性能
5.3.3 PDA@Ag NPs/CPHs的流變、電性能以及自修復(fù)性能
5.3.4 PDA@Ag NPs/CPHs的粘附性質(zhì)
5.3.5 PDA@Ag NPs/CPHs的抗菌性能
5.3.6 PDA@Ag NPs/CPHs在表皮傳感器上的應(yīng)用
5.3.7 PDA@Ag NPs/CPHs在糖尿病足傷口敷料上的應(yīng)用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論及展望
第一節(jié) 全文結(jié)論
第二節(jié) 本論文的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)
第三節(jié) 研究展望
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Long noncoding RNAs:a missing link in osteoporosis[J]. Andreia Machado Silva,Sara Reis Moura,José Henrique Teixeira,Mário Adolfo Barbosa,Susana Gomes Santos,Maria Inês Almeida. Bone Research. 2019(01)
[2]Omentin-1 prevents inflammation-induced osteoporosis by downregulating the pro-inflammatory cytokines[J]. Shan-Shan Rao,Yin Hu,Ping-Li Xie,Jia Cao,Zhen-Xing Wang,Jiang-Hua Liu,Hao Yin,Jie Huang,Yi-Juan Tan,Juan Luo,Ming-Jie Luo,Si-Yuan Tang,Tuan-Hui Chen,Ling-Qing Yuan,Er-Yuan Liao,Ran Xu,Zheng-Zhao Liu,Chun-Yuan Chen,Hui Xie. Bone Research. 2018(02)
[3]Recent advances in nano scaffolds for bone repair[J]. Huan Yi,Fawad Ur Rehman,Chunqiu Zhao,Bin Liu,Nongyue He. Bone Research. 2016(04)
本文編號(hào):3437818
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:180 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
abstract
第一章 緒論
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 水凝膠的研究進(jìn)展及分類
1.2.1 根據(jù)水凝膠原料分類
1.2.2 根據(jù)水凝膠交聯(lián)方式分類
1.2.3 根據(jù)水凝膠的環(huán)境響應(yīng)性分類
第三節(jié) 智能響應(yīng)型水凝膠分類及響應(yīng)機(jī)理
1.3.1 溫度響應(yīng)型水凝膠
1.3.2 pH響應(yīng)型水凝膠
1.3.3 電場響應(yīng)型水凝膠
1.3.4 光響應(yīng)型水凝膠
1.3.5 氧化-還原響應(yīng)型水凝膠
1.3.6 生物分子響應(yīng)型水凝膠
1.3.7 磁響應(yīng)型水凝膠
1.3.8 力響應(yīng)型水凝膠
第四節(jié) 智能響應(yīng)型水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.1 智能響應(yīng)型水凝膠在控釋上的應(yīng)用
1.4.2 智能響應(yīng)型水凝膠在傷口敷料方面的應(yīng)用
1.4.3 智能響應(yīng)型水凝膠在骨修復(fù)上的應(yīng)用
1.4.4 智能響應(yīng)型水凝膠在心臟組織工程上的應(yīng)用
1.4.5 智能響應(yīng)型水凝膠在人工血管上的應(yīng)用
1.4.6 智能響應(yīng)型水凝膠在生物電子接口上的應(yīng)用
1.4.7 智能響應(yīng)型水凝膠在柔性傳感器上的應(yīng)用
第五節(jié) 選題目的與主要研究內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第二章 仿生智能復(fù)合支架的構(gòu)筑及其在改善類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎方面的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.2.3 聚多糖自修復(fù)水凝膠的流變性能測試
2.2.4 聚多糖自修復(fù)水凝膠的體外降解實(shí)驗(yàn)
2.2.5 聚多糖自修復(fù)水凝膠的體內(nèi)降解實(shí)驗(yàn)
2.2.6 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
2.2.7 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
2.2.8 炎癥評(píng)估
2.2.9 Micro-CT掃描
2.2.10 組織學(xué)分析
2.2.11 儀器表征
2.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 自修復(fù)水凝膠的設(shè)計(jì)
2.3.2 3D打印支架與自修復(fù)水凝膠的復(fù)合
2.3.3 BMSCs@3DPMS/hydrogels復(fù)合支架抑制炎癥的作用
2.3.4 BMSCs@3DPMS/hydrogels復(fù)合支架誘導(dǎo)骨再生的作用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 抗炎型水凝膠復(fù)合支架的制備及其在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎上的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
3.2.3 抗炎型水凝膠的流變性能測試
3.2.4 水凝膠中英夫利昔體外釋放實(shí)驗(yàn)
3.2.5 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
3.2.6 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
3.2.7 炎癥評(píng)估
3.2.8 Micro-CT掃描
3.2.9 組織學(xué)分析
3.2.10 儀器表征
3.2.11 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 抗炎型水凝膠的設(shè)計(jì)
3.3.2 3D打印支架與抗炎型水凝膠的復(fù)合
3.3.3 ADSCs@MS+HI復(fù)合支架抑制炎癥的作用
3.3.4 ADSCs@MS+HI復(fù)合支架誘導(dǎo)骨再生的作用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 仿生礦物水凝膠的制備及其在骨質(zhì)疏松方面的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 礦化水凝膠的制備
4.2.3 礦化水凝膠的流變性能測試
4.2.4 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
4.2.5 體外細(xì)胞免疫熒光染色
4.2.6 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
4.2.7 Micro-CT掃描
4.2.8 組織學(xué)分析
4.2.9 雙熒光標(biāo)記法
4.2.10 體內(nèi)免疫化學(xué)染色
4.2.11 儀器表征
4.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3.1 CHAp-PAA水凝膠的合成與表征
4.3.2 CHAp-PAA水凝膠的流變性能和自修復(fù)性能
4.3.3 CHAp-PAA水凝膠的高穩(wěn)定性
4.3.4 CHAp-PAA水凝膠的生物相容性和生物活性
4.3.5 CHAp-PAA水凝膠對體內(nèi)骨缺損再生的研究
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 皮膚啟發(fā)的導(dǎo)電抗菌水凝膠的制備及其生物應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
5.2.3 導(dǎo)電水凝膠的流變性質(zhì)測試
5.2.4 導(dǎo)電水凝膠的機(jī)械性能測試
5.2.5 CCK-8細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)
5.2.6 抗菌性能測試
5.2.7 動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)
5.2.8 組織病理學(xué)分析
5.2.9 儀器及表征
5.2.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.3.1 PDA@Ag NPs/CPHs的形成
5.3.2 PDA@Ag NPs/CPHs的加工性能
5.3.3 PDA@Ag NPs/CPHs的流變、電性能以及自修復(fù)性能
5.3.4 PDA@Ag NPs/CPHs的粘附性質(zhì)
5.3.5 PDA@Ag NPs/CPHs的抗菌性能
5.3.6 PDA@Ag NPs/CPHs在表皮傳感器上的應(yīng)用
5.3.7 PDA@Ag NPs/CPHs在糖尿病足傷口敷料上的應(yīng)用
第四節(jié) 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論及展望
第一節(jié) 全文結(jié)論
第二節(jié) 本論文的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)
第三節(jié) 研究展望
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Long noncoding RNAs:a missing link in osteoporosis[J]. Andreia Machado Silva,Sara Reis Moura,José Henrique Teixeira,Mário Adolfo Barbosa,Susana Gomes Santos,Maria Inês Almeida. Bone Research. 2019(01)
[2]Omentin-1 prevents inflammation-induced osteoporosis by downregulating the pro-inflammatory cytokines[J]. Shan-Shan Rao,Yin Hu,Ping-Li Xie,Jia Cao,Zhen-Xing Wang,Jiang-Hua Liu,Hao Yin,Jie Huang,Yi-Juan Tan,Juan Luo,Ming-Jie Luo,Si-Yuan Tang,Tuan-Hui Chen,Ling-Qing Yuan,Er-Yuan Liao,Ran Xu,Zheng-Zhao Liu,Chun-Yuan Chen,Hui Xie. Bone Research. 2018(02)
[3]Recent advances in nano scaffolds for bone repair[J]. Huan Yi,Fawad Ur Rehman,Chunqiu Zhao,Bin Liu,Nongyue He. Bone Research. 2016(04)
本文編號(hào):3437818
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