3D生物打印技術(shù)是以細胞和生物墨水為打印原料,在體外精確構(gòu)建載細胞的類組織/器官模型,是目前3D打印領(lǐng)域的前沿研究方向,在生物醫(yī)學領(lǐng)域如組織工程、再生醫(yī)學、藥物高通量篩選、疾病機理探索和治療研究等具有極大的研究和應(yīng)用價值。3D生物打印面臨的最大挑戰(zhàn)是如何保護和提高敏感細胞的生物活性。除打印方式和細胞的優(yōu)化選擇外,3D生物打印墨水的理化性能對保護、維持和提高細胞活性及功能扮演關(guān)鍵作用。但是,由于缺乏合適打印性的生物墨水導致打印后對細胞活性和功能表達作用有限,限制了3D生物打印技術(shù)的發(fā)展。目前,國內(nèi)外研究者主要利用海藻酸鹽、明膠、纖維素等天然水凝膠生物墨水進行3D生物打印的研究,但天然水凝膠墨水由于擠出時剪切力較大導致打印后細胞活性低,且存在力學性能不足和生物活性有限等問題。因此,需要研發(fā)具有保護、維持、提高細胞活性和細胞功能的生物墨水,即要求生物墨水需要同時滿足具有良好打印性(注射性和成型性)、力學支撐性、生物相容性和生物活性�？捎|變性生物材料是一種承受剪切力粘度會降低(剪切稀化行為),而去除剪切力粘度能恢復(fù)的材料,可觸變性保證材料同時具有較好的注射性和成型性。有機水凝膠材料具有生物相容...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 3D生物打印的研究背景及進展
        1.1.1 3D生物打印的概念
        1.1.2 3D生物打印在生物醫(yī)用領(lǐng)域的研究進展
        1.1.3 3D生物打印技術(shù)
    1.2 生物墨水的研究進展
        1.2.1 擠出型3D生物打印墨水的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 常用的3D生物打印墨水材料
    1.3 剪切稀化和觸變性材料
    1.4 3D生物打印的挑戰(zhàn)
    1.5 本論文研究目的,研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 本論文技術(shù)路線
第二章 觸變性磷酸鎂基凝膠的研制及在3D打印中的應(yīng)用研究
    2.1 引言
    2.2 材料與實驗方法
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗設(shè)備
        2.2.3 樣品制備
        2.2.4 TMP-BG成膠狀態(tài)
        2.2.5 樣品結(jié)構(gòu)和組分分析
        2.2.6 TMP-BG的形貌表征
        2.2.7 TMP-BG流變學性能
        2.2.8 TMP-BG的3D打印性能
        2.2.9 TMP-BG體外降解實驗
        2.2.10 TMP-BG體外細胞相容性
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 合成TMP-BG及其理化學性能分析
        2.3.2 TMP-BG的結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 TMP-BG的形貌分析
        2.3.4 流變學表征
        2.3.5 TMP-BG的3D打印性能
        2.3.6 TMP-BG體外降解研究
        2.3.7 細胞活性和細胞粘附實驗
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于有機/無機雜化設(shè)計的復(fù)合生物墨水的制備及3D生物打印研究
    3.1 引言
    3.2 材料及方法
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗設(shè)備
        3.2.3 樣品制備
        3.2.4 SA-GG水凝膠前驅(qū)體成膠性能
        3.2.5 TMP-BG-A和 B的物相和結(jié)構(gòu)組成
        3.2.6 復(fù)合生物墨水的力學性能
        3.2.7 復(fù)合生物墨水的微觀形貌
        3.2.8 復(fù)合生物墨水的溶脹性能
        3.2.9 復(fù)合生物墨水的體外仿生礦化
        3.2.10 復(fù)合生物墨水的流變學性能
        3.2.11 復(fù)合生物墨水的打印性能
        3.2.12 復(fù)合生物墨水的體外生物相容性
        3.2.13 復(fù)合生物墨水的3D生物打印
        3.2.14 復(fù)合生物墨水的通透性
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SA-GG水凝膠前驅(qū)體成膠性能
        3.3.2 F-A和 B的物相和結(jié)構(gòu)組成
        3.3.3 復(fù)合生物墨水的組成結(jié)構(gòu)
        3.3.4 復(fù)合生物墨水成膠機理和力學性能
        3.3.5 復(fù)合生物墨水凝膠的微觀形貌
        3.3.6 復(fù)合生物墨水凝膠的溶脹性能
        3.3.7 復(fù)合生物墨水凝膠的體外礦化結(jié)果
        3.3.8 復(fù)合生物墨水的流變學性能
        3.3.9 復(fù)合生物墨水的打印性能
        3.3.10 生物墨水的體外生物相容性評價
        3.3.11 載細胞的復(fù)合生物墨水3D生物打印
    3.4 本章小結(jié)
第四章 生物活性海藻酸鈉-結(jié)冷膠/磷酸鎂基凝膠復(fù)合支架制備及在骨/軟修復(fù)中的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 材料及方法
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗設(shè)備
        4.2.3 SA-GG/TMP-BG復(fù)合墨水及其支架的制備
        4.2.4 復(fù)合墨水的流變學性能
        4.2.5 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的力學性能
        4.2.6 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的組成結(jié)構(gòu)
        4.2.7 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的熱穩(wěn)定性
        4.2.8 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的微觀形貌
        4.2.9 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的體外降解
        4.2.10 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的溶脹率
        4.2.11 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的體外生物相容性
        4.2.12 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架的體外成骨相關(guān)基因表達
        4.2.13 SA-GG/TMP-BG復(fù)合支架體內(nèi)骨/軟骨修復(fù)
        4.2.14 骨/軟骨修復(fù)組織學評價
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 SA-GG/TMP-BG復(fù)合墨水的流變學性能
        4.3.2 SA-GG/TMP-BG復(fù)合水凝膠支架的力學性能
        4.3.3 不同配比復(fù)合水凝膠支架的紅外結(jié)果分析
        4.3.4 不同配比復(fù)合水凝膠支架的熱穩(wěn)定性
        4.3.5 不同配比復(fù)合水凝膠支架的微觀形貌
        4.3.6 不同配比復(fù)合水凝膠支架的體外降解性能
        4.3.7 不同配比復(fù)合水凝膠支架的溶脹度
        4.3.8 不同配比復(fù)合水凝膠支架的體外細胞相容性
        4.3.9 不同配比復(fù)合水凝膠支架促進MG-63 細胞成骨基因表達
        4.3.10 動物實驗大體觀察
        4.3.11 修復(fù)后關(guān)節(jié)骨/軟骨的大體觀察及ICRS評分
        4.3.12 缺損骨/軟骨修復(fù)組織學染色及ICRS評價
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3822294