本文關(guān)鍵詞：三維生物打印構(gòu)建電活性水凝膠組織工程支架的研究

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【摘要】：電刺激可調(diào)節(jié)細(xì)胞的多重功能(如黏附、增殖、遷移和分化),而導(dǎo)電聚合物由于其獨(dú)特的導(dǎo)電性可智能地傳遞細(xì)胞電化學(xué)信號(hào),被廣泛應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域。水凝膠是溶于水中的親水性高分子,通過物理或化學(xué)鍵形成三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其作為一種細(xì)胞友好性材料,在生物制造領(lǐng)域被稱為“生物墨水”。我們將導(dǎo)電聚合物與水凝膠結(jié)合,制備出導(dǎo)電性水凝膠;然后,采用3D打印技術(shù)構(gòu)建形狀、孔徑可控的電活性組織工程支架。首先,采用兩種方法合成苯胺四聚體接枝聚乙烯亞胺共聚物(AT-PEI)。第一種方法為:先對(duì)苯胺二聚體進(jìn)行羧基化修飾得到羧基封端的苯胺二聚體,再與苯胺二聚體氧化偶聯(lián)得到羧基封端的苯胺四聚體(AT-COOH);第二種方法為:苯胺二聚體氧化偶聯(lián)得到苯胺四聚體,進(jìn)而羧基化修飾得到AT-COOH。最后,通過AT-COOH上的羧基與聚乙烯亞胺上的氨基之間發(fā)生的酰胺化反應(yīng),得到AT-PEI。我們采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、X射線衍射分析(XRD)等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過掃描電子顯微(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)其形貌進(jìn)行觀測(cè)。循環(huán)伏安法檢測(cè)其電活性。然后,利用普蘭尼克F127的溫敏特性,將AT-PEI低溫共混于F127中,制備得到F/AT-PEI導(dǎo)電水凝膠。通過流變學(xué)特性分析,該導(dǎo)電水凝膠具有剪切變稀和彈性行為,適于3D打印。最后,3D打印構(gòu)建出電活性組織工程支架,采用交流阻抗法測(cè)定支架的電導(dǎo)率,結(jié)果顯示κ均在10-3 S/cm以上。此外,基于蠶絲蛋白制備導(dǎo)電水凝膠。F127誘導(dǎo)蠶絲蛋白溶液成水凝膠,加入DNA包裹的AT-PEI復(fù)合物(簡(jiǎn)稱AD),得到導(dǎo)電水凝膠。FT-IR、XRD結(jié)果顯示,F127可誘導(dǎo)蠶絲蛋白形成β折疊結(jié)構(gòu),水凝膠成功制備。流變學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)果表明,該導(dǎo)電水凝膠都具備剪切變稀和彈性行為,且隨著AD含量的提高,其凝膠化時(shí)間縮短,凝膠強(qiáng)度也隨之提高。采用3D打印技術(shù)構(gòu)建電活性組織工程支架,AD含量為5%時(shí)其電導(dǎo)率最高,隨后下降。采用SEM觀測(cè)蠶絲蛋白導(dǎo)電水凝膠,其內(nèi)部孔徑隨AD含量升高而降低,其原因可能是AD增強(qiáng)了蠶絲蛋白β折疊結(jié)構(gòu)的形成。蠶絲蛋白復(fù)合水凝膠的溶脹降解特性,也可以通過AD含量來調(diào)控。總之,本文得到兩種導(dǎo)電水凝膠,其導(dǎo)電率滿足了微電流刺激需要,可潛在應(yīng)用于刺激電響應(yīng)性組織(如心肌、神經(jīng)等)的生長(zhǎng)。
【學(xué)位授予單位】：北京印刷學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ427.26

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本文編號(hào)：1306744