本文關(guān)鍵詞：光控細胞薄層技術(shù)及其在組織工程中的應(yīng)用

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【摘要】：由于外傷、腫瘤等造成的頜面組織缺損多為軟硬組織的復(fù)合缺損,采用組織工程技術(shù)構(gòu)建的生物支架已被成功用于骨缺損重建。然而,傳統(tǒng)的組織工程骨植入宿主后,因血管生長緩慢,不利于骨組織的生長、改建及支架材料的降解,故生物骨組織的早期血管化對于骨缺損的修復(fù)及重建具有重要的意義；另外,修復(fù)軟硬復(fù)合組織缺損的相關(guān)技術(shù)亦不成熟,故研究更為優(yōu)良的組織工程技術(shù)已成為當下的難點與熱點。 本文對基于TiO2納米點的光控細胞薄層技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究,并就其在組織工程中的初步應(yīng)用做了闡述。主要研究結(jié)果為： 采用分相自組裝及旋涂法構(gòu)建TiO2納米點前驅(qū)陣列,經(jīng)500℃熱處理或水熱處理分別制備了銳鈦礦及無定形Ti02納米點薄膜。其中,后者初期具有更多的表面羥基,因而導(dǎo)致兩者呈現(xiàn)出許多不同的特性。首先,兩型TiO2納米點薄膜表面蛋白吸附狀態(tài)不一,無定形者主要為單層吸附,而銳鈦礦型則呈現(xiàn)復(fù)層吸附；其次,兩型薄膜的表面差異性引起B(yǎng)SA吸附狀態(tài)不一樣,導(dǎo)致附著的纖連蛋白呈現(xiàn)不同構(gòu)型,進而使成骨類細胞在銳鈦礦型薄膜上的粘附、增殖及礦化能力均優(yōu)于無定形者；另外,UVA致銳鈦礦型表面羥基或親疏水性變化相對更大。 經(jīng)UVA照射后,銳鈦礦TiO2納米點表面羥基數(shù)量增多,負電性增強,考慮到中性條件下蛋白一般呈負電,表層吸附蛋白為抵抗同電相斥作用,其氨基內(nèi)翻同羥基以共價鍵或氫鍵的方式結(jié)合,從而導(dǎo)致該層蛋白外側(cè)面氨基暴露量減少,羧基相對增多而呈現(xiàn)負電,當該表層蛋白同其外側(cè)蛋白間的電荷相斥作用大于相應(yīng)氨基同羧基的結(jié)合作用時,平衡破壞,外層蛋白脫附；當照射時間超過40分鐘時,薄膜表面羥基含量基本達到飽和狀態(tài),故蛋白不再脫附。 通過多波段、多強度、多時間點及多種培養(yǎng)體系細胞脫離率的比較,優(yōu)選紫外365nm波段、2.0mW/cm2強度及純MEM體系下照射20分鐘,即可獲得超過90%的單細胞脫離率及完整脫附的細胞片層,且該技術(shù)對于多型細胞具有普適性；同時,單細胞凋亡流式檢測、DNA損傷評估、脫附細胞再粘附、片層熒光活性染色及涂層表面羥基含量檢測等證明了其具有良好的安全性；另外,光致脫附細胞片具有完整的細胞外基質(zhì),細胞粘附效率更高,為提高組織缺損修復(fù)效率提供了可能。 考慮到Ti02納米點本身即對成骨類細胞具有成骨分化促進作用,且相較傳統(tǒng)懸液滴定者,經(jīng)細胞片包裹的羥基磷灰石其細胞利用率更高,同時段表面礦化效能也越高,故其在骨組織工程中具有廣闊的應(yīng)用前景；另外,通過光控細胞薄層技術(shù)獲取“軟組織”類細胞片,并行相關(guān)組織缺損修復(fù)也取得了良好的成效。因此,為光控細胞薄層技術(shù)實現(xiàn)軟硬復(fù)合組織缺損的修復(fù)提供了可能。 基于光控細胞薄層技術(shù),并通過層層組裝及階段性復(fù)合培養(yǎng)實現(xiàn)人源骨髓間充質(zhì)干細胞片的復(fù)層疊加,期間于各層間散在植入適量人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞,構(gòu)建出具有血管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型仿生組織工程骨,改善了傳統(tǒng)組織工程技術(shù)應(yīng)用過程中由于初期的血管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的缺乏而致的骨組織的生長、改建及支架材料降解效率過低等問題。 本研究闡明了光致細胞及相應(yīng)蛋白脫附機制,優(yōu)化了光致脫附條件,論證了其良好的安全性及生物活性；同時,該技術(shù)的應(yīng)用為實現(xiàn)體外培養(yǎng)血管化骨組織提供了可能,從而為進一步優(yōu)化體外復(fù)合組織的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R783.1

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳勇;熊杰;常懷云;;PANI-DBSA對靜電紡PAN納米纖維直徑的影響[J];紡織學(xué)報;2010年07期

2 韓昭昭;孔樺;孟潔;王超英;朱廣瑾;解思深;許海燕;;取向納米纖維聚合物膜引導(dǎo)內(nèi)皮細胞生長的作用[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2008年05期

3 唐曉戀;劉榕芳;肖秀峰;;含硅羥基磷灰石的研究進展[J];硅酸鹽通報;2005年06期

4 謝愛娟;羅士平;孔泳;姚超;;凹凸棒石基復(fù)合材料處理印染廢水的研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2013年08期

5 史敬;魏守強;;Ag-Cu_2O復(fù)合薄膜的制備及其光催化活性[J];電鍍與精飾;2013年09期

6 Zahra Hejri;Ali Akbar Seifkordi;Ali Ahmadpour;Seyed Mojtaba Zebarjad;Abdolmajid Maskooki;;Biodegradable starch/poly(vinyl alcohol) film reinforced with titanium dioxide nanoparticles[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年10期

7 汪濱;鄭水林;桂經(jīng)亞;張廣心;;煅燒工藝對TiO_2-白炭黑光催化材料性能的影響[J];中國粉體技術(shù);2013年05期

8 孟波;王曉晶;李雪;劉云義;;低溫溶膠法制備鎢、氮共摻雜二氧化鈦光催化劑的研究[J];鋼鐵釩鈦;2013年05期

9 陳磊;王大平;朱偉民;費志強;陳潔琳;雷鳴;熊建義;李映紅;黃江鴻;;nHA-PLGA支架材料與兔軟骨細胞體外培養(yǎng)的生物相容性研究[J];國際骨科學(xué)雜志;2013年04期

10 姜彥;梁園;杜震宇;張洪文;張嶸;;表面溫度敏感性聚酯薄膜的制備[J];高分子學(xué)報;2013年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 高文文;劉溫霞;扈彬;王曉衛(wèi);;光催化技術(shù)應(yīng)用與前景[A];華東七省市造紙學(xué)會第二十七屆學(xué)術(shù)年會暨山東造紙學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

2 翟宏菊;王歡;林雪;王立晶;楊景海;;核殼結(jié)構(gòu)Ag@TiO_2的合成及其可見光催化NaBH_4還原有機染料廢水性能研究[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

3 于曉慧;侯廷軍;孫旭輝;李有勇;;共摻對二氧化鈦帶隙影響的第一性原理研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第36分會：納米體系理論與模擬[C];2014年

4 沈俊宏;阮釋逸;林哲民;洪肇嘉;;Fenton降解偶氮染料AO7和氫氧自由基的化學(xué)計量方法初探[A];2014中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第五章）[C];2014年

5 葉鳳英;黃雅婷;王黎明;沈勇;張惠芳;;棉織物納米TiO_2溶膠自清潔功能整理工藝[A];“諾葳杯”第九屆全國印染后整理學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2014年

6 黃鑫;高寶玉;;聚合硫酸鈦-聚丙烯酰胺復(fù)配混凝劑混凝行為及絮體特性的研究[A];2014中國水處理技術(shù)研討會暨第34屆年會論文集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周雄圖;細胞與微納米結(jié)構(gòu)圖案表面相互作用研究[D];華東師范大學(xué);2011年

2 張帆;細胞電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)研究：微納米加工技術(shù)的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2011年

3 王學(xué)江;納米羥基磷灰石仿生復(fù)合生物材料研究[D];四川大學(xué);2003年

4 梁戈;多孔β-TCP/BMP復(fù)合物的研制及動物體內(nèi)的相關(guān)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);1996年

5 林旭初;帶基底膜的脫細胞豬角膜基質(zhì)的研制及修復(fù)兔角膜基質(zhì)缺損的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2007年

6 鄭震寰;多聚陽離子修飾殼聚糖材料的細胞—材料相互作用研究[D];清華大學(xué);2009年

7 魏立;人工關(guān)節(jié)硅酸二鈣涂層離子溶液促成骨能力及其機理的體外實驗研究[D];蘇州大學(xué);2009年

8 倪曉芳;細胞圖型及微流控芯片上的細胞培養(yǎng)和分化[D];華東師范大學(xué);2010年

9 尹元;ClC-3氯離子通道在小梁細胞中作用的實驗研究[D];吉林大學(xué);2010年

10 王雪峰;基底表面納米結(jié)構(gòu)的細胞學(xué)效應(yīng)與離子液體的細胞相容性研究[D];上海交通大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳勇;離子交換納米纖維的制備及對Cu（Ⅱ）離子吸附性能研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

2 徐俊華;納米陶瓷仿生人工骨的研制及體內(nèi)外活性研究[D];浙江大學(xué);2004年

3 姜萍;硅對羥基磷灰石（HA）生物陶瓷的作用[D];西南交通大學(xué);2006年

4 高鵬飛;可注射性納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合骨水泥修復(fù)骨端松質(zhì)骨缺損的實驗研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2006年

5 唐曉戀;納米含硅羥基磷灰石的水熱合成及電泳沉積涂層的研究[D];福建師范大學(xué);2006年

6 王新;納米羥基磷灰石—殼聚糖骨組織工程支架的研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2007年

7 馬艷芳;鈀納米顆粒修飾微型電極在毛細管電泳中的應(yīng)用[D];山東師范大學(xué);2013年

8 李玲君;鉑納米顆粒修飾微型電極在毛細管電泳中的應(yīng)用[D];山東師范大學(xué);2013年

9 王玉;氮摻雜二氧化鈦的制備及其光催化性能研究[D];吉林大學(xué);2013年

10 曹s，

本文編號：1206950