本文關(guān)鍵詞：面向骨組織工程的磷酸化高分子材料的研制

  更多相關(guān)文章： 磷酸化高分子 骨髓間充質(zhì)干細胞 成骨分化 骨再生 生物可降解

【摘要】：骨缺損是臨床上最為常見而又棘手的問題之一,新興的無細胞骨組織工程著眼于骨組織原位再生,是骨缺損修復(fù)中頗有前景的方法。該方法的關(guān)鍵之一是能誘導(dǎo)干細胞定向成骨分化的支架材料。本論文基于對骨組織特殊的生理環(huán)境的分析,著眼于在骨化中起關(guān)鍵作用的磷酸化的生物有機大分子的仿生,設(shè)計、合成一系列可降解的磷酸化高分子材料,將其加工成三維多孔組織工程支架,系統(tǒng)地表征了它們的性能,并考察了它們和細胞的相互作用。具體研究內(nèi)容包括:(1)磷酸化聚酯,聚(癸二酰甘油二酯)磷酸酯(PSeD-P)的設(shè)計、合成和性能測試。首先基于近年來我們發(fā)展的酸誘導(dǎo)環(huán)氧開環(huán)反應(yīng),兩步化學反應(yīng)制備了羥基化聚酯聚(癸二酰甘油二酯)(PSeD)。然后低溫下直接用三氯氧磷進行磷酸化,高效地制備了PSeD-P。通過核磁(NMR)、全反射紅外光譜(ATR-FTIR)、凝膠滲透色譜(GPC)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)、對水接觸角、體外降解實驗表征了材料結(jié)構(gòu)、組成和理化性質(zhì)。然后用鹽析法將其加工成組織工程支架,用ICP-AES、熱失重分析(TGA)、示差掃描量熱分析(DSC)、萬能試驗機等對支架的性能進行了考察。最后研究了PSeD-P與成骨細胞和骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSC)之間的二維和三維相互作用,證實了其能促進成骨細胞貼附、增殖和成熟,同時能促進BMSC的成骨分化和礦化。(2)磷酸化程度可控的聚(癸二酸甘油二酯)磷酸酯(PGS-P)的設(shè)計、合成和性能研究,基于廣泛應(yīng)用的生物材料聚(癸二酸甘油二酯)(PGS),我們用第一部分發(fā)展的方法,通過三氯氧磷對PGS直接磷酸化,可控地制備出了一系列不同磷酸化程度的PGS-P。通過NMR、ATR-FTIR、GPC對材料進行結(jié)構(gòu)表征,通過ICP-AES測定了其中磷的含量,通過對水的接觸角測定其親水性能,然后用鹽析法將其加工成組織工程支架,并通過ICP-AES,TGA,DSC,萬能試驗機等對支架的組成和性能進行了測定,并考察了支架的體外降解性能。最后考察了其和骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSC)的相互作用,研究了磷酸化程度對成骨分化的影響。本文完成了一系列可降解的磷酸化程度可控的具有潛在成骨誘導(dǎo)性的高分子材料的設(shè)計與合成,為骨組織工程提供了新材料。同時研究表明磷酸化及其程度能有效地調(diào)節(jié)了材料和細胞的相互作用,中等磷酸化程度最有利于BMSCs成骨分化,從而為新的成骨誘導(dǎo)性材料的設(shè)計提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：磷酸化高分子 骨髓間充質(zhì)干細胞 成骨分化 骨再生 生物可降解
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08;TQ317
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 骨組織工程與骨缺損修復(fù)材料概述12-14
• 1.2.1 組織工程技術(shù)介紹12-13
• 1.2.2 無細胞組織工程用于骨缺損修復(fù)及其優(yōu)點13
• 1.2.3 骨組織工程用聚合物材料的研究進展13-14
• 1.3 含磷高分子材料及其在骨再生中的應(yīng)用14-19
• 1.3.1 含無機磷酸鈣類高分子材料及其成骨誘導(dǎo)作用16-17
• 1.3.2 磷酸化水凝膠類材料及其成骨誘導(dǎo)作用17-18
• 1.3.3 其它磷酸化高分子材料及其成骨誘導(dǎo)作用18-19
• 1.4 磷酸化高分子材料的合成19-20
• 1.4.1 磷酸化高分子材料的合成方法19-20
• 1.4.2 磷酸化高分子材料合成的難點20
• 1.5 本論文的研究意義及設(shè)計思路20-22
• 第二章 PSeD-P設(shè)計合成及其支架制備和表征22-47
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實驗部分23-30
• 2.2.1 實驗藥品23-24
• 2.2.2 PSeD和PSeD-P的制備24-25
• 2.2.3 PSeD-P性能測試25-26
• 2.2.4 PSeD-P的體外降解性能26
• 2.2.5 PSeD-P支架的制備及含磷量測試26-27
• 2.2.6 PSeD-P支架的孔隙率及形態(tài)表征27
• 2.2.7 PSeD-P支架的熱學性能測試27
• 2.2.8 PSeD-P支架的力學性能測試27
• 2.2.9 PSeD-P和大鼠成骨細胞的相互作用27-29
• 2.2.10 PSeD-P和骨髓間充質(zhì)干細胞的相互作用29-30
• 2.2.11 PSeD-P三維支架和大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞的相互作用30
• 2.3 結(jié)果與討論30-46
• 2.3.1 PSeD-P的合成30-31
• 2.3.2 PSeD-P的結(jié)構(gòu)表征31-33
• 2.3.3 PSeD-P的含磷量和對水接觸角測試33-34
• 2.3.4 PSeD-P的降解性能測試34-35
• 2.3.5 PSeD-P支架的制備與含磷量測試35
• 2.3.6 PSeD-P支架的形態(tài)表征35-36
• 2.3.7 PSeD-P支架的熱學性能表征36-37
• 2.3.8 PSeD-P支架的力學性能表征37-40
• 2.3.9 PSeD-P和大鼠成骨細胞的相互作用40-42
• 2.3.10 PSeD-P和人骨髓間充質(zhì)干細胞的相互作用42-44
• 2.3.11 PSeD-P三維支架和大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞的相互作用44-46
• 2.4 本章小結(jié)46-47
• 第三章 PGS-P系列磷酸化材料的設(shè)計合成及其支架制備和表征47-71
• 3.1 引言47-48
• 3.2 實驗部分48-53
• 3.2.1 實驗藥品48-49
• 3.2.2 PGS-P系列材料的的合成49-50
• 3.2.3 PGS-P系列材料的性能測試50
• 3.2.4 PGS-P系列材料支架的制備及含磷量確定50-51
• 3.2.5 PGS-P系列材料支架的孔隙率及形態(tài)表征51
• 3.2.6 PGS-P系列材料支架的熱學性能測試51
• 3.2.7 PGS-P系列材料支架的力學性能測試51-52
• 3.2.8 PGS-P系列材料支架的降解性能測試52
• 3.2.9 PGS-P系列材料的生物相容性測試52
• 3.2.10 PGS-P系列材料促大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化評價52-53
• 3.3 結(jié)果與討論53-70
• 3.3.1 PGS-P系列材料的合成53
• 3.3.2 PGS-P系列材料的結(jié)構(gòu)表征53-55
• 3.3.3 PGS-P系列材料的含磷量和對水接觸角測試55-56
• 3.3.4 PGS-P系列材料支架的制備及含磷量測試56-58
• 3.3.5 PGS-P系列材料支架的形態(tài)表征58-59
• 3.3.6 PGS-P系列材料支架的熱學性能表征59-60
• 3.3.7 PGS-P系列材料支架的力學性能表征60-63
• 3.3.8 PGS-P系列材料支架的降解性能評價63-65
• 3.3.9 PGS-P系列材料的細胞相容性評價65
• 3.3.10 PGS-P系列材料促大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化評價65-70
• 3.4 本章小結(jié)70-71
• 第四章 結(jié)論及展望71-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀學位期間的研究成果目錄78-79
• 致謝79-80

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本文編號：1001267