本文選題：納米　切入點：β-磷酸三鈣　出處：《復旦大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：第一部分納米級多孔β-磷酸三鈣支架材料的制備和表征 目的：多孔支架材料是組織工程學的材料基礎,它不僅為細胞生長提供支持和保護,而且能夠通過與細胞的相互作用調節(jié)細胞的形態(tài)發(fā)生過程,并影響細胞的生長、遷移、增殖和代謝功能。多孔支架材料的形態(tài)結構和理化特性,對實現(xiàn)其作用與功能有重要的影響。β-磷酸三鈣(β-tricalcium phosphate, β-TCP)材料具有良好的細胞相容性和骨傳導性,在骨移植和修復領域發(fā)揮了重要作用,致力于提升β-磷酸三鈣材料強度及孔隙連通性的研究一直是組織工程學的重點之一。目前,制備納米級多孔β-TCP支架材料的方法繁多,但是制備方法復雜,對實驗室的條件要求較高。本研究的目的在于利用納米技術,在普通實驗室條件下制備納米級多孔β-TCP支架材料,為進一步的研究奠定基礎。 方法：以硝酸鈣和磷酸氫二銨溶液為原料,液相沉淀法制備納米級B-TCP粉體,以氯化銨為造孔劑,程序升溫法燒結成納米級多孔β-TCP支架材料。對材料的物相進行X線衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里葉紅外線轉換光譜分析儀(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)測試,萬能試驗機測定材料的抗壓強度,液體靜力稱量法測定材料的孔隙率和吸水率,對材料的微觀結構進行掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM)觀察。 結果：材料成分為β-TCP,晶粒尺寸31.5nm,孔隙率73.47±0.21Vol%(n=5),吸水率37.56±0.28Wt%(n=5),抗壓強度7.98±0.05MPa(n=5),孔隙均勻豐富,連通性好。 結論：實驗制備的納米級β-TCP粉體反應完全,無雜質,晶粒細膩,燒結出的納米級多孔β-TCP支架材料具有良好的孔隙結構和孔隙連通性,并具備一定的抗壓強度,可以作為支架材料為進一步的實驗所使用。實驗所需原料易于獲取,制備工序簡單,所得材料性質穩(wěn)定,可以在普通實驗室條件下制備。 第二部分納米級多孔β-磷酸三鈣支架材料的細胞相容性研究 目的：組織工程學研究中的另一個重要內容是獲取良好的種子細胞。脂肪來源干細胞(adipose derived stem cells, ADSCs)是一種具有自我更新能力和一定分化潛能的成體干細胞。近十年來的體外實驗已經(jīng)證實其具有增殖能力和多向分化潛能。由于其來源廣、取材便利,因此有希望成為新的骨組織工程種子細胞。理想的支架材料應該能與脂肪干細胞良好復合。有研究表明機械應力對細胞的生長、增殖、分化過程有刺激作用,在細胞與材料的復合過程中,對機械應力刺激作用的研究是不可忽視的。本研究通過與脂肪干細胞的復合了解納米級多孔β-TCP支架材料的細胞相容性,觀察動態(tài)接種條件下細胞在支架材料上的生長情況。 方法：以兔脂肪來源干細胞為種子細胞,CCK-8法檢測細胞毒性。制備細胞-支架材料復合物,分別于第1、4、7天以掃描電子顯微鏡觀察細胞生長情況,評估支架材料的細胞相容性。以動態(tài)接種法為實驗組,常規(guī)接種法為對照組,接種細胞,分別于第1、4、7天取出,CKK-8法檢測細胞-支架材料復合物的細胞生長情況。 結果：細胞在各濃度支架材料浸提液中生長良好,相對增殖率均≥100%；細胞在材料表面及孔隙內的生長良好,第1天可見細胞在支架材料表面吸附,第4天見細胞向孔隙內生長,第7天觀察到細胞外基質。實驗組在第4、第7天的OD(optical density)值大于對照組。 結論：制備的納米級多孔B-TCP支架材料無細胞毒性,兔ADSCs可在支架材料的表面及孔隙內生長,支架材料的細胞相容性好。動態(tài)接種條件下,納米級多孔B-TCP支架材料也能表現(xiàn)出良好的細胞相容性,動態(tài)接種方式對細胞的短期增殖活性可能有促進作用。
[Abstract]:Preparation and characterization of nanoscale porous beta tricalcium phosphate scaffold
Objective: the porous scaffold material is a material basis of tissue engineering, it not only provides support and protection for cell growth, and can regulate the cell by interacting with cell morphogenesis, and affect cell growth, migration, proliferation and metabolism. The morphological structure of porous scaffolds and physicochemical characteristics of the the role and function has important influence. Beta tricalcium phosphate (beta -tricalcium beta phosphate, -TCP) materials have good biocompatibility and osteoconductivity, play an important role in bone transplantation and repair field, working on improving the strength of beta tricalcium phosphate calcium material and pore connectivity has been one of the key organizations engineering. At present, preparation method of nano porous beta -TCP scaffold material is various, but the preparation method of the complex, requires a sophisticated laboratory. The purpose of this study is to use nano Technology, preparation of nanoscale porous beta -TCP scaffold materials under ordinary laboratory conditions will lay the foundation for further research.
Methods: with calcium nitrate and diammonium hydrogen phosphate solution as raw materials, preparation of nano B-TCP powder by liquid phase precipitation, with ammonium chloride as the pore forming agent, temperature programmed method of sintered nano porous -TCP scaffolds materials. The phase of the composites by X-ray diffraction (X-ray diffraction, XRD), Fourier transformation infrared spectrum analyzer (Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) test, determination of compressive strength of the material universal testing machine, measuring the porosity and water absorption rate of hydrostatic weighing method for scanning electron microscopy on the microstructure of the materials (Scanning electron, microscope, SEM) were observed.
Results: the material composition is beta -TCP, the grain size is 31.5nm, the porosity is 73.47 + 0.21Vol% (n=5), the water absorption rate is 37.56 + 0.28Wt% (n=5), the compressive strength is 7.98 + 0.05MPa (n=5), the pore is even and rich, and the connectivity is good.
Conclusion: nano beta -TCP powder reaction experiment prepared completely, without impurities, grain and sintering of nanometer porous beta -TCP scaffold has good pore structure and pore connectivity, and have certain compressive strength, can be used as scaffold material for the further experiment. Experimental materials required easy to get, the preparation process is simple, the material properties of stability, can be prepared in the laboratory conditions.
Study on the cytocompatibility of second parts of nanoscale porous beta tricalcium phosphate scaffold
Objective: another important research contents in tissue engineering is to obtain good seed cells. Adipose derived stem cells (adipose derived stem cells, ADSCs) is a kind of self renewing ability and differentiation potential of adult stem cells in vitro. In the past ten years has proved its proliferation and multi-directional differentiation potential. Because of its wide source, conveniently so promising new seed cells for bone tissue engineering. The ideal scaffold material should be with adipose derived stem cells. Studies have shown that the composite good mechanical stress on cell growth, proliferation, differentiation has a stimulating effect, in the process of composite materials in the cell and that is not to be ignored in the study of mechanical stress stimulation. Through the study and understanding of adipose derived stem cells composite nano porous -TCP scaffolds materials biocompatibility, dynamic observation of inoculation conditions The growth of the cells on the scaffold material.
Methods: the rabbit adipose derived stem cells as seed cells, the cytotoxicity was measured by CCK-8 method. The preparation of cell scaffold composites, respectively in the first 1,4,7 days by scanning electron microscopy to observe the growth of cells, scaffold materials evaluation of biocompatibility. With dynamic inoculation method as the experimental group, control group, conventional cell inoculation inoculation, were removed in the 1,4,7 days, the growth of cells was detected by CKK-8 cell scaffold complexes.
Results: the cell extracts grew well in various concentrations of scaffold materials, the relative growth rate was more than 100%; the cell growth on the surface and pores of the good, the first day adsorption on the surface of the scaffold cells, fourth days of cell growth to pores were observed seventh days of extracellular matrix in the experimental Group Fourth. Seventh days, the OD (optical density) was higher than that of the control group.
Conclusion: nano porous B-TCP scaffolds prepared by cell toxicity, rabbit ADSCs can grow on the surface of scaffolds and scaffold pores, good biocompatibility. Dynamic inoculation conditions of nano porous B-TCP scaffolds can exhibit good biocompatibility, proliferation of short-term dynamic vaccination cells may play a promoting role.

【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

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