本文選題：膠原 + 協(xié)同礦化　； 參考：《天津醫(yī)科大學》2017年博士論文

【摘要】：目的:口腔頜面骨組織缺損是臨床治療的重點及難點所在,目前常用的自體骨及異體骨移植技術存在供給區(qū)對骨量的限制、二次創(chuàng)傷、傳染性疾病感染風險等缺陷。Ⅰ型膠原作為天然骨基質的主要有機成分是骨替代材料的理想選擇,但其單獨使用時機械性能較差、降解速率較快,無法很好承擔支架或屏障膜功能。為克服以上限制因素,本研究擬憑借仿生礦化策略,利用羧甲基殼聚糖(CMC)穩(wěn)定無定型磷酸鈣(ACP)形成納米復合物礦化膠原纖維,制備出兼具良好生物學性能、優(yōu)異機械性能和適宜降解速率的礦化膠原支架和膠原引導組織再生膜,為臨床骨組織缺損的修復治療提供新策略。方法:1.膠原支架/膜材料的制備和表征:于鼠尾中提取膠原,透析后冷凍干燥,分別用SEM、TEM和FTIR表征材料表面微形貌及結構特征。2.纖維內/外仿生協(xié)同礦化膠原支架的制備及性能評價:將透析完成的膠原于凝膠狀態(tài)置于仿生礦化液中,待礦化完全后冷凍干燥。分別用SEM、TEM表征材料表面微形貌;用XRD評估材料礦化效果;用拉力測試檢測材料機械性能;將小鼠3T3-E1細胞接種于支架材料上,進行細胞實驗(CCK-8、ALP、AO/EB及免疫組化染色),評估材料體外生物學性能;建立SD大鼠顱骨缺損模型進行動物實驗,通過Micro-CT和病理切片HE及Masson染色,評價材料體內生物學性能。3.仿生礦化膠原膜制備及性能評價:將自組裝后的膠原于模具中成型,分別置于仿生礦化液中12h、24h和48h后冷凍干燥。用SEM、AFM表征樣品表面微形貌;用EDS表征樣品表面元素分布;進行干濕狀態(tài)下拉力測試及原子力納米壓痕實驗,表征材料宏/微觀機械性能;將大鼠骨髓間充質干細胞(MSCs)接種于膜材料上,進行細胞實驗(CCK-8、ALP、AO/EB及免疫組化染色),評估材料體外生物學行為;建立大鼠顱骨缺損模型及小鼠皮下異位成骨模型進行實驗,通過Micro-CT和組織及免疫組化染色,評價材料體內引導骨組織再生及異位成骨能力。結果:1.膠原支架/膜材料表征:SEM顯示膠原支架呈疏松多孔結構,孔隙大而貫穿,膠原膜亦為多孔結構,但孔徑小而密集,膠原纖維均出現(xiàn)特征橫紋結構(D=67nm);TEM表明,染色后的支架和膜均形成規(guī)律的橫紋結構;FTIR可見在酰胺A、酰胺Ⅰ、酰胺Ⅲ處,支架和膜材料均出現(xiàn)膠原三螺旋結構特征性峰值。2.纖維內/外仿生協(xié)同礦化膠原支架性能研究:SEM顯示仿生礦化支架中膠原纖維縱橫交錯成網(wǎng)狀,可見特征橫紋結構(D=67nm),TEM表明,在未經(jīng)染色情況下支架中形成規(guī)律的橫紋結構;XRD結果顯示在礦化初期于28.9°,31.7°,45.3°(2θ)可見平緩峰值;機械性能試驗結果表明,干濕狀態(tài)下支架材料彈性模量均有顯著性提升;細胞實驗結果顯示,仿生礦化支架促成骨作用優(yōu)勢明顯;動物實驗表明,在仿生礦化膠原支架組新骨形成速度快,骨量大,材料降解速度慢。3.具備可控性宏/微觀機械性能仿生礦化膠原膜性能研究:SEM及AFM下可見膠原膜纖維排列成網(wǎng)狀,纖維可見特征橫紋條帶(D=67nm);EDS探測礦化膠原膜表面鈣磷比例隨著礦化時間的延長增加;拉力測試和納米壓痕實驗表明干濕狀態(tài)下膜材料隨著礦化時間的延長宏/微觀機械性能顯著提升;細胞實驗結果顯示礦化48h膠原膜促成骨作用明顯;動物實驗結果表明礦化48h組引導新骨形成速度最快,骨量最大,材料降解速度最慢,異位成骨能力最強。結論:本研究表明,基于仿生策略CMC/ACP納米復合物可以在膠原纖維自組裝完成后的凝膠狀態(tài)下實現(xiàn)纖維內/外協(xié)同礦化,并通過控制礦化參數(shù)調控材料的宏/微觀機械性能,制備出與天然骨基質結構、成分和機械性能相似的仿生礦化膠原支架和膜材料;體內外實驗證明該仿生礦化膠原支架和膜材料具有良好生物學性能、優(yōu)良機械性能及一定的骨引導性和骨誘導性。因此,纖維內/外協(xié)同礦化是一種可調控礦化膠原材料生物學性能和機械性能的有效仿生礦化策略。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08;R782

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本文編號：2083408