膽固醇改性殼聚糖的生物學評價及其礦化性能
本文選題:殼聚糖 + 膽固醇; 參考:《暨南大學》2012年博士論文
【摘要】:殼聚糖(CS)及其衍生物在組織修復中的應用研究報道很多,也非常系統(tǒng),其中殼聚糖的生物功能化是目前國內(nèi)外研究的熱點。本研究以殼聚糖為基材,創(chuàng)新性的利用功能特異的膽固醇對其進行仿生功能化,并系統(tǒng)研究改性殼聚糖的生物相容性和礦化性能,為開辟一類新型的骨組織修復材料奠定了基礎。 本研究首先將膽固醇與卵磷脂摻入到殼聚糖和羥基磷灰石的水溶液中,經(jīng)過澆鑄成膜,堿液中和、陳化處理后,考察膽固醇和卵磷脂含量對羥基磷灰石微結構的影響。結果表明,卵磷脂與膽固醇的比例增加,羥基磷灰石可由球狀轉變?yōu)榘魻,當卵磷?膽固醇為5:1時,體系中的羥基磷灰石形貌與尺寸與天然骨組織接近;而無膽固醇與卵磷脂作用的殼聚糖模板中主要以無定形的片狀為主。此結果表明膽固醇、卵磷脂具有改變羥基磷灰石微結構的功能。 本研究還借助琥珀酸酐將膽固醇接枝到殼聚糖氨基上,合成了具有不同接枝率的膽固醇-g-殼聚糖(CHCS)。研究表明,膽固醇在殼聚糖上的接枝率隨著膽固醇投料量的提高略有增加,并呈非線性關系。當投料摩爾比為15:1,10:1和5:1時(殼聚糖糖環(huán)數(shù)比膽固醇分子),接枝率(膽固醇分子數(shù)/100個殼聚糖糖環(huán))分別為3.71,4.02與5.94。膽固醇改性殼聚糖的疏水性隨著接枝率的增加而增大,殼聚糖膜接觸角為72.1°,而接枝率為3.71,4.02與5.94的CHCS膜接觸角依次為76.6°,81°與85.8°。白蛋白在膜材上的吸附也是隨著接枝率的增加而增大,殼聚糖膜上的蛋白吸附量為0.354μg,而接枝率為3.71,4.02與5.94的CHCS膜上的蛋白吸附量依次為7.664μg,8.248μg,16.815μg。同時,,研究結果還表明改性后的殼聚糖具有促進成纖維3T3細胞黏附、增殖的效果。3T3細胞在殼聚糖及不同改性程度的膽固醇-g-殼聚糖膜上培養(yǎng)一天后,改性后材料上細胞的鋪展明顯比純殼聚糖膜上充分,且有較多的板狀偽足與絲狀偽足伸出。在支架材料上培養(yǎng)三天后,CHCS材料上的細胞分泌較多的細胞外基質(zhì),且隨著改性程度的提高,纖維狀細胞外基質(zhì)越明顯。 模擬體液仿生礦化表明,本研究研制的CHCS所沉積的鈣磷鹽穩(wěn)定性更好。支架材料的快速礦化結果表明,24h內(nèi)鈣磷鹽在改性后的材料上呈球狀,在殼聚糖材料上呈無定形狀。48h后,殼聚糖材料上所沉積的鈣磷鹽為顆粒狀與無定形狀,而低接枝率的CHCS支架上鈣磷鹽呈現(xiàn)海島針狀,高接枝率的CHCS材料上鈣磷鹽呈現(xiàn)有序化片狀堆積。與成骨細胞的相互作用研究表明,改性后材料比純殼聚糖具有更好的促進細胞黏附、增殖的效果。細胞在改性后的材料上伸出的偽足更為豐富,成骨細胞的特征形態(tài)維持得更好。細胞在改性后的材料上更容易地呈有序性黏附與增殖。特別是高接枝率的CHCS在一定時間內(nèi)具有促進成骨細胞增殖和抑制分化的趨勢,而7天后則是促進成骨細胞的分化。
[Abstract]:Chitosan ( CS ) and its derivatives have been widely used in tissue repair , and the biofunctionalization of chitosan is a hot spot at home and abroad .
The effects of cholesterol and lecithin on the microstructure of hydroxyapatite were investigated by the incorporation of cholesterol and lecithin into the aqueous solution of chitosan and hydroxyapatite . The results showed that the ratio of lecithin to cholesterol increased . The results showed that the ratio of lecithin to cholesterol increased , and hydroxyapatite can be converted from globular to rod . When the lecithin / cholesterol was 5 : 1 , the morphology and size of hydroxyapatite in the system were close to the natural bone tissue .
The results showed that cholesterol and lecithin had the function of changing the microstructure of hydroxyapatite .
Cholesterol - g - chitosan ( CHCS ) with different grafting ratios was synthesized by grafting cholesterol onto chitosan amino group by succinic anhydride . The results showed that the grafting rate of cholesterol on chitosan increased slightly with the increase of grafting rate . The graft rate was 3.71 , 4.02 and 5.94 . The surface contact angle of chitosan membrane was 3.71 , 4.02 and 5.94 , respectively .
The results showed that the calcium and phosphorus salts deposited on chitosan material were spherical and had no definite shape on chitosan material . The results showed that the modified material had better adhesion and proliferation than pure chitosan .
【學位授予單位】:暨南大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:R318.08
【參考文獻】
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1 夏科;殼聚糖/硫酸軟骨素自組裝膜體系的AFM研究[D];暨南大學;2003年
本文編號:2116915
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