【摘要】：實驗?zāi)康?基于生物材料的骨組織工程技術(shù)通過提供成骨支架,細(xì)胞和生長因子有望促進骨缺損的再生修復(fù)。水凝膠因其具有良好的生物相容性,多被用為骨組織工程的臨時支架。但水凝膠較低的機械強度限制了它的臨床應(yīng)用。為了解決這一問題,學(xué)者們試圖將多種礦物顆粒加入到水凝膠中。本研究的目的在于通過摻入鍶替代的納米羥基磷灰石合成一種新型原位水凝膠,在提高水凝膠機械性能的同時,增強材料的成骨誘導(dǎo)特性。實驗方法:1.通過共沉淀法合成不同鍶替代率(0%,50%,100%)的納米羥基磷灰石(Strontium substituted nanohydroxyapatite,Sr-nHA),分別表示為:nHA、Sr50nHA、Sr1OOnHA。通過席夫堿反應(yīng)合成單純水凝膠和含不同Sr-nHA的原位水凝膠,分別表示為:CDH、nHA/CDH、Sr50nHA/CDH、SrlOOnHA/CDH。2.對材料進行傅里葉紅外光譜(Fourier transform infrared,FTIR)檢測,X射線衍射(X-ray diffractometer,XRD)檢測和掃描電鏡(Scanning electron microscopy,SEM)觀察以證明 Sr-nHA的成功合成及完整摻入到水凝膠支架中。3.觀察新合成水凝膠的物理性能,包括溶脹性能,降解性能,凝膠時間及流變學(xué)性能。4.通過與材料共培養(yǎng)MC3T3-E1細(xì)胞,確定材料是否能夠促進前成骨細(xì)胞增殖及成骨分化。5.建立大鼠顱骨缺損模型,通過micro CT及HE染色結(jié)果評價材料的體內(nèi)成骨效果。實驗結(jié)果:1.FTIR圖像表明,Sr-nHA及含有Sr-nHA的水凝膠峰值圖像接近,水凝膠中磷酸根特征峰的出現(xiàn)提示Sr-nHA的成功摻入。XRD圖像證實合成的物質(zhì)為結(jié)晶度比較好的Sr-nHA。其中Sr1OOnHA/CDH的結(jié)晶度最好,Sr50nHA/CDH的結(jié)晶度較差。2.掃描電鏡圖像可見復(fù)合支架顯示出典型的三維多孔結(jié)構(gòu),CDH孔壁表面光滑;Sr-nHA/CDH孔壁表面粗糙,有納米粒子分散其上,可見少量納米粒子團聚。3.溶脹實驗及降解實驗均表明Sr-nHA/CDH 比單純的CDH水凝膠擁有更好的溶脹性能及降解性能。但是三種Sr-nHA/CDH水凝膠之間沒有明顯的差異。成膠時間測定結(jié)果提示,納米粒子的摻入顯著縮短凝膠時間;流變學(xué)結(jié)果說明,Sr-nHA/CDH與CDH相比,擁有更好的機械性能。4.體外細(xì)胞共培養(yǎng)結(jié)果提示,Sr-nHA能夠促進MC3T3-E1細(xì)胞增殖。增強早期成骨分化指標(biāo)ALP活性。成骨基因檢測結(jié)果證實Sr-nHA在成骨分化的早期和晚期均能促進成骨分化,Sr100nHA/CDH尤其在成骨分化的晚期具有更好的成骨誘導(dǎo)能力。5.體內(nèi)大鼠顱骨缺損模型中,micro CT及HE染色結(jié)果證實,在手術(shù)后的4周及8周,Sr100nHA/CDH相比于CDH、nHA/CDH、Sr50nHA/CDH,有更好的骨缺損修復(fù)能力。結(jié)論:本實驗合成的Sr-nHA/CDH是一種具有良好的生物相容性、生物降解性、生物礦化性的原位水凝膠。綜合材料表征及物理性能檢測、體內(nèi)外成骨性能檢測結(jié)果,認(rèn)為制得的Sr100nHA/CDH是更好的骨替代材料。
【圖文】：

（ａ）邋ＨＰＣＳ邐（ｂ）邋Ｄｅｘ－ＦＡ逡逑圖２．邋１邋ＨＰＣＳ和Ｄｅｘ－ＦＡ的化學(xué)式逡逑參照先前的研宄，使用ＨＰＣＳ和Ｄｅｘ－ＦＡ合成原位水凝膠［３２Ｌ具逡逑體如下，將每種聚合物用去離子水溶解，得到４％邋（ｗ／ｖ）溶液。以１：逡逑１的體積比混合ＨＰＣＳ和Ｄｅｘ－ＦＡ溶液合成ＨＰＣＳ／Ｄｅｘ－ＦＡ水凝膠逡逑（ＣＤＨ）。若要摻入Ｓｒ－ｎＨＡ，需將不同的納米顆粒添加至ｌｊＤｅｘ－ＦＡ溶逡逑液中，再與ＨＰＣＳ溶液混合。該反應(yīng)在超聲波振動下進行，以確保Ｓｒ－逡逑ｎＨＡ的均勻分散。Ｓｒ－ｎＨＡ溶液的最終濃度設(shè)定為６％邋（ｗ／ｖ），，因為逡逑先前的研究己經(jīng)證明以該比例摻入的ｎＨＡ擁有最佳的機械性能并且逡逑可原位形成穩(wěn)定的水凝膠支架「３３，３４１。含Ｓｒ－ｎＨＡ溶液的試管倒置３０ｓ逡逑內(nèi)，混合物不流動，認(rèn)為己形成水凝膠。單純的水凝膠，摻ｎＨＡ，逡逑Ｓｒ５０ｎＨＡ和ＳｒｌＯＯｎＨＡ的水凝膠分別被稱為ＣＤＨ

第３章邋實驗結(jié)果逡逑（Ａ）｜邋Ｓｒ１００ｎＨＡ／ＣＤＨ逡逑ＳｒＳＯｎＳ＾＾Ｈ邐ｆ邐八邋／逡逑§邋ｓ—逡逑３５６５’、＜？＾邐１４５８＾＾ｌＭ＾２ｊＪ逡逑１０３２＾＇邋６0／＾５６４逡逑４５００邐４０００邐３５００邐３０００邐２５００邐２０００邐１５００邐１０００邐５００逡逑波數(shù)（ｃｍ１）逡逑
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;R68

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本文編號：2641828