【摘要】：研究目的:構(gòu)建具備優(yōu)良組織工程性能和生物性能支架是軟骨損傷修復(fù)中重要環(huán)節(jié)。目前組織工程軟骨支架在生物活性、生物相容性、形貌結(jié)構(gòu)和理化性能等方面面臨挑戰(zhàn)。軟骨細(xì)胞外基質(zhì)為生物信號傳遞及軟骨細(xì)胞增殖、遷移、表型提供穩(wěn)定環(huán)境。利用軟骨細(xì)胞外基質(zhì)主要成分——Ⅱ型膠原、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素制備三維納米支架,在保證材料生物活性和生物相容性同時,完善支架形貌結(jié)構(gòu),提高支架理化性能。再對材料改性,通過化學(xué)反應(yīng)引入活性基團(tuán),改變相互作用,進(jìn)一步完善支架不足之處,為支架應(yīng)用于軟骨修復(fù)奠定基礎(chǔ)。研究方法:酶解提取豬關(guān)節(jié)軟骨Ⅱ型膠原,通過SDS-PAGE凝膠電泳、傅里葉紅外吸收光譜和氨基酸分析測定膠原結(jié)構(gòu)和氨基酸組成。實驗確定水、六氟異丙醇、三氟乙醇混合作為溶劑,首先對不同質(zhì)量比Ⅱ型膠原、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素靜電紡絲。以高碘酸鈉作為氧化劑,氧化改性透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素,再對不同質(zhì)量比Ⅱ型膠原、氧化透明質(zhì)酸、氧化硫酸軟骨素靜電紡絲。通過紅外吸收光譜、掃描電鏡、X射線衍射、熱重-差熱、拉伸實驗、水接觸角分析支架結(jié)構(gòu)、形貌、熱學(xué)性能、力學(xué)性能和親疏水性。探索最佳紡絲條件,評價改性前后支架形貌結(jié)構(gòu)和理化性能。研究結(jié)果:軟骨中提取的膠原經(jīng)紅外吸收光譜結(jié)構(gòu)分析和氨基酸組成分析符合典型膠原特征,SDS-PAGE凝膠電泳中僅顯示有α1鏈和β鏈兩條條帶,為高純度Ⅱ型膠原。水、六氟異丙醇、三氟乙醇以體積比2:1:1配制靜電紡絲溶劑,具有優(yōu)良的溶解性和紡絲性。Ⅱ型膠原、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素靜電紡絲支架表征結(jié)果顯示其具備一定膠原三螺旋結(jié)構(gòu),分子間存在氫鍵為主的相互作用,呈現(xiàn)均勻細(xì)長纖維交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有疏水性。支架在質(zhì)量比6~9:1:1范圍內(nèi)微觀形貌良好,熱穩(wěn)定性良好,拉伸性能在質(zhì)量比7:1:1時達(dá)到最優(yōu)。氧化透明質(zhì)酸、氧化硫酸軟骨素紅外吸收光譜顯示改性后分子中出現(xiàn)醛基。Ⅱ型膠原、氧化透明質(zhì)酸、氧化硫酸軟骨素靜電紡絲支架表征結(jié)果顯示其同樣具備膠原三螺旋結(jié)構(gòu),分子間形成化學(xué)鍵,氫鍵為主的分子間作用力減弱。支架在質(zhì)量比5~10:1:1范圍內(nèi)微觀形貌優(yōu)于改性前支架,纖維上液滴及黏連明顯減少。支架熱穩(wěn)定性良好,親水性較改性前增強,拉伸性能在質(zhì)量比6:1:1和7:1:1時良好,但較改性前稍有降低。研究結(jié)論:Ⅱ型膠原、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素靜電紡絲支架具有良好的熱學(xué)、力學(xué)和形貌結(jié)構(gòu)特性。對透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素氧化改性改變了其與Ⅱ型膠原間相互作用,分子鏈結(jié)構(gòu)隨之改變。Ⅱ型膠原、氧化透明質(zhì)酸、氧化硫酸軟骨素靜電紡絲支架形貌結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步完善,親水性提高,熱學(xué)穩(wěn)定性不變,力學(xué)穩(wěn)定性稍有降低。軟骨細(xì)胞外基質(zhì)材料構(gòu)建支架具有生物活性和生物相容性優(yōu)勢,改性研究有利于提高支架形貌結(jié)構(gòu)和理化性能,在軟骨修復(fù)應(yīng)用中,值得進(jìn)一步研究。
【圖文】：

豬軟骨ColSDS-PAGE電泳圖

第 16頁圖 2.2 豬軟骨 Col FTIR 圖譜特三螺旋結(jié)構(gòu)在 FTIR 圖譜上反應(yīng)為特殊的基團(tuán)吸收峰，中吸收峰可以反映 Col-Ⅱ結(jié)構(gòu)。如圖 2.2 所示，F(xiàn)TIR 譜圖胺 A 吸收峰，與 N-H，O-H 鍵伸縮振動有關(guān)，2985 cm-1附收峰，與 C-H 鍵伸縮振動有關(guān)，1645 cm-1附近存在酰胺Ⅰ動有關(guān)，，酰胺Ⅰ鍵表征 Col 二級結(jié)構(gòu)，是證明 Col 結(jié)構(gòu)的近存在酰胺Ⅱ吸收峰，與 N-H 鍵彎曲振動和 C-N 鍵伸縮振
【學(xué)位授予單位】：軍事科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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