【摘要】：雖然用于骨組織工程的支架繁多,但其各自均有不足之處,很難滿足目前對骨組織修復,替代,重建的要求。因此,制備生物相容性好,能夠模仿細胞外基質(zhì),力學強度適宜,而且具有良好成骨作用的新型骨組織工程支架或者改性支架成為關鍵。在本論文中,基于目前骨組織工程存在的問題,制備了一種新型具有微納交替結構的多層支架,通過向其中載入大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞(rBMSCs)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2),研究了該材料的成骨分化功能。 首先,我們利用靜電紡絲技術制備了PCL納米纖維膜,并通過掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌和直徑大小進行了表征。結果發(fā)現(xiàn),纖維較光滑,呈無規(guī)分布,表面形貌良好,平均直徑為282nm。接著,我們自行設計、裝配了微流控裝置,并利用微流控技術制備了海藻酸鈣水凝膠微球,通過體視顯微鏡,流變儀等對微球的表面形貌和流變性能進行了考察。結果表明,微球呈球形,大小均一,而且分散均勻。同時,確定了其粘彈性,也證明了該水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡結構。之后,將靜電紡絲制備的納米纖維膜和微流控制備的微球通過層層不斷疊加,最終得到一層纖維膜,一層微球的多層微納結構支架。 其次,我們從大鼠脛腓骨中提取了原代的骨髓間充質(zhì)干細胞(rBMSCs),將其包裹進海藻酸鈣微球中,利用活死細胞染色和Alamar blue法考察了微球包裹細胞的生存狀態(tài)和增殖情況,結果發(fā)現(xiàn)微球中的細胞大部分處于存活狀態(tài),存活率較高(大于85%)。包裹的細胞與空白對照組相比,有較緩慢的增殖。接著,將十細胞和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)共同載入微球和微納結構中,檢測其堿性磷酸酶(ALP)的表達量,發(fā)現(xiàn)含有BMP-2的微納結構支架組在14和21天時,均具有最高的ALP表達量。通過茜素紅S (Alizarin Red S)染色定性和定量地考察了體外培養(yǎng)21天時鈣鹽的沉積。結果與21天時的ALP結果類似。 最后,我們進行了體內(nèi)動物實驗,將微納結構支架植入到SD大鼠皮下,考察其異位成骨作用。在植入4周和8周后,利用組織學染色和免疫組化的方法,檢測了體內(nèi)異位成骨效果。結果表明：植入支架8周后,根據(jù)HE染色顯示,所有支架均有組織的長入。Masson染色表明,除了純微納結構支架組外,含有骨髓間充質(zhì)干細胞(rBMSCs)或/和口骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的微球支架和微納結構支架均有類似骨組織結構的產(chǎn)生。對骨鈣素的免疫組化結果表明,含有骨髓間充質(zhì)干細胞(rBMSCs)或／和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的微球支架和微納結構支架確實呈現(xiàn)出陽性染色反應,證明確實發(fā)生了異位成骨現(xiàn)象。綜上,說明了該新型微納結構支架在骨組織工程領域具有較大的應用潛能。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王軼,張黎明;醫(yī)用高分子水凝膠的設計與合成[J];功能高分子學報;2004年02期

2 Bao-Hua Ji;Bo Huo;;Probing the mechanosensitivity in cell adhesion and migration: Experiments and modeling[J];Acta Mechanica Sinica;2013年04期

3 李菲菲;王秋雯;馬列;高長有;;復合轉化生長因子-β1的磺化殼聚糖/聚賴氨酸納米粒子的制備及其體外誘導干細胞分化性能[J];高分子學報;2013年09期

4 劉燕君;王嬌娜;李從舉;;基于靜電紡絲技術的PET/PVA復合超濾膜制備條件的探索[J];高分子學報;2013年09期

5 Jan Henkel;Maria A.Woodruff;Devakara R.Epari;Roland Steck;Vaida Glatt;Ian C.Dickinson;Peter F.M.Choong;Michael A.Schuetz;Dietmar W.Hutmacher;;Bone Regeneration Based on Tissue Engineering Conceptions  A 21st Century Perspective[J];Bone Research;2013年03期

6 尹詩衡;任力;王迎軍;;Argon Plasma-Induced Graft Polymerization of PEGMA on Chitosan Membrane Surface for Cell Adhesion Improvement[J];Plasma Science and Technology;2013年10期

7 Maryam Bazhban;Mahdi Nouri;Javad Mokhtari;;ELECTROSPINNING OF CYCLODEXTRIN FUNCTIONALIZED CHITOSAN/PVA NANOFIBERS AS A DRUG DELIVERY SYSTEM[J];Chinese Journal of Polymer Science;2013年10期

8 陳俊佶;趙強;;心肌再生——從實質(zhì)到間質(zhì)[J];國際心血管病雜志;2013年05期

9 史燕妮;臧永菊;陳力;吳琪琳;;骨組織工程中的碳纖維材料[J];高科技纖維與應用;2013年06期

10 王飛龍;邵珠帥;;高效無針靜電紡絲研究進展[J];紡織導報;2014年01期

相關會議論文 前3條

1 孫小強;Jing Su;Jiguang Bao;Tao Peng;Le Zhang;Yuanyuan Zhang;Yunzhi Yang;Xiaobo Zhou;;骨重建的基于信號通路的細胞因子組合治療的預測(英文)[A];第十一屆全國博士生學術年會（生物醫(yī)藥專題）論文集（上冊，，大會報告）[C];2013年

2 李秋;李淼;金義光;杜麗娜;蘇暢;;紫杉醇pH敏感嵌段共聚物膠束的制備、性質(zhì)和體外釋藥行為[A];2012年中國藥學大會暨第十二屆中國藥師周論文集[C];2012年

3 尹明瑩;王宗鑫;徐秀茹;王策;李振宇;;PAN基多孔膜的制備及其性能的表征[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第31分會：靜電紡絲技術與納米纖維[C];2014年

相關博士學位論文 前10條

1 楊猛;水凝膠的結構評價與環(huán)境敏感性研究[D];吉林大學;2011年

2 冀世奇;海洋微生物高通量培養(yǎng)和分選技術的建立及應用[D];中國海洋大學;2011年

3 欒途;透明質(zhì)酸粘多糖的分子表征、流變學性質(zhì)及其物理凝膠的研究[D];上海交通大學;2011年

4 高丹;微流控芯片平臺上細胞捕獲及藥物作用分析方法研究[D];北京化工大學;2011年

5 張恒;基于三維組織培養(yǎng)的肺腺癌血清標志物的篩選和鑒定[D];中南大學;2009年

6 孫蒙;基于取樣探針的微流控試樣引入系統(tǒng)的研究[D];浙江大學;2009年

7 馬如銀;水凝膠仿生關節(jié)軟骨材料的制備與性能評價[D];南京理工大學;2010年

8 姜國慶;疏水改性聚丙烯酰胺水溶液和水凝膠的制備與性質(zhì)研究[D];吉林大學;2010年

9 陳清瑞;基于環(huán)糊精的包結復合凝膠與疏水締合凝膠的制備及其性質(zhì)研究[D];吉林大學;2010年

10 馬東洋;基于骨髓基質(zhì)干細胞構建無外支架組織工程骨的實驗研究[D];第四軍醫(yī)大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 錢琴;葡聚糖微結構的聚乙烯醇凝膠敷料的制備[D];合肥工業(yè)大學;2010年

2 謝良;聚乙烯醇/海藻酸鈉水凝膠的制備及性能[D];吉林大學;2011年

3 顏環(huán)環(huán);洗滌劑用殼聚糖—海藻酸鈉微膠囊包封堿性蛋白酶的制備及性能研究[D];華南理工大學;2011年

4 丘雪瑩;新型殼聚糖水凝膠的制備及其凝膠機理的研究[D];復旦大學;2010年

5 沙俊;基于毛細管與微流控芯片的液滴發(fā)生及大腸桿菌轉化[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

6 陳萍;氟比洛芬—殼聚糖原位水凝膠的制備及用于大鼠切口鎮(zhèn)痛的效果[D];蘇州大學;2011年

7 吳建榮;PVA/SA復合水凝膠的制備及藥物緩釋規(guī)律的研究[D];四川大學;2006年

8 許俊;聚乙烯醇/絲膠共混凝膠薄膜的制備及其性能與結構研究[D];上海交通大學;2007年

9 彭慧蓮;水凝膠接觸鏡緩釋材料的制備及對氯霉素的緩釋作用[D];廣東工業(yè)大學;2007年

10 高永康;功能性PVA基復合水凝膠的制備與性能研究[D];華僑大學;2007年

本文編號：2709227