本文關(guān)鍵詞：氨基酸酯取代聚膦腈促進(jìn)成骨分化的分子機(jī)制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在骨組織工程的研究中,細(xì)胞支架的設(shè)計(jì)和制備是整個(gè)研究工作中的重中之重。高分子材料因其生物相容性、力學(xué)性能、微孔結(jié)構(gòu)以及降解速率,并且這些性能都能夠通過(guò)組成以及加工手段來(lái)精確調(diào)節(jié)等優(yōu)勢(shì),在組織工程支架材料領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。而聚膦腈材料側(cè)基結(jié)構(gòu)可控,在適當(dāng)?shù)膫?cè)基組成下,對(duì)細(xì)胞具有良好的相容性和親和性,在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。一系列研究顯示,氨基酸酯取代聚膦腈能誘導(dǎo)羥基磷灰石的形成,且能促進(jìn)干細(xì)胞的成骨分化以及鈣離子的沉積。然而,目前尚未有研究深入探索其成骨活性來(lái)源和成骨機(jī)制,只是猜想其促成骨能力來(lái)源于其結(jié)構(gòu)單位中大量磷元素的存在。為了探明氨基酸酯取代聚膦腈促成骨能力的分子生物學(xué)機(jī)制。本研究通過(guò)在聚膦腈主鏈上接枝甘氨酸乙酯、丙氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯三種不同的取代基,設(shè)計(jì)合成了三種具有不同降解速率的甘氨酸乙酯／丙氨酸乙酯(7：3,G7B3)、甘氨酸乙酯/丙氨酸乙酯(3：7,G3B7)及甘氨酸乙酯/苯丙氨酸乙酯(7：3,G7BB3)共取代聚膦腈。首先,通過(guò)對(duì)比研究不同濃度無(wú)機(jī)磷酸鹽(Pi)和不同濃度氨基酸酯取代聚膦腈全降解稀釋液對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs)增殖和成骨分化的影響,以期探明氨基酸酯取代聚膦腈的促成骨能力與其降解產(chǎn)物的關(guān)系。其次,將rBMSCs直接接種在氨基酸酯取代聚膦腈膜表面,或者在材料存在下的非直接接觸(Transwell小室)情況下進(jìn)行培養(yǎng),檢測(cè)rBMSCs的增殖和成骨分化指標(biāo)的表達(dá)情況,結(jié)合第一步的研究結(jié)果,深入討論了隨細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間推移,不同氨基酸酯取代聚膦腈實(shí)時(shí)降解產(chǎn)物對(duì)rBMSCs生物學(xué)行為的影響,以及不同氨基酸酯取代聚膦腈所具有的不同表面特性通過(guò)其接觸效應(yīng)對(duì)rBMSCs生物學(xué)行為的影響。研究結(jié)果顯示：(1)改變培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)Pi的濃度,對(duì)rBMSCs的成骨分化速率有明顯影響,在無(wú)機(jī)Pi濃度為10mmM時(shí),其促進(jìn)作用達(dá)到最強(qiáng)； (2)將氨基酸酯取代聚膦腈全降解液中的磷酸根濃度,稀釋至與無(wú)機(jī)Pi相同的濃度時(shí),與后者相比,降解液中的氨基酸酯降解產(chǎn)物(即相應(yīng)的氨基酸)能更進(jìn)一步加速rBMSCs的成骨分化,其中,以丙氨酸乙酯側(cè)基的降解產(chǎn)物的促進(jìn)作用最強(qiáng)；(3)將rBMSCs與氨基酸酯取代聚膦腈采用Transwell培養(yǎng)小室進(jìn)行非直接接觸培養(yǎng)時(shí),隨著材料的水解降解,降解產(chǎn)物磷酸根和氨基酸逐漸進(jìn)入培養(yǎng)基,由于幾種材料的降解速度為G7B3G3B7G7BB3,相應(yīng)地,G7B3表現(xiàn)出最強(qiáng)的促進(jìn)成骨分化的能力；(4)但當(dāng)rBMSCs直接在上述氨基酸酯取代聚膦腈上進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),除了材料的降解產(chǎn)物,材料表面特性也會(huì)對(duì)細(xì)胞行為產(chǎn)生影響,其中,rBMSCs在G7BB3上表現(xiàn)出最強(qiáng)的成骨分化趨勢(shì)；(5)此外,對(duì)比接觸培養(yǎng)和非接觸培養(yǎng)的結(jié)果,接觸效應(yīng)對(duì)rBMSCs生物學(xué)行為的影響程度顯著大于單純的降解溶出成分。分析原因可能一是因?yàn)閷?shí)時(shí)降解產(chǎn)生的降解產(chǎn)物濃度不高,隨著細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的換液,會(huì)被進(jìn)一步稀釋,因此在材料與細(xì)胞共培養(yǎng)中,降解產(chǎn)物的影響作用較弱；二是rBMSCs是一類貼壁生長(zhǎng)型的細(xì)胞,它們受基底材料表面特性(包括化學(xué)特性)影響明顯,而氨基酸酯取代聚膦腈膜表面具有能促進(jìn)rBMSCs成骨分化的氨基酸和磷元素,所以表現(xiàn)出更顯著的促進(jìn)rBMSCs成骨分化的能力。由此可見(jiàn),氨基酸酯取代聚膦腈的成骨活性,其本質(zhì)是來(lái)源于其具有促進(jìn)成骨分化能力的化學(xué)組成,這不僅決定了氨基酸酯取代聚膦腈材料的表面是一種具有成骨相容性的生物活性表面,而且,隨著材料水解所釋放的磷酸根和氨基酸等產(chǎn)物,與材料表面的接觸效應(yīng)共同作用,使氨基酸酯取代聚膦腈成為一類非常有應(yīng)用前景的骨組織工程支架材料。
【關(guān)鍵詞】：骨組織工程 聚膦腈 氨基酸酯 成骨分化
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08;R687
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-17
• 符號(hào)說(shuō)明17-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 骨組織工程概述18-20
• 1.1.1 骨組織18
• 1.1.2 骨缺損18
• 1.1.3 骨修復(fù)18-19
• 1.1.4 骨組織工程19-20
• 1.2 細(xì)胞支架20-22
• 1.2.1 細(xì)胞支架的基本要求20-21
• 1.2.2 細(xì)胞支架制備方法21
• 1.2.3 細(xì)胞支架材料21-22
• 1.3 聚膦腈22-26
• 1.3.1 聚膦腈化學(xué)特性23-24
• 1.3.2 生物可降解聚磷腈的合成和降解行為24-26
• 1.3.3 生物可降解聚磷腈的應(yīng)用和對(duì)細(xì)胞的作用26
• 1.4 本課題的提出26-28
• 第二章 氨基酸酯取代聚膦腈的合成與結(jié)構(gòu)表征28-40
• 2.1 引言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料28-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備29
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-40
• 2.3.1 三種不同氨基酸酯取代聚膦腈的合成和表征31-35
• 2.3.2 三種不同氨基酸酯取代聚膦腈的降解行為35-36
• 2.3.3 三種不同氨基酸酯取代聚膦腈的全降解液的制備與表征36-38
• 2.3.4 小結(jié)38-40
• 第三章 磷酸鹽及氨基酸酯取代聚膦腈全降解產(chǎn)物作用于rBMSCs的機(jī)制40-68
• 3.1 引言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分40-48
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料40-41
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備41
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法41-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-68
• 3.3.1 不同濃度的磷酸鹽對(duì)rBMSCs的增殖和分化的影響48-53
• 3.3.2 不同濃度的氨基酸酯取代聚膦腈降解液對(duì)rBMSC增殖和分化的影響53-60
• 3.3.3 磷酸根與G7B3、G3B7、G7BB3降解產(chǎn)物對(duì)BMSCs成骨分化的影響對(duì)比60-67
• 3.3.4 小結(jié)67-68
• 第四章 氨基酸酯取代聚膦腈作用于rBMSCs的機(jī)制68-80
• 4.1 引言68-69
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分69-72
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料69-70
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備70
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法70-72
• 4.3 結(jié)果與討論72-80
• 4.3.1 rBMSC直接/間接接觸氨基酸酯取代聚膦腈的增殖72-75
• 4.3.2 rBMSCs直接/間接接觸三種氨基酸酯取代聚膦腈的成骨分化75-78
• 4.3.3 小結(jié)78-80
• 第五章 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-90
• 致謝90-92
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92-94
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介94-95
• 附件95-96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 黃小彬;陳奎永;李靜;鄭元俐;江金貴;唐小真;;可生物降解聚[(對(duì)羥基苯甲酸甲酯/甘氨酸乙酯)膦腈]的合成及其體外降解[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2011年03期

2 王霖霞;李玉坤;;BMP-2信號(hào)通路與成骨細(xì)胞分化[J];國(guó)際骨科學(xué)雜志;2009年02期

3 孫婕;劉寧;尹國(guó)友;;骨橋蛋白與生物礦化[J];中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志;2008年05期

4 王海彬,何偉,袁浩;成骨細(xì)胞和Ⅰ型膠原[J];中國(guó)中醫(yī)骨傷科雜志;2003年03期

5 王小紅;骨修復(fù)材料的研究進(jìn)展[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2001年04期

6 李振,詹才茂,秦金貴;聚磷腈高分子[J];功能高分子學(xué)報(bào);2000年02期

  本文關(guān)鍵詞：氨基酸酯取代聚膦腈促進(jìn)成骨分化的分子機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：303566