鈦表面絲素蛋白調(diào)控磷酸鈣仿生礦化的研究
本文關(guān)鍵詞:鈦表面絲素蛋白調(diào)控磷酸鈣仿生礦化的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:骨缺損的修復(fù),一直是臨床醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)以及材料科學(xué)領(lǐng)域的難點(diǎn)。鈦(Titanium,Ti)因耐蝕性好、韌性高、彈性模量與骨接近等優(yōu)點(diǎn),已成為臨床骨科和牙科廣泛應(yīng)用的植入材料。但是,鈦的主要成分與骨組織完全不同,不能與骨形成化學(xué)結(jié)合,缺乏骨誘導(dǎo)能力。故對(duì)鈦表面進(jìn)行修飾以提高其生物活性,是提高其骨誘導(dǎo)能力的關(guān)鍵。在鈦表面制備磷酸鈣涂層即是提高骨誘導(dǎo)能力的有效方法。而已有研究報(bào)道,絲素蛋白(silk fibroin,簡(jiǎn)稱SF)中的—COOH基團(tuán)易誘導(dǎo)磷酸鈣的礦化。同時(shí),絲素蛋白具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、生物安全性和可降解性,是一種優(yōu)良的生物材料。故本文將絲素蛋白涂覆到鈦表面,研究其調(diào)控磷酸鈣晶體生長(zhǎng)的過(guò)程與機(jī)制,并進(jìn)一步評(píng)價(jià)這種涂層材料的生物相容性。 本研究首先通過(guò)在鈦表面涂覆絲素蛋白膜與仿生礦化相結(jié)合的方式,在復(fù)合材料上制備磷酸鈣涂層。運(yùn)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線多晶粉末衍射儀(XRD)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)等表征方法對(duì)所制備的涂層進(jìn)行形貌、晶相和結(jié)構(gòu)等分析。再將成骨樣細(xì)胞MG-63細(xì)胞種植于所制得的復(fù)合涂層上進(jìn)行共培養(yǎng),運(yùn)用熒光染色、MTT和堿性磷酸酶活性測(cè)定等方法,來(lái)檢測(cè)復(fù)合材料對(duì)MG-63細(xì)胞的粘附、增殖和分化的影響。最后,采用皮下埋植的方式將復(fù)合材料植入大鼠體內(nèi),觀察其對(duì)大鼠組織及生命活動(dòng)的影響。定期取出材料及周圍組織,經(jīng)免疫組織染色(蘇木精-伊紅染色)和FESEM,觀察大鼠的組織反應(yīng),進(jìn)而探討其組織相容性,為復(fù)合材料的后續(xù)應(yīng)用做準(zhǔn)備。 研究結(jié)果顯示,絲素蛋白膜可以誘導(dǎo)磷酸鈣在鈦表面沉積,而在絲素蛋白膜中添加羥基磷灰石(Hydroxyapatite,簡(jiǎn)稱HAP或HA)顆;?qū)⒔z素蛋白膜經(jīng)飽和氫氧化鈣溶液處理,可以提高磷酸鈣晶體沉積速度,所制備的涂層晶體形貌呈圓邊片層狀,主要晶相為磷酸八鈣,并且沿002晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鈦表面涂覆的絲素蛋白及礦化涂層,有利于MG-63細(xì)胞的粘附、增殖與早期成骨分化,說(shuō)明此種復(fù)合涂層具有良好的細(xì)胞相容性。動(dòng)物皮下埋植實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,,復(fù)合涂層有利于結(jié)締組織的生長(zhǎng),沒(méi)有引起明顯的炎癥反應(yīng)與組織壞死現(xiàn)象,證明其具有良好的組織相容性,是一種良好的生物涂層材料。
【關(guān)鍵詞】:鈦 絲素蛋白 磷酸鈣 仿生礦化 生物相容性
【學(xué)位授予單位】:浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R318.08
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-8
- 目錄8-11
- 第一章 緒論11-22
- 1.1 骨組織的修復(fù)與骨組織工程11-12
- 1.1.1 骨組織與骨缺損的修復(fù)11-12
- 1.1.2 骨組織工程12
- 1.2 磷酸鈣的仿生礦化12-15
- 1.2.1 人體中的磷酸鈣12
- 1.2.2 磷酸鈣的仿生礦化方法12-15
- 1.3 鈦與羥基磷灰石的仿生礦化15-17
- 1.3.1 基體的官能團(tuán)化15-17
- 1.3.2 晶體成核與生長(zhǎng)17
- 1.4 絲素蛋白與磷酸鈣的仿生礦化17-19
- 1.5 鈦/絲素蛋白復(fù)合材料與磷酸鈣的仿生礦化19-20
- 1.6 本課題研究的目的及內(nèi)容20-22
- 第二章 鈦表面絲素蛋白膜/磷酸鈣復(fù)合涂層的制備與表征22-36
- 2.1 引言22-23
- 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-26
- 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器23-24
- 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟與方法24-26
- 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析26-33
- 2.3.1 礦化前各組鈦片表面的比較26-28
- 2.3.2 礦化不同時(shí)間的鈦片表面 FESEM 及 EDS 結(jié)果28-30
- 2.3.3 礦化不同時(shí)間的各組鈦片 XRD 分析30-32
- 2.3.4 礦化不同時(shí)間的鈦片 FTIR 分析32-33
- 2.3.5 TEM 分析33
- 2.4 討論33-34
- 2.4.1 絲素蛋白膜及其不同處理方式對(duì)磷酸鈣晶體生長(zhǎng)的影響33-34
- 2.4.2 鈦表面絲素蛋白膜上的磷酸鈣晶體生長(zhǎng)過(guò)程34
- 2.5 本章小結(jié)34-36
- 第三章 復(fù)合材料的 MG-63 細(xì)胞相容性研究36-45
- 3.1 引言36
- 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法36-41
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與器材36-38
- 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法38-41
- 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析41-43
- 3.3.1 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察41-42
- 3.3.2 MTT 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖42
- 3.3.3 細(xì)胞堿性磷酸酶活性測(cè)定42-43
- 3.4 討論43-44
- 3.4.1 涂層材料對(duì) MG-63 細(xì)胞粘附與增殖的影響43
- 3.4.2 涂層材料對(duì) MG-63 細(xì)胞早期分化的影響43-44
- 3.5 本章小結(jié)44-45
- 第四章 復(fù)合材料的生物組織相容性研究45-53
- 4.1 引言45
- 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
- 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料45
- 4.2.2 大鼠皮下埋植實(shí)驗(yàn)45-47
- 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析47-51
- 4.3.1 埋植前的骨釘表面形貌觀察47-48
- 4.3.2 皮下埋植實(shí)驗(yàn)后的組織學(xué)檢查48-51
- 4.3.3 皮下埋植后的骨釘表面 FESEM 觀察51
- 4.4 討論51
- 4.5 本章小結(jié)51-53
- 第五章 結(jié)論53-54
- 參考文獻(xiàn)54-62
- 碩士期間成果62-63
- 致謝63
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:鈦表面絲素蛋白調(diào)控磷酸鈣仿生礦化的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):317471
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