羥基磷灰石/絲素復(fù)合支架負(fù)載BMP-2的制備及其生物相容性研究
發(fā)布時間:2021-05-24 13:08
骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)隸屬于轉(zhuǎn)錄生長因子p (TGF-p)超家族,具有促進(jìn)成骨細(xì)胞分化、誘導(dǎo)骨組織再生的能力,目前已廣泛應(yīng)用于骨組織工程研究之中。羥基磷灰石(HA)是天然骨組織的主要無機(jī)成分,具有骨誘導(dǎo)性,能夠誘導(dǎo)新生骨的血管化,促進(jìn)新骨的形成,且植入體內(nèi)后不會引起炎癥反應(yīng),常用作骨修復(fù)材料。絲素蛋白(SF)因其良好的生物相容性、降解性及獨(dú)特的力學(xué)性能等,廣泛用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。因此,本研究采用原核表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行重組人的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(rhBMP-2)的表達(dá),獲得了有生物活性的BMP2成熟肽。在此基礎(chǔ)上將rhBMP-2與HA及SF復(fù)合,制備了負(fù)載有rhBMP-2的HA/SF復(fù)合支架,并通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),研究該材料的生物相容性及對骨缺損修復(fù)的影響。本研究主要包括三部分內(nèi)容:1、重組人的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的體外表達(dá)、純化及復(fù)性通過逆轉(zhuǎn)錄PCR方法從人骨肉瘤MG-63細(xì)胞中獲得rhBMP-2基因,克隆至原核表達(dá)載體pET-30a (+)中構(gòu)建了表達(dá)質(zhì)粒pET30a-rhBMP2。將該表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌BL21 (DE3)中經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá),變性條件下利用Ni離子親和層析(Ni-NTA)...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要縮略語
第1章 緒論
1.1 骨缺損修復(fù)研究進(jìn)展
1.1.1 骨組織
1.1.2 骨缺損修復(fù)
1.1.3 骨組織工程
1.1.4 展望
1.2 絲素蛋白在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.2.1 手術(shù)縫合線
1.2.2 生物傳感器
1.2.3 人工皮膚(創(chuàng)面敷料)
1.2.4 骨組織修復(fù)材料
1.2.5 人工血管及人工韌帶
1.2.6 藥物緩釋載體
1.2.7 隱形眼鏡
1.2.8 細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
1.2.9 展望
1.3 羥基磷灰石的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.3.1 羥基磷灰石材料的合成方法
1.3.2 羥基磷灰石材料在骨修復(fù)中的應(yīng)用
1.3.3 納米羥基磷灰石材料在藥物載體研究中的應(yīng)用
1.3.4 納米羥基磷灰石在腫瘤治療中的應(yīng)用
1.3.5 展望
1.4 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.4.1 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的結(jié)構(gòu)
1.4.2 骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體
1.4.3 骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
1.4.4 骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號的調(diào)節(jié)
1.4.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的應(yīng)用
1.4.6 展望
1.5 研究的目的及意義
第2章 重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2在體外的表達(dá)、純化及復(fù)性
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 MG-63細(xì)胞總RNA提取
2.2.4 rhBMP-2基因獲得及表達(dá)載體構(gòu)建
2.2.5 rhBMP-2的原核表達(dá)及純化
2.2.6 rhBMP-2蛋白的體外復(fù)性
2.2.7 rhBMP-2蛋白對細(xì)胞增殖的影響
2.2.8 rhBMP-2蛋白對細(xì)胞分化的影響
2.2.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3.1 攜帶rhBMP-2基因的原核表達(dá)載體構(gòu)建
2.3.2 rhBMP-2的原核表達(dá)及純化
2.3.3 rhBMP-2蛋白的體外復(fù)性
2.3.4 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對細(xì)胞增殖的影響
2.3.5 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對細(xì)胞分化的影響
2.3.6 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對骨鈣素基因轉(zhuǎn)錄及骨鈣素蛋白分泌的影響
2.4 結(jié)論
第3章 負(fù)載rhBMP-2的HA/SF復(fù)合支架的制備
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 納米羥基磷灰石(HA)的制備
3.2.4 絲素水溶液的制備
3.2.5 HA/SF多孔復(fù)合支架的制備
3.2.6 樣品的形貌結(jié)構(gòu)及性能表征
3.2.7 在體外HA/SF復(fù)合支架對rhBMP-2蛋白的吸附及釋放
3.2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 HA/SF復(fù)合支架的表面形貌分析
3.3.2 HA/SF復(fù)合支架的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
3.3.3 HA/SF復(fù)合支架的孔隙率和吸水率分析
3.3.4 HA/SF復(fù)合支架的熱穩(wěn)定性分析
3.3.5 HA/SF復(fù)合支架對rhBMP-2蛋白的吸附及釋放
3.4 結(jié)論
第4章 負(fù)載rhBMP-2的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 體外檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.2.4 體內(nèi)檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架對骨再生的影響
4.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 體外檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.3.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.4 結(jié)論
結(jié)論及展望
主要研究成果
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CPC/SF復(fù)合材料的制備[J]. 謝瑞娟,鄧啟明,詹鴻洲. 紡織學(xué)報. 2009(10)
[2]吻合血管自體腓骨移植修復(fù)脛骨缺損[J]. 劉永光,楊玉樑,曠甫國,廖大勇,徐頔. 西南國防醫(yī)藥. 2009(08)
[3]腓骨皮瓣移植修復(fù)股骨長段骨骨缺損的臨床應(yīng)用研究[J]. 趙治偉,程春生,馬文龍,單海民,程真真. 世界中西醫(yī)結(jié)合雜志. 2009(07)
[4]同種異體骨植骨治療四肢骨折臨床療效研究[J]. 陶偉偉,朱建非,張穹,丁杰. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2009(04)
[5]絲素蛋白對可注射磷酸鈣骨水泥細(xì)胞相容性的影響[J]. 干旻峰,楊惠林,古彥錚,陳曉慶,王根林,陳亮,朱雪松,謝瑞娟. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2009(03)
[6]骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號傳導(dǎo)和功能調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[J]. 王弘毅,張偉濱. 國際骨科學(xué)雜志. 2008(06)
[7]不同結(jié)構(gòu)絲素蛋白對羥基磷灰石結(jié)晶的調(diào)控作用[J]. 豐強(qiáng),閔思佳,張海萍,高欣,汪琦翀,朱良均. 蠶業(yè)科學(xué). 2008(03)
[8]一種新的人工血管涂層及其實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃福華,鄭軍,孫立忠. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2008(04)
[9]絲素蛋白作為組織工程生物材料的研究進(jìn)展[J]. 王宏昕,李敏. 中國修復(fù)重建外科雜志. 2008(02)
[10]骨組織工程支架材料及其力學(xué)性能[J]. 龔明明,譚麗麗,楊柯. 材料導(dǎo)報. 2007(10)
本文編號:3204244
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要縮略語
第1章 緒論
1.1 骨缺損修復(fù)研究進(jìn)展
1.1.1 骨組織
1.1.2 骨缺損修復(fù)
1.1.3 骨組織工程
1.1.4 展望
1.2 絲素蛋白在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.2.1 手術(shù)縫合線
1.2.2 生物傳感器
1.2.3 人工皮膚(創(chuàng)面敷料)
1.2.4 骨組織修復(fù)材料
1.2.5 人工血管及人工韌帶
1.2.6 藥物緩釋載體
1.2.7 隱形眼鏡
1.2.8 細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
1.2.9 展望
1.3 羥基磷灰石的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.3.1 羥基磷灰石材料的合成方法
1.3.2 羥基磷灰石材料在骨修復(fù)中的應(yīng)用
1.3.3 納米羥基磷灰石材料在藥物載體研究中的應(yīng)用
1.3.4 納米羥基磷灰石在腫瘤治療中的應(yīng)用
1.3.5 展望
1.4 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.4.1 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的結(jié)構(gòu)
1.4.2 骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體
1.4.3 骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
1.4.4 骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號的調(diào)節(jié)
1.4.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的應(yīng)用
1.4.6 展望
1.5 研究的目的及意義
第2章 重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2在體外的表達(dá)、純化及復(fù)性
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 MG-63細(xì)胞總RNA提取
2.2.4 rhBMP-2基因獲得及表達(dá)載體構(gòu)建
2.2.5 rhBMP-2的原核表達(dá)及純化
2.2.6 rhBMP-2蛋白的體外復(fù)性
2.2.7 rhBMP-2蛋白對細(xì)胞增殖的影響
2.2.8 rhBMP-2蛋白對細(xì)胞分化的影響
2.2.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3.1 攜帶rhBMP-2基因的原核表達(dá)載體構(gòu)建
2.3.2 rhBMP-2的原核表達(dá)及純化
2.3.3 rhBMP-2蛋白的體外復(fù)性
2.3.4 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對細(xì)胞增殖的影響
2.3.5 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對細(xì)胞分化的影響
2.3.6 復(fù)性的rhBMP-2蛋白對骨鈣素基因轉(zhuǎn)錄及骨鈣素蛋白分泌的影響
2.4 結(jié)論
第3章 負(fù)載rhBMP-2的HA/SF復(fù)合支架的制備
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 納米羥基磷灰石(HA)的制備
3.2.4 絲素水溶液的制備
3.2.5 HA/SF多孔復(fù)合支架的制備
3.2.6 樣品的形貌結(jié)構(gòu)及性能表征
3.2.7 在體外HA/SF復(fù)合支架對rhBMP-2蛋白的吸附及釋放
3.2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 HA/SF復(fù)合支架的表面形貌分析
3.3.2 HA/SF復(fù)合支架的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
3.3.3 HA/SF復(fù)合支架的孔隙率和吸水率分析
3.3.4 HA/SF復(fù)合支架的熱穩(wěn)定性分析
3.3.5 HA/SF復(fù)合支架對rhBMP-2蛋白的吸附及釋放
3.4 結(jié)論
第4章 負(fù)載rhBMP-2的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 體外檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.2.4 體內(nèi)檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架對骨再生的影響
4.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 體外檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.3.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)檢測負(fù)載rhBMP-2蛋白的HA/SF復(fù)合支架的生物相容性
4.4 結(jié)論
結(jié)論及展望
主要研究成果
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CPC/SF復(fù)合材料的制備[J]. 謝瑞娟,鄧啟明,詹鴻洲. 紡織學(xué)報. 2009(10)
[2]吻合血管自體腓骨移植修復(fù)脛骨缺損[J]. 劉永光,楊玉樑,曠甫國,廖大勇,徐頔. 西南國防醫(yī)藥. 2009(08)
[3]腓骨皮瓣移植修復(fù)股骨長段骨骨缺損的臨床應(yīng)用研究[J]. 趙治偉,程春生,馬文龍,單海民,程真真. 世界中西醫(yī)結(jié)合雜志. 2009(07)
[4]同種異體骨植骨治療四肢骨折臨床療效研究[J]. 陶偉偉,朱建非,張穹,丁杰. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2009(04)
[5]絲素蛋白對可注射磷酸鈣骨水泥細(xì)胞相容性的影響[J]. 干旻峰,楊惠林,古彥錚,陳曉慶,王根林,陳亮,朱雪松,謝瑞娟. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2009(03)
[6]骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號傳導(dǎo)和功能調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[J]. 王弘毅,張偉濱. 國際骨科學(xué)雜志. 2008(06)
[7]不同結(jié)構(gòu)絲素蛋白對羥基磷灰石結(jié)晶的調(diào)控作用[J]. 豐強(qiáng),閔思佳,張海萍,高欣,汪琦翀,朱良均. 蠶業(yè)科學(xué). 2008(03)
[8]一種新的人工血管涂層及其實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃福華,鄭軍,孫立忠. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2008(04)
[9]絲素蛋白作為組織工程生物材料的研究進(jìn)展[J]. 王宏昕,李敏. 中國修復(fù)重建外科雜志. 2008(02)
[10]骨組織工程支架材料及其力學(xué)性能[J]. 龔明明,譚麗麗,楊柯. 材料導(dǎo)報. 2007(10)
本文編號:3204244
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