HAP/β-TCP/CS、KGM/HA骨組織工程支架材料的制備及臨床前期研究
發(fā)布時間:2022-10-10 20:52
生物支架材料作為骨損傷治療的載體,加載種子細胞后形成細胞復合材料,移植到骨損傷部位,通過種子細胞不斷增殖以及分泌因子等作用,誘使種子細胞向成骨細胞分化,同時生物材料在體內生物降解,從而達到修復骨損傷的目的。骨損傷治療中,種子細胞和載體材料是研究的熱點和難點,干細胞具有自我更新和分化特性,已逐漸成為修復和治療包括骨損傷、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、貧血等病理性病變和生理性退變的重要手段,臨床應用的主要問題是來源受限;骨損傷治療中支架材料應具有無毒、適宜的力學支架結構、可穩(wěn)定持續(xù)完全降解、良好的生物相容性等,目前已知單一材料很難達到這種要求,本研究以魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan, KGM)、透明質酸(Hyaluronic acid, HA)、羥基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)、β-磷酸三鈣(β-tricalcium phosphate,β-TCP)以及殼聚糖(Chitosan, CS)為原料制備的復合材料滿足骨組織工程的要求。因此,以復合支架材料為載體,加載干細胞治療骨損傷,探討細胞復合材料對骨損傷的修復和治療作用,具體研究內容及結果如下: 1. KGM/...
【文章頁數】:138 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
1.1 生物支架材料
1.1.1 生物支架材料分類
1.1.2 生物材料支架制備工藝
1.1.3 生物支架特征
1.2 種子細胞
1.2.1 成骨細胞
1.2.2 骨髓基質細胞
1.2.3 基因修飾細胞
1.2.4 干細胞
1.2.5 種子細胞存在的問題及展望
1.3 生物活性因子
1.3.1 成纖維細胞生長因子
1.3.2 胰島素樣生長因子
1.3.3 血小板衍生生長因子
1.3.4 轉化生長因子β
1.3.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白
1.3.6 血管內皮生長因子
1.4 本課題研究的目的和意義
第二章 生物材料的制備
2.1 實驗材料
2.2 實驗方法
2.2.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料制備技術路線
2.2.2 KGM/HA多孔支架材料制備技術路線
2.2.3 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料的制備方法
2.2.4 KGM/HA多孔支架材料的制備方法
2.2.5 支架孔徑分析方法
2.2.6 支架抗壓強度分析方法
2.2.7 支架吸水率分析方法
2.2.8 掃描電鏡(SEM)分析
2.2.9 支架體外降解性能分析
2.3 結果與討論
2.3.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料
2.3.2 KGM/HA多孔支架材料
2.4 小結
第三章 誘導多能干細胞的制備和鑒定
3.1 實驗材料
3.1.1 主要試劑
3.1.2 試劑配制方法
3.1.3 主要儀器
3.1.4 實驗動物
3.1.5 成纖維細胞來源
3.1.6 天然誘導劑制備
3.2 實驗方法
3.2.1 誘導多能干細胞的制備和鑒定實驗方案
3.2.2 成纖維細胞的制備
3.2.3 蛋白標準曲線的繪制
3.2.4 改良MTT法檢測魚卵提取物對成纖維細胞增殖的影響
3.2.5 人成纖維細胞的誘導
3.2.6 免疫細胞化學檢測方法
3.2.7 半定量PCR檢測基因表達量
3.2.8 組織切片制作方法
3.2.9 體內分化致瘤實驗
3.2.10 DNA甲基化修飾分析(BSP法)
3.2.11 實時熒光定量PCR分析
3.2.12 透射電鏡切片制作
3.2.13 重編程細胞體外成骨分化誘導
3.2.14 重編程細胞體外成脂分化誘導
3.2.15 重編程細胞體外成神經細胞分化誘導
3.2.16 Western Blot分析
3.2.17 數據統(tǒng)計分析
3.3 結果
3.3.1 蛋白測定標準曲線
3.3.2 成纖維細胞的純度鑒定
3.3.3 成纖維細胞的形態(tài)學
3.3.4 魚卵提取物對成纖維細胞增殖的影響
3.3.5 誘導細胞形態(tài)學特征與干細胞標志性基因表達分析
3.3.6 畸胎瘤的組織結構
3.3.7 多潛能基因啟動子區(qū)域甲基化分析
3.3.8 實時熒光定量PCR結果
3.3.9 信號通路關鍵蛋白磷酸化結果
3.3.10 重編程細胞體外分化潛能
3.3.11 亞細胞結構分析
3.4 討論
3.5 小結
第四章 細胞-支架復合材料的生物相容性及對骨損傷的治療和修復作用
4.1 實驗材料
4.1.1 主要試劑
4.1.2 主要儀器
4.2 實驗方法
4.2.1 細胞-支架生物相容性及骨損傷治療研究總體方案
4.2.2 iMS細胞的制備
4.2.3 生物支架材料浸提液的制備
4.2.4 細胞毒性實驗
4.2.5 組織切片的制作步驟
4.2.6 細胞-支架復合材料的制備方法
4.2.7 狗橈骨缺損動物模型及移植方法
4.2.8 兔橈骨缺損動物模型及移植方法
4.3 結果與討論
4.3.1 iMS細胞-HAP/β-TCP/CS復合材料的生物相容性及骨損傷修復結果
4.3.2 iMS細胞-KGM/HA復合材料的生物相容性及骨損傷修復結果
4.4 小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 創(chuàng)新點
5.3 問題及展望
致謝
參考文獻
附錄
附錄A 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及成果
附錄B 相關圖表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]魔芋葡甘聚糖的改性及其在生物材料領域的應用概況[J]. 許東穎,盛家榮,李光吉. 材料導報. 2008(11)
[2]殼聚糖基因納米粒子的細胞攝入和體外毒性研究[J]. 張海玲,王芹,宋麗萍,岳井銀,冷希崗. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2007(06)
[3]魔芋葡甘聚糖結構改性及其生物學特性在組織工程復合材料中的作用[J]. 景森,張峰,陳慶華,潘興華,龐榮清. 中國組織工程研究與臨床康復. 2007(35)
[4]Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency[J]. James A Thomson. Cell Research. 2007(01)
[5]軟骨組織工程支架材料研究的現狀[J]. 李強,孫正義. 中國組織工程研究與臨床康復. 2007(01)
[6]骨組織工程種子細胞的研究近況[J]. 王萍,鄒霓. 中國臨床康復. 2006(41)
[7]磷酸鈣生物材料固有骨誘導性的研究現狀與展望[J]. 包崇云,張興棟. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2006(02)
[8]Identification of two distinct transactivation domains in the pluripotency sustaining factor nanog[J]. GUANG Jin PAN, DUAN QING PEI Institute of Pharmacology, Department of Biological Sciences and Biotechnology and State Key Labora tory of Biomembrane and Membrane Biotechnology, Tsinghua Institutes of Biomedicine, Tsinghua University, 100084 Beijing, China. E-mail: duanqing@aol.com Department of Pharmacology, University of Minnesota, Minneapolis, MN55455, USA. Cell Research. 2003(06)
[9]HA/TCP雙相陶瓷肌內長期植入誘導成骨的實驗觀察[J]. 盧曉風,盧冰,張杰,張真,李勝富,步宏,李幼平,程驚秋. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2002(03)
本文編號:3690332
【文章頁數】:138 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
1.1 生物支架材料
1.1.1 生物支架材料分類
1.1.2 生物材料支架制備工藝
1.1.3 生物支架特征
1.2 種子細胞
1.2.1 成骨細胞
1.2.2 骨髓基質細胞
1.2.3 基因修飾細胞
1.2.4 干細胞
1.2.5 種子細胞存在的問題及展望
1.3 生物活性因子
1.3.1 成纖維細胞生長因子
1.3.2 胰島素樣生長因子
1.3.3 血小板衍生生長因子
1.3.4 轉化生長因子β
1.3.5 骨形態(tài)發(fā)生蛋白
1.3.6 血管內皮生長因子
1.4 本課題研究的目的和意義
第二章 生物材料的制備
2.1 實驗材料
2.2 實驗方法
2.2.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料制備技術路線
2.2.2 KGM/HA多孔支架材料制備技術路線
2.2.3 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料的制備方法
2.2.4 KGM/HA多孔支架材料的制備方法
2.2.5 支架孔徑分析方法
2.2.6 支架抗壓強度分析方法
2.2.7 支架吸水率分析方法
2.2.8 掃描電鏡(SEM)分析
2.2.9 支架體外降解性能分析
2.3 結果與討論
2.3.1 HAP/β-TCP/CS多孔支架材料
2.3.2 KGM/HA多孔支架材料
2.4 小結
第三章 誘導多能干細胞的制備和鑒定
3.1 實驗材料
3.1.1 主要試劑
3.1.2 試劑配制方法
3.1.3 主要儀器
3.1.4 實驗動物
3.1.5 成纖維細胞來源
3.1.6 天然誘導劑制備
3.2 實驗方法
3.2.1 誘導多能干細胞的制備和鑒定實驗方案
3.2.2 成纖維細胞的制備
3.2.3 蛋白標準曲線的繪制
3.2.4 改良MTT法檢測魚卵提取物對成纖維細胞增殖的影響
3.2.5 人成纖維細胞的誘導
3.2.6 免疫細胞化學檢測方法
3.2.7 半定量PCR檢測基因表達量
3.2.8 組織切片制作方法
3.2.9 體內分化致瘤實驗
3.2.10 DNA甲基化修飾分析(BSP法)
3.2.11 實時熒光定量PCR分析
3.2.12 透射電鏡切片制作
3.2.13 重編程細胞體外成骨分化誘導
3.2.14 重編程細胞體外成脂分化誘導
3.2.15 重編程細胞體外成神經細胞分化誘導
3.2.16 Western Blot分析
3.2.17 數據統(tǒng)計分析
3.3 結果
3.3.1 蛋白測定標準曲線
3.3.2 成纖維細胞的純度鑒定
3.3.3 成纖維細胞的形態(tài)學
3.3.4 魚卵提取物對成纖維細胞增殖的影響
3.3.5 誘導細胞形態(tài)學特征與干細胞標志性基因表達分析
3.3.6 畸胎瘤的組織結構
3.3.7 多潛能基因啟動子區(qū)域甲基化分析
3.3.8 實時熒光定量PCR結果
3.3.9 信號通路關鍵蛋白磷酸化結果
3.3.10 重編程細胞體外分化潛能
3.3.11 亞細胞結構分析
3.4 討論
3.5 小結
第四章 細胞-支架復合材料的生物相容性及對骨損傷的治療和修復作用
4.1 實驗材料
4.1.1 主要試劑
4.1.2 主要儀器
4.2 實驗方法
4.2.1 細胞-支架生物相容性及骨損傷治療研究總體方案
4.2.2 iMS細胞的制備
4.2.3 生物支架材料浸提液的制備
4.2.4 細胞毒性實驗
4.2.5 組織切片的制作步驟
4.2.6 細胞-支架復合材料的制備方法
4.2.7 狗橈骨缺損動物模型及移植方法
4.2.8 兔橈骨缺損動物模型及移植方法
4.3 結果與討論
4.3.1 iMS細胞-HAP/β-TCP/CS復合材料的生物相容性及骨損傷修復結果
4.3.2 iMS細胞-KGM/HA復合材料的生物相容性及骨損傷修復結果
4.4 小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 創(chuàng)新點
5.3 問題及展望
致謝
參考文獻
附錄
附錄A 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及成果
附錄B 相關圖表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]魔芋葡甘聚糖的改性及其在生物材料領域的應用概況[J]. 許東穎,盛家榮,李光吉. 材料導報. 2008(11)
[2]殼聚糖基因納米粒子的細胞攝入和體外毒性研究[J]. 張海玲,王芹,宋麗萍,岳井銀,冷希崗. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2007(06)
[3]魔芋葡甘聚糖結構改性及其生物學特性在組織工程復合材料中的作用[J]. 景森,張峰,陳慶華,潘興華,龐榮清. 中國組織工程研究與臨床康復. 2007(35)
[4]Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency[J]. James A Thomson. Cell Research. 2007(01)
[5]軟骨組織工程支架材料研究的現狀[J]. 李強,孫正義. 中國組織工程研究與臨床康復. 2007(01)
[6]骨組織工程種子細胞的研究近況[J]. 王萍,鄒霓. 中國臨床康復. 2006(41)
[7]磷酸鈣生物材料固有骨誘導性的研究現狀與展望[J]. 包崇云,張興棟. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2006(02)
[8]Identification of two distinct transactivation domains in the pluripotency sustaining factor nanog[J]. GUANG Jin PAN, DUAN QING PEI Institute of Pharmacology, Department of Biological Sciences and Biotechnology and State Key Labora tory of Biomembrane and Membrane Biotechnology, Tsinghua Institutes of Biomedicine, Tsinghua University, 100084 Beijing, China. E-mail: duanqing@aol.com Department of Pharmacology, University of Minnesota, Minneapolis, MN55455, USA. Cell Research. 2003(06)
[9]HA/TCP雙相陶瓷肌內長期植入誘導成骨的實驗觀察[J]. 盧曉風,盧冰,張杰,張真,李勝富,步宏,李幼平,程驚秋. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2002(03)
本文編號:3690332
本文鏈接:http://sikaile.net/yixuelunwen/swyx/3690332.html
最近更新
教材專著