研究背景和目的 作為身體的支撐框架，骨組織在整個生命過程中不斷地受到各種力的作用而相應地調(diào)節(jié)其質(zhì)量、密度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。成骨細胞是對應力應變信號進行感知的主要力學敏感性細胞。骨缺損的修復及組織工程化骨組織的構(gòu)建，成骨細胞都是在三維支架內(nèi)部貼壁生長的。支架材料作為接受外來刺激的主體，將力學刺激從外部傳遞到細胞，而細胞因為受到力學刺激，其增殖和分化的速率也將會發(fā)生改變。因此，研究支架在表觀應變下內(nèi)部的應變分布對于研究力學刺激對三維支架內(nèi)細胞的增殖及分化具有重要的意義。Micro-CT技術(shù)能夠非破壞性的獲得支架內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)進行重建獲得支架的模型，再用有限元分析不同的力學刺激下支架內(nèi)部的應變分布。在骨移植材料和骨組織工程支架材料中，羥基磷灰石（Hydroxyapatite, HA）因能與骨形成很強的化學結(jié)合具有骨傳導作用而被廣泛應用，然而，單一HA的脆性及低疲勞強度限制了其進一步應用，殼聚糖（Chitosan，CS）因具有無毒性、可生物降解及良好的可加工性而被廣泛應用于組織工程研究中，將HA與CS復合從而增強韌性，并充分發(fā)揮HA良好的生物相容性，有望制備出性能優(yōu)異的骨支架材料。本研究...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
縮略詞索引表
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 課題的目的意義
    1.3 研究內(nèi)容與研究方法
    1.4 課題實施方案
    1.5 參考文獻
第2章 微、納米 HA/CS 復合膜的制備及性能
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 細胞
        2.2.2 主要試劑
        2.2.3 主要儀器
        2.2.4 試劑的配制
        2.2.5 實驗方法
            2.2.5.1 微米 HA 的制備及表征
            2.2.5.2 納米 HA 的制備及表征
            2.2.5.3 微、納米 HA 的能譜分析比較
            2.2.5.4 微、納米 HA/CS 復合膜的制備
            2.2.5.5 微、納米 HA/CS 復合膜的性能
        2.2.6 統(tǒng)計學處理
    2.3 實驗結(jié)果
        2.3.1 微米 HA 的制備及表征
        2.3.2 納米 HA 的制備及表征
        2.3.3 微、納米 HA 的能譜分析比較
        2.3.4 微、納米 HA/CS 復合膜的力學性能
        2.3.5 微、納米 HA/CS 復合膜的細胞相容性
            2.3.5.1 小鼠成骨前體細胞 MC3T3-E1 的培養(yǎng)及鑒定
            2.3.5.2 MC3T3-E1 細胞在復合膜上的增殖
            2.3.5.3 SEM 觀察復合膜上細胞形態(tài)
            2.3.5.4 力學拉伸對復合膜上細胞凋亡的影響
    2.4 討論
    2.5 結(jié)論
    2.6 參考文獻
第3章 微、納米 HA/CS 復合多孔支架材料的制備及性能
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 細胞
        3.2.2 主要試劑
        3.2.3 主要儀器
        3.2.4 實驗方法
            3.2.4.1 致孔劑石蠟微球的制備及形貌觀察
            3.2.4.2 復合支架的制備
            3.2.4.3 復合支架的理化性能
            3.2.4.4 復合支架的細胞相容性
            3.2.4.5 復合支架的體外降解
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 致孔劑石蠟微球的制備及形貌觀察
        3.3.2 復合支架的理化性能
            3.3.2.1 SEM 觀察
            3.3.2.2 復合支架的吸水率
            3.3.2.3 復合支架的動態(tài)力學性能
            3.3.2.4 復合支架三維結(jié)構(gòu)及微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)
        3.3.3 復合支架的細胞相容性
            3.3.3.1 細胞增殖
            3.3.3.2 細胞/支架復合物 H.E、Masson 染色
            3.3.3.3 SEM 觀察細胞形態(tài)
        3.3.4 復合支架的體外降解
            3.3.4.1 復合支架質(zhì)量變化
            3.3.4.2 SEM 觀察表面溶蝕
            3.3.4.3 降解液中還原糖濃度
    3.4 討論
    3.5 結(jié)論
    3.6 參考文獻
第4章 力學作用對微、納米 HA/CS 復合材料上 MC3T3-E1 生物學特性的影響
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 細胞
        4.2.2 主要試劑
        4.2.3 主要儀器
        4.2.4 主要試劑的配制
        4.2.5 實驗方法
            4.2.5.1 細胞/支架復合物動態(tài)載荷參數(shù)的確定
            4.2.5.2 動態(tài)壓載荷加載裝置的完善及使用
            4.2.5.3 細胞的接種及動態(tài)培養(yǎng)
            4.2.5.4 SEM 觀察細胞形態(tài)
            4.2.5.5 MTT 法檢測細胞增殖
            4.2.5.6 流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡
            4.2.5.7 ELISA 檢測細胞 ALP 含量
            4.2.5.8 Real-time PCR 檢測細胞 BMP-2、Col I、OCN 基因表達
            4.2.5.9 Western blot 檢測細胞 BMP-2、Col I、OCN 蛋白表達
        4.2.6 統(tǒng)計學處理
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 細胞/支架復合物動態(tài)載荷參數(shù)的確定
        4.3.2 動態(tài)壓載荷加載裝置的完善及使用
        4.3.3 SEM 觀察細胞形態(tài)
        4.3.4 MTT 法檢測細胞增殖
        4.3.5 流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡
        4.3.6 ELISA 檢測細胞 ALP 含量
        4.3.7 Real-time PCR 檢測細胞 BMP-2、Col I、OCN 基因表達
        4.3.8 Western blot 檢測細胞 BMP-2、Col I、OCN 蛋白表達
    4.4 討論
    4.5 結(jié)論
    4.6 參考文獻
第5章 結(jié)論與后續(xù)工作建議
    5.1 全文主要結(jié)論
    5.2 后續(xù)工作建議
文獻綜述
    參考文獻
在學期間取得的成果及發(fā)表的代表性論著
附件
作者簡歷
致謝



本文編號：3765325