本文關(guān)鍵詞：用于組織支架的靜電紡絲纖維的制備及其應(yīng)用

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【摘要】：靜電紡絲技術(shù)能夠制備比表面積大、孔徑小、孔隙率高、纖維均一性好,直徑與細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)膠原纖維相近的連續(xù)超細(xì)纖維,與天然細(xì)胞外基質(zhì)相似,因此利用靜電紡絲技術(shù)制備的組織支架組織在組織修復(fù)和再生等組織工程領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。本研究采用靜電紡絲技術(shù)制備了溫敏性取向電紡纖維,并同時用于細(xì)胞分選和取向細(xì)胞片層工程。采用同步細(xì)胞電噴/聚脲型聚氨酯PEUU電紡技術(shù)制備了三維載細(xì)胞組織支架,并用于干細(xì)胞組織工程工程。具體內(nèi)容如下:1.研究了一種簡單的基于溫敏性電紡納米纖維基底進(jìn)行細(xì)胞分選和取向細(xì)胞片層獲得的技術(shù)。首先異丙基丙烯酰胺(NIPA)和N-羥基琥珀酰亞胺丙烯酸酯(NHS)自由基聚合反應(yīng)合成聚異丙基丙烯酰胺共聚N-羥基琥珀酰亞胺丙烯酸酯(PNIPA-NAS),然后和Gelatin一定比例混合交聯(lián)生成PNIPA-Gel。采用高壓靜電紡絲的方法制備了PNIPA-Gel的溫敏納米纖維,該基底可以用于細(xì)胞分選和取向細(xì)胞片層工程。大鼠成纖維細(xì)胞和Phoenix細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)說明通過降溫、吹打的方法,Phoenix細(xì)胞首先脫附,可實(shí)現(xiàn)共培養(yǎng)細(xì)胞的分離純化。剩余的粘附在基底的大鼠成纖維細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng),成纖維細(xì)胞傾向于隨著纖維基底取向方向伸長,形成取向的細(xì)胞片層,最后通過低溫脫附的方法獲得可直接移植的完整取向細(xì)胞片層。該方法在組織工程中具有良好的應(yīng)用前景。2.采用溶液法兩步合成聚脲型聚氨酯PEUU,并對PEUU膜機(jī)械性能進(jìn)行表征,初始模量為65.2~79.7MPa,屈服強(qiáng)度為5.9~8.9MPa,拉伸強(qiáng)度為17.9~42.6MPa,斷裂伸長率為946~1019.9%。另外PEUU具有可降解性(56d后質(zhì)量損失達(dá)32%)和良好的生物相容性。采用靜電紡絲的方法進(jìn)行PEUU纖維的制備,PEUU纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線結(jié)果表明,通過改變電紡溶液的濃度可制備模量從數(shù)MPa至幾十MPa的纖維結(jié)構(gòu)柔性支架。采用同步細(xì)胞電噴/聚合物電紡技術(shù),一束進(jìn)行PEUU高聚物的電紡,一束進(jìn)行MSC細(xì)胞電噴,可快速制備高柔性、高細(xì)胞負(fù)載量電紡組織工程支架,大量MSC細(xì)胞可較均勻的分布在電紡組織工程支架內(nèi),且生長良好,加工過程中的高電壓和殘存的電紡用溶劑對細(xì)胞的影響較小。Q-RT-PCR結(jié)果顯示該纖維組織支架對骨鈣素表達(dá)上調(diào),對細(xì)胞Ⅱ型膠原基因表達(dá)下調(diào),說明MSCs仍然保持一定多分化潛能。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 組織工程 細(xì)胞分選 細(xì)胞片層 聚異丙基丙烯酰胺(PNIPA) 溫敏性 聚脲型聚氨酯(PEUU)
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 組織工程12-15
• 1.1.1 種子細(xì)胞13
• 1.1.2 組織工程支架13-14
• 1.1.3 細(xì)胞與組織支架的復(fù)合14-15
• 1.2 組織工程用生物材料15-16
• 1.2.1 組織工程天然生物材料15
• 1.2.2 組織工程用合成生物材料15-16
• 1.3 靜電紡絲技術(shù)用于組織支架的制備16-20
• 1.3.1 靜電紡絲技術(shù)16-17
• 1.3.2 靜電紡絲工藝17-18
• 1.3.3 電紡纖維在組織工程的應(yīng)用18-20
• 1.4 課題的立題意義和研究內(nèi)容20-24
• 1.4.1 取向電紡纖維在細(xì)胞分選及細(xì)胞片層工程的應(yīng)用20-21
• 1.4.2 三維組織支架在組織工程中的應(yīng)用21-24
• 第二章 溫敏納米電紡纖維在細(xì)胞分選和取向細(xì)胞片層工程的應(yīng)用24-40
• 2.1 前言24-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器26-27
• 2.2.2 PNIPA-NAS共聚物的制備27
• 2.2.3 PNIPA-Gel電紡納米纖維的制備27-28
• 2.2.4 PNIPA-Gel的表征28-29
• 2.2.4.1 PNIPA-NAS共聚物的結(jié)構(gòu)表征28-29
• 2.2.4.2 PNIPA-Gel高聚物及其纖維表面性能的表征29
• 2.2.5 細(xì)胞的培養(yǎng)與染色29-30
• 2.2.5.1 細(xì)胞的培養(yǎng)29
• 2.2.5.2 細(xì)胞的染色29-30
• 2.2.6 溫敏PNIPA-Gel納米纖維表面對共培養(yǎng)細(xì)胞的分選30
• 2.2.7 細(xì)胞的取向生長和取向細(xì)胞片層的獲得30
• 2.3 結(jié)果與討論30-39
• 2.3.1 PNIPA-NAS 共聚物的合成與表征30-33
• 2.3.1.1 PNIPA-NAS共聚物的合成30-31
• 2.3.1.2 PNIPA-NAS共聚物的結(jié)構(gòu)表征31-32
• 2.3.1.3 PNIPA-NAS共聚物的溫敏性表征32-33
• 2.3.2 PNIPA-Gel的制備與表征33-35
• 2.3.2.1 PNIPA-Gel的制備33-34
• 2.3.2.2 PNIPA-Gel 的 DSC 測定34-35
• 2.3.3 PNIPA-Gel電紡納米纖維的表征35-36
• 2.3.3.1 PNIPA-Gel電紡納米纖維的SEM表征35
• 2.3.3.2 PNIPA-Gel電紡納米纖維表面接觸角的測定35-36
• 2.3.4 細(xì)胞分選36-37
• 2.3.5 取向細(xì)胞片層的獲得37-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 同步細(xì)胞電噴/聚脲型聚氨酯電紡組織工程支架的制備及應(yīng)用40-71
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-52
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器41-42
• 3.2.2 聚氨酯的合成42-43
• 3.2.3 PEUU聚氨酯的結(jié)構(gòu)表征43
• 3.2.3.1 特性黏度的測定43
• 3.2.3.2 FTIR43
• 3.2.3.31H-NMR43
• 3.2.4 聚氨酯PEUU的性能表征43-45
• 3.2.4.1 聚氨酯PEUU機(jī)械性能的測定43-44
• 3.2.4.2 聚氨酯PEUU吸水率的測定44
• 3.2.4.3 聚氨酯PEUU水解性能的測定44
• 3.2.4.4 降解產(chǎn)物對細(xì)胞的毒性44-45
• 3.2.5. 大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞（r MSCs）的提取與表征45-46
• 3.2.5.1 大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞（r MSCs）的提取45
• 3.2.5.2 MSCs 細(xì)胞表面分子的檢測45-46
• 3.2.6 聚氨酯電紡纖維的制備與表征46-48
• 3.2.7 同步電噴電紡組織支架的制備及表征48-52
• 3.2.7.1 不同條件下電噴細(xì)胞及其活性的檢測48
• 3.2.7.2 同步電噴細(xì)胞/電紡 PEUU 纖維組織支架的制備及表征48-50
• 3.2.7.3 同步電紡 PEUU/電噴細(xì)胞纖維組織支架中細(xì)胞的生長情況50
• 3.2.7.4 同步電紡 PEUU/電噴細(xì)胞纖維組織支架中細(xì)胞 DNA 含量的測定50
• 3.2.7.5 RT-PCR 法測纖維組織支架中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞多分化潛能50-52
• 3.3 結(jié)果與討論52-69
• 3.3.1 聚氨酯PEUU的合成與結(jié)構(gòu)表征52-55
• 3.3.1.1 聚氨酯PEUU的合成52-53
• 3.3.1.2 聚氨酯PEUU的結(jié)構(gòu)表征53-55
• 3.3.2 聚氨酯PEUU的性能表征55-59
• 3.3.2.1 聚氨酯PEUU膜的機(jī)械性能55
• 3.3.2.2 聚氨酯PEUU膜的吸水率55-56
• 3.3.2.3 聚氨酯PEUU膜的水解性能56-58
• 3.3.2.4 聚氨酯PEUU水解液的細(xì)胞毒性試驗(yàn)58-59
• 3.3.3 聚氨酯PEUU電紡纖維膜的制備與表征59-61
• 3.3.3.1 聚氨酯PEUU電紡纖維膜的SEM表征59-60
• 3.3.3.2 聚氨酯PEUU電紡纖維（e-PEUU）的機(jī)械性能60-61
• 3.3.4 細(xì)胞在e-PEUU纖維上的生長61-63
• 3.3.5 大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞(rMSCs)表面分子的表征63-65
• 3.3.6 電壓對r MSCs細(xì)胞活性的影響65-66
• 3.3.7 同步電紡PEUU/電噴細(xì)胞纖維組織支架靜態(tài)培養(yǎng)細(xì)胞的生長情況66-67
• 3.3.8 同步電紡PEUU/電噴細(xì)胞纖維組織支架中細(xì)胞dsDNA含量測定67-68
• 3.3.9 QRT-PCR法檢測纖維組織支架中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞多分化潛能68-69
• 3.4 本章小結(jié)69-71
• 第四章 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-83
• 致謝83-84
• 作者簡介84
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡旭棟;王光林;;靜電紡絲納米纖維支架在神經(jīng)組織工程中的研究進(jìn)展[J];中國修復(fù)重建外科雜志;2010年09期

，

本文編號：525766