本文關(guān)鍵詞：載BMP短纖維涂覆多孔HA支架制備及其性能表征

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【摘要】：鈣磷酸鹽生物陶瓷如羥基磷灰石(HA)等,它與自然骨中發(fā)現(xiàn)的鈣磷酸鹽的成分相似,具有卓越的生物相容性,被廣泛應(yīng)用于骨組織工程。但HA很難在不破壞其生物功能化表面的情況下載入生長因子,因此,單一的HA支架在體內(nèi)植入后,在組織生長過程中易出現(xiàn)內(nèi)部營養(yǎng)供應(yīng)不足的問題。而根據(jù)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)中的重要成分——膠原蛋白,主要以納米纖維的形式存在并構(gòu)成纖維網(wǎng)架,構(gòu)建具有類ECM結(jié)構(gòu)的仿生支架可能為細(xì)胞在體外的生長提供理想的微環(huán)境。本課題中,在構(gòu)建類ECM結(jié)構(gòu)仿生支架的同時(shí),為了使多孔HA支架在骨缺失修復(fù)過程中促進(jìn)骨組織加速生長,采用載有骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的聚乳酸短纖維對HA支架表面進(jìn)行修飾,形成藥物緩釋體系。利用乳液靜電紡絲工藝制備裝載BMP-2的聚乳酸纖維,將纖維短切后分散在海藻酸鈉(SA)溶液中,并涂覆在HA多孔支架表面獲得短纖維復(fù)合支架。對復(fù)合支架微觀形貌、孔隙率、力學(xué)性能等進(jìn)行表征,并對復(fù)合支架進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和異位成骨實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)獲得以下結(jié)論：(1)使用粒子濾除法制備出貫通性良好的HA多孔支架,純HA支架最大抗壓強(qiáng)度0.52±0.07 MPa,當(dāng)將PLLA短纖維結(jié)合到支架表面后,支架抗壓強(qiáng)度增加到1.16+0.25Mpa,同時(shí)對支架的貫通性及孔隙率幾乎沒有影響；(2)利用銅板切片法制備PLLA短纖維操作簡單,單根短切纖維長度在500μm左右。并且SA對短纖維的分散效果最佳,使纖維可以均勻的涂覆在支架表面。(3)在體外釋放實(shí)驗(yàn)中,復(fù)合支架降低了蛋白早期的突釋量,1d內(nèi)蛋白的突釋量僅為21.5%,且持續(xù)釋放時(shí)間約為4周。(4)從細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出,支架表面涂覆短纖維,模擬了細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu),有利于細(xì)胞的黏附和增殖。(5)體內(nèi)異位植入實(shí)驗(yàn)得出,支架內(nèi)部有較多組織長入,說明支架生物相容性良好,纖維復(fù)合支架生骨及血管量較HA支架多,說明支架表面的類細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)對支架整體的異位成骨誘導(dǎo)性能具有顯著的影響；BMP-2復(fù)合支架的新生骨及新生血管量最多,說明復(fù)合支架載藥體系可以很好地促進(jìn)骨修復(fù)。
【關(guān)鍵詞】：羥基磷灰石支架 短纖維 表面修飾 骨形態(tài)發(fā)生蛋白 藥物緩釋
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(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6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 引言12
• 1.2 組織工程材料的生物學(xué)研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 骨組織工程對生物支架材料的性能要求12-14
• 1.2.2 骨組織工程常用支架材料14-16
• 1.2.3 骨組織工程支架的制備技術(shù)16-18
• 1.3 支架表面微結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展18-22
• 1.3.1 表面微納結(jié)構(gòu)的生物學(xué)研究18-20
• 1.3.2 納米纖維的生物學(xué)效應(yīng)20
• 1.3.3 納米纖維的制備方法20-22
• 1.4 組織工程支架藥物控釋研究進(jìn)展22-25
• 1.4.1 藥物緩釋型支架制備方法22-23
• 1.4.2 羥基磷灰石支架載藥研究23-24
• 1.4.3 載活性物質(zhì)電紡纖維支架研究進(jìn)展24-25
• 1.5 本課題研究意義和內(nèi)容25-27
• 1.5.1 本課題研究意義25-26
• 1.5.2 本課題的研究內(nèi)容26-27
• 第2章 HA/PLLA短纖維復(fù)合支架的制備27-39
• 2.1 引言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器27-29
• 2.3 HA支架制備29-30
• 2.3.1 糖球(造孔劑)制備29
• 2.3.2 多孔羥基磷灰石支架的制備29-30
• 2.4 PLLA納米短纖維的制備30-31
• 2.4.1 載BMP-2電紡纖維的制備30-31
• 2.4.2 PLLA纖維短切31
• 2.5 PLLA短纖維的分散31-32
• 2.5.1 纖維分散劑的選擇31-32
• 2.5.2 分散劑濃度對纖維分散的影響32
• 2.5.3 纖維分散方法32
• 2.6 短纖維涂覆支架制備32-33
• 2.6.1 短纖維與支架結(jié)合方法32-33
• 2.6.2 支架孔隙率及抗壓強(qiáng)度的測定33
• 2.7 結(jié)果與討論33-38
• 2.7.1 多孔HA支架形貌觀察33-34
• 2.7.2 載BMP-2納米纖維的制備34
• 2.7.3 PLLA纖維短切34-35
• 2.7.4 纖維分散劑的選擇35-36
• 2.7.5 復(fù)合支架的形貌觀察36-37
• 2.7.6 支架的孔隙率及抗壓強(qiáng)度37-38
• 2.8 本章小結(jié)38-39
• 第3章 支架釋藥研究及細(xì)胞行為研究39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器39-40
• 3.3 支架載藥量測定40-42
• 3.3.1 BMP試劑盒測定骨形成蛋白濃度40-42
• 3.3.2 蛋白包裹量與包封效率的測定42
• 3.3.3 支架纖維結(jié)合量計(jì)算42
• 3.4 電紡纖維中BMP-2的體外釋放42-43
• 3.4.1 PBS緩沖液的配置42
• 3.4.2 體外釋放實(shí)驗(yàn)方法42-43
• 3.5 支架的細(xì)胞行為學(xué)研究43-45
• 3.5.1 成骨細(xì)胞體外培養(yǎng)43
• 3.5.2 材料的滅菌及預(yù)處理43
• 3.5.3 細(xì)胞接種43-44
• 3.5.4 Alamar Blue檢測細(xì)胞增殖44-45
• 3.5.5 細(xì)胞SEM形貌觀察45
• 3.6 結(jié)果與討論45-49
• 3.6.1 蛋白包裹量與包封效率45
• 3.6.2 支架纖維結(jié)合量45-46
• 3.6.3 纖維中蛋白的釋放行為46-47
• 3.6.4 復(fù)合支架細(xì)胞行為47-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 第4章 體內(nèi)異位成骨研究50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器50-51
• 4.3 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?/span>51
• 4.3.1 動(dòng)物選擇51
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)51
• 4.4 實(shí)驗(yàn)過程51-53
• 4.4.1 支架準(zhǔn)備51
• 4.4.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程51-52
• 4.4.3 組織學(xué)樣品制備52-53
• 4.4.4 組織學(xué)樣品采集53
• 4.5 結(jié)果與討論53-58
• 4.5.1 大體觀察53-54
• 4.5.2 組織學(xué)形態(tài)研究54-57
• 4.5.3 組織形態(tài)計(jì)量學(xué)結(jié)果57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與科研項(xiàng)目72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：637260