本文關(guān)鍵詞：基于絲素蛋白的反蛋白石結(jié)構(gòu)三維細(xì)胞支架的構(gòu)建研究

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【摘要】：蠶絲是一種古老的天然材料,被人利用的歷史已經(jīng)有幾千年。絲素蛋白是從蠶絲中提取出來的一種天然蛋白,由18種氨基酸組成,其中富含的甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸多以-Gly-Ala-Gly-Ala-Ser-重復(fù)序列的多肽形式存在。絲素蛋白被用作手術(shù)縫合材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也已有數(shù)百年歷史,其優(yōu)異的生物相容性,生物可降解性,良好的機械性能和光學(xué)性能在目前的高科技研究平臺下有了更廣闊的應(yīng)用空間。在治療組織器官損傷方面,組織工程是最具前景的方式,它能夠避免傳統(tǒng)治療方法中會出現(xiàn)的免疫排斥和供體短缺等問題。在組織工程的多個重點問題當(dāng)中,細(xì)胞支架的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是在材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最被廣泛研究的。細(xì)胞支架的結(jié)構(gòu)關(guān)系到細(xì)胞的粘附,細(xì)胞的增殖,營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和代謝產(chǎn)物的排出等多個方面。絲素蛋白具有生物相容性和生物可降解性,是一種理想的細(xì)胞支架材料,我們希望將絲素蛋白應(yīng)用于細(xì)胞支架中,制備成一種具有良好反蛋白石結(jié)構(gòu)的三維細(xì)胞支架。本論文主要研究了一種基于絲素蛋白的反蛋白石結(jié)構(gòu)三維細(xì)胞支架的有效制備方法,具體工作如下：1.絲素蛋白的提取及凝膠化試驗：我們從生蠶繭中提取絲素蛋白,并對比了不同提取體系的特點;將提取的絲素蛋白制備成包括水凝膠、海綿、納米纖維薄膜等不同形式,并評估三種不同形式絲素蛋白材料的不同性質(zhì)。2.絲素蛋白反蛋白石結(jié)構(gòu)三維細(xì)胞支架的構(gòu)建：我們利用自制的微流控裝置制備了三種材料的單分散性模板微球；通過對比確定聚己內(nèi)酯材料為制備模板微球的最佳方案,并將其模板微球排列成密堆積結(jié)構(gòu)的模板團聚體；將絲素蛋白浸潤到模板團聚體空隙中復(fù)制模板結(jié)構(gòu),最后將模板微球除去即可得到反蛋白石結(jié)構(gòu)的絲素蛋白三維細(xì)胞支架。3.絲素蛋白細(xì)胞支架的細(xì)胞培養(yǎng)試驗：我們研究了絲素蛋白水凝膠材料和海綿材料在細(xì)胞培養(yǎng)試驗中的優(yōu)劣,認(rèn)為海綿形式更好的機械性能使之相較于水凝膠形式更具優(yōu)勢；將絲素蛋白海綿的反蛋白石結(jié)構(gòu)三維細(xì)胞支架應(yīng)用于細(xì)胞試驗,利用倒置熒光顯微鏡等方式表征了細(xì)胞的粘附和生長情況,并用MTT法評估了細(xì)胞的活性和增殖情況。
【關(guān)鍵詞】：絲素蛋白 微流控裝置 三維細(xì)胞支架 反蛋白石結(jié)構(gòu) 細(xì)胞培養(yǎng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(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
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-33
• 1.1 絲素蛋白11-19
• 1.1.1 絲素蛋白簡介11-14
• 1.1.1.1 絲素蛋白的凝膠機理12-13
• 1.1.1.2 絲素蛋白的凝膠結(jié)構(gòu)13
• 1.1.1.3 絲素蛋白凝膠的機械性能13-14
• 1.1.2 絲素蛋白的改性14-16
• 1.1.2.1 物理改性14
• 1.1.2.2 化學(xué)改性14-16
• 1.1.3 絲素蛋白的應(yīng)用研究16-19
• 1.1.3.1 組織工程支架材料16-17
• 1.1.3.2 抗粘附抗凝血材料17
• 1.1.3.3 光刻膠材料17-18
• 1.1.3.4 治愈傷口敷料18
• 1.1.3.5 藥物的控釋材料18-19
• 1.1.3.6 生活日用品19
• 1.2 微流控技術(shù)19-25
• 1.2.1 微流控技術(shù)的概念19-20
• 1.2.2 微流控技術(shù)制備微液滴的原理及裝置20-22
• 1.2.3 微流控技術(shù)制備微液滴的影響因素22-24
• 1.2.3.1 材料性質(zhì)22-23
• 1.2.3.2 幾何形狀23-24
• 1.2.4 微流控技術(shù)制備微液滴的應(yīng)用24-25
• 1.3 細(xì)胞支架25-31
• 1.3.1 細(xì)胞支架的材料26-29
• 1.3.1.1 天然獲取的材料26-28
• 1.3.1.2 人工合成的材料28-29
• 1.3.2 細(xì)胞支架的結(jié)構(gòu)29-31
• 1.3.2.1 電紡纖維30
• 1.3.2.2 三維反蛋白石支架30
• 1.3.2.3 微載體30-31
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容31-33
• 第二章 絲素蛋白的提取及凝膠化試驗33-43
• 2.1 序言33-34
• 2.2 實驗部分34-36
• 2.2.1 實驗試劑34
• 2.2.2 實驗儀器34-35
• 2.2.3 絲素蛋白的提取35-36
• 2.2.4 絲素蛋白的凝膠化試驗36
• 2.2.4.1 絲素蛋白水凝膠(Hydrogel)36
• 2.2.4.2 絲素蛋白海綿(Sponge)36
• 2.2.4.3 絲素蛋白納米纖維(Nano-fiber)36
• 2.3 結(jié)果與討論36-41
• 2.3.1 絲素蛋白的提取36-37
• 2.3.2 絲素蛋白水凝膠37-38
• 2.3.3 絲素蛋白海綿38
• 2.3.4 絲素蛋白納米纖維38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 第三章 絲素蛋白反蛋白石結(jié)構(gòu)三維細(xì)胞支架的構(gòu)建43-57
• 3.1 序言43-44
• 3.2 實驗部分44-48
• 3.2.1 實驗試劑44
• 3.2.2 實驗儀器44-45
• 3.2.3 玻璃微流控裝置的制作45-46
• 3.2.4 模板微球的制備46-47
• 3.2.4.1 聚苯乙烯(PS)微球的制備46
• 3.2.4.2 瓊脂糖(Agarose)微球的制備46-47
• 3.2.4.3 聚己內(nèi)酯(PCL)微球的制備47
• 3.2.5 絲素蛋白的三維細(xì)胞支架的構(gòu)建47-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-56
• 3.3.1 微流控裝置48
• 3.3.2 聚苯乙烯微球的制備48-49
• 3.3.3 瓊脂糖微球的制備49-51
• 3.3.4 聚己內(nèi)酯微球的制備51-54
• 3.3.5 絲素蛋白的三維細(xì)胞支架的構(gòu)建54-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 絲素蛋白細(xì)胞支架的細(xì)胞培養(yǎng)試驗57-67
• 4.1 序言57-58
• 4.2 實驗部分58-61
• 4.2.1 實驗試劑58
• 4.2.2 實驗儀器58
• 4.2.3 細(xì)胞種植與培養(yǎng)58-60
• 4.2.3.1 細(xì)胞復(fù)蘇59
• 4.2.3.2 細(xì)胞換液59
• 4.2.3.3 細(xì)胞傳代59
• 4.2.3.4 細(xì)胞計數(shù)59-60
• 4.2.4 絲素蛋白細(xì)胞支架培養(yǎng)HepG2細(xì)胞60
• 4.2.5 熒光活性染色60
• 4.2.6 細(xì)胞增殖檢測(MTT法)60-61
• 4.3 結(jié)果與討論61-66
• 4.3.1 不同形式絲素蛋白基底材料的細(xì)胞培養(yǎng)61-63
• 4.3.2 不同形式絲素蛋白基底材料的對細(xì)胞活性和增殖的影響63-64
• 4.3.3 絲素蛋白三維細(xì)胞支架的細(xì)胞培養(yǎng)64-65
• 4.3.4 絲素蛋白三維細(xì)胞支架對細(xì)胞活性和增殖的影響65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻69-77
• 碩士期間發(fā)表的論文及申請專利77-79
• 致謝79

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