本文關鍵詞：PHBV多孔骨組織工程支架的制備及應用

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【摘要】：骨組織工程主要研究骨組織的人工替代與修復，選取適用的骨組織工程支架材料和制備方法是該領域中的關鍵問題之一。在骨組織工程中，多孔支架的材料性能、孔隙形貌、孔隙率及機械強度等十分重要。 聚（3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯）（PHBV）是一種由微生物合成的聚酯，不僅具有良好的生物可降解性和生物相容系，而且機械性能優(yōu)異，因此近年來PHBV在骨組織工程支架領域得到越來越多的關注。目前PHBV多孔支架的制備方法主要為鹽瀝出法和靜電紡絲法，由于這幾種方法存在局限性，本研究采用熱致相分離法及相分離-鹽瀝出法相結合制備PHBV多孔骨組織工程支架，旨在提供具有潛在應用價值的骨組織工程支架材料。 本文研究了相分離溫度、冷卻速度、聚合物濃度及致孔劑種類、致孔劑含量等因素對PHBV多孔支架微觀結構、孔隙率、力學性能等的影響。研究結果顯示： （1）利用相分離法制備PHBV多孔支架時，相分離溫度對多孔支架的微觀結構影響較大。當相分離溫度在二氧六環(huán)結晶溫度以上時，，PHBV在降溫過程中會結晶，導致支架的整體形貌為球粒堆積狀。當相分離溫度低于二氧六環(huán)結晶溫度時，溶劑結晶占主導，所形成的多孔支架形貌為蜂窩狀多孔結構，其中孔徑為90μm-10μm左右，孔隙率約78%-92%。當相分離溫度為液氮溫度時，由于傳熱的不均勻，支架中會產生葉脈狀的多孔結構，孔徑約為3μm。支架的孔徑和孔隙率均隨聚合物濃度的增加而減��；對于球粒結構的PHBV支架，球粒直徑也隨聚合物濃度而減小。 （2）利用相分離-鹽瀝出相結合法可以制備出具有大孔-小孔結構的PHBV多孔支架，大孔的孔徑由致孔劑粒子決定，小孔孔徑由相分離溫度決定。利用該方法得到PHBV多孔支架的壓縮性能要優(yōu)于用鹽瀝出法制備的PHBV多孔支架。故采用相分離-鹽瀝出方法可以獲得具有高孔隙率、力學性能良好的、三維孔隙結構的PHBV多孔支架。 組織工程支架不僅是為細胞提供生長空間及物理支持，開發(fā)能促進細胞在其上黏附、增殖、分化的、具有生物活性的組織工程支架是組織工程支架發(fā)展的方向。本文在制備了三維PHBV多孔支架的基礎上，通過表面涂層方式在PHBV支架表面引入具有良好細胞相容性的聚（甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯）P(MMA-DEA)。P(MMA-DEA)涂層的引入可以增加PHBV多孔支架的親水性，同時在支架中引入含氮基團，可促進人脂肪干細胞（hADSCs）在PHBV多孔支架上的黏附。體外成骨誘導7天后,可以檢測到hADSCs在表面涂層改性的PHBV支架上分泌堿性磷酸酶。體外誘導21天后，采用茜素紅染色法可觀察到鈣沉積，說明hADSCs可以在P(MMA-DEA)表面涂層的PHBV多孔支架上黏附、增殖及分化，該種表面改性PHBV支架具有應用于骨修復領域的潛能。 通過復合方式在PHBV支架中引入具有生物活性的甲殼素納米晶。甲殼素納米晶的引入不僅可以提高PHBV多孔支架的力學性能，同時可以改善支架的表面性質，提高支架的親水性。在PHBV/甲殼素納米晶復合支架上接種hADSCs，體外成骨誘導培養(yǎng)結果顯示hADSCs能在該種復合支架上正常黏附、增殖及分化，該種納米復合改性PHBV支架具有應用于骨修復領域的潛能。
【關鍵詞】：PHBV 骨組織工程 多孔支架 表面涂層 甲殼素納米晶 hADSC
【學位授予單位】：寧波大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08;R687
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 引言10-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 骨的結構、生成及轉化11-13
• 1.2 骨組織工程13-21
• 1.2.1 骨組織工程簡介13
• 1.2.2 骨組織工程中的種子細胞13-14
• 1.2.3 骨組織工程支架材料14-18
• 1.2.4 骨組織工程支架的制備方法18-21
• 1.3 本課題的提出與主要研究內容21-23
• 第二章 熱致相分離法制備 PHBV 多孔支架23-33
• 2.1 前言23-25
• 2.2 實驗與表征25-26
• 2.3 結果與討論26-32
• 2.3.1 PHBV/二氧六環(huán)相分離行為26-28
• 2.3.2 溶劑結晶及高分子結晶對支架微觀形貌的影響28-29
• 2.3.3 冷卻速率對支架形貌的影響29-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 相分離法-鹽瀝出法結合制備 PHBV 多孔支架33-41
• 3.1 前言33
• 3.2 實驗與方法33-35
• 3.3 結果與討論35-40
• 3.3.1 PHBV 多孔支架外觀35-36
• 3.3.2 PHBV 多孔支架微觀形貌36-37
• 3.3.3 孔劑粒徑、含量對支架孔隙率的影響37-38
• 3.3.4 PHBV 多孔支架的力學性能38-40
• 3.4 本章小節(jié)40-41
• 第四章 PHBV 多孔支架表面改性及 hADSCs 成骨誘導培養(yǎng)41-52
• 4.1 前言41-42
• 4.2 實驗與表征42-44
• 4.3 結果與討論44-51
• 4.3.1 PHBV 多孔支架表面改性形貌44-45
• 4.3.2 紅外分析45-46
• 4.3.3 接觸角分析46-47
• 4.3.4 hADSC 在支架上的形貌及增殖47-49
• 4.3.5 堿性磷酸酶（ALP）活性49-50
• 4.3.6 hADSC 在支架上的礦化情況50-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 PHBV/甲殼素納米晶（CNC）復合支架制備及 hADSCs 成骨誘導培養(yǎng)52-65
• 5.1 前言52-53
• 5.2 實驗與方法53-56
• 5.3 結果與討論56-63
• 5.3.1 甲殼素納米晶形貌56-57
• 5.3.2 PHBV/CNC 復合支架微觀形貌57-58
• 5.3.3 PHBV/CNC 復合支架元素分析及表面親疏水性58-59
• 5.3.4 PHBV/CNC 復合支架的力學性能59-60
• 5.3.5 hADSCs 在 PHBV/CNC 復合支架表面粘附及增殖60-61
• 5.3.6 堿性磷酸酶（ALP）活性61-63
• 5.3.7 hADSCs 在 PHBV/CNC 復合支架上的礦化情況63
• 5.4 本章小結63-65
• 第六章 結論與展望65-67
• 6.1 結論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻67-74
• 在學研究成果74-75
• 致謝75

【參考文獻】

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本文編號：830249