本文關(guān)鍵詞：殼聚糖基納米纖維組織工程支架的交聯(lián)與性能評價

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【摘要】：近年來,由靜電紡絲法制備各種能仿生天然細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的納-微米超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的生物材料支架已成為組織工程學(xué)研究的一個熱點。作為常用的組織工程支架構(gòu)建的選擇材料之一,天然生物高分子材料殼聚糖(CTS)已被通過不同的途徑電紡成納米纖維結(jié)構(gòu)。這些制備方法主要包括采取特定溶劑的純殼聚糖靜電紡絲和常規(guī)溶液中參有成纖劑的殼聚糖混合物電紡絲等。以往研究表明,不論采取哪種殼聚糖納米纖維的電紡絲方法,制備的納米纖維一般都存在耐水性不佳(如在水中容易溶脹或溶解)的問題,影響應(yīng)用時的纖維形態(tài)。同時,殼聚糖的濕態(tài)力學(xué)性能較低,難以滿足組織工程對生物材料支架的力學(xué)性能要求。基于這些問題,本研究工作的主要目的是：優(yōu)化CTS紡絲體系,選擇合適的交聯(lián)劑和交聯(lián)方法對電紡CTS納米纖維進(jìn)行交聯(lián)處理,對交聯(lián)后的納米纖維進(jìn)行理化和生物相容性評價。 采用超高分子量聚氧化乙烯(PEO)作為成纖助劑,本課題首先研究了殼聚糖納米纖維的電紡性問題。研究結(jié)果表明,質(zhì)量比分別為85/15、90/10、95/5、97/3的CTS/PEO溶液均可電紡形成形貌良好的納米纖維,即使成纖劑PEO已降低到僅為3%的水平。通過元素分析和X-射線光電子能譜(XPS)對樣品表面分析,評價了制備纖維中殼聚糖和聚氧化乙烯的比例。通過傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)研究了CTS和PEO在電紡纖維中的分子間相互作用。這些納米纖維膜顯示了定的纖維形態(tài)的水接觸敏感性,但降低成纖劑PEO的含量至3%明顯利于CTS納米纖維的形態(tài)保持。力學(xué)測試結(jié)果顯示,CTS/PEO質(zhì)量比為95:5的納米纖維膜的力學(xué)性能較好,強(qiáng)度達(dá)到18.96±1.62MPa,但濕態(tài)下的性能下降較大,僅為6.39±0.95MPa。 為了改善CTS納米纖維在濕態(tài)下的特性(如纖維形貌、力學(xué)等),在兼顧生物相容性的前提下,我們選用京尼平作為交聯(lián)劑對殼聚糖納米纖維進(jìn)行交聯(lián)處理,并用傳統(tǒng)交聯(lián)劑—戊二醛作為對照,對交聯(lián)后的納米纖維的理化和生物學(xué)性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明,采用京尼平和戊二醛交聯(lián)能明顯地改善CTS納米纖維在濕態(tài)下的纖維形貌,且隨著交聯(lián)劑濃度和交聯(lián)時間的增加,效果更加明顯。FTIR結(jié)果驗證了京尼平與殼聚糖之間的化學(xué)交聯(lián)作用。XRD結(jié)果顯示,京尼平交聯(lián)后殼聚糖結(jié)晶度有所增加,這為解釋交聯(lián)后的CTS納米纖維的溶脹度和酶解率下降提供了有力的證據(jù)。交聯(lián)前后的CTS納米纖維在PBS (pH=7.2)中浸泡溶脹72h后的纖維形貌相差很大。交聯(lián)后的纖維在含溶菌酶的PBS (pH=7.2)中降解3周后的纖維形貌仍能保持完好。通過L929成纖維細(xì)胞在不同京尼平濃度(0.1-1%)交聯(lián)的CTS納米纖維膜支架上的細(xì)胞增殖情況及形貌觀察表明,L929細(xì)胞在交聯(lián)的CTS納米纖維支架上的增殖遠(yuǎn)好于在未交聯(lián)的CTS納米纖維上的結(jié)果。從選用交聯(lián)劑濃度的影響看,發(fā)現(xiàn)0.5%濃度京尼平交聯(lián)后的CTS納米纖維支架上的增殖和生長狀況都優(yōu)于其它京尼平濃度。從長時間細(xì)胞培養(yǎng)效果來看,用京尼平交聯(lián)CTS納米纖維比用戊二醛交聯(lián)更有利于細(xì)胞的增殖。 基于前面獲得的交聯(lián)方法,我們制備了能仿生天然骨的納米結(jié)構(gòu)的殼聚糖基的羥基磷灰石(HAp)納米復(fù)合材料(HAp/CTS)納米纖維,并用京尼平對其進(jìn)行交聯(lián),最后以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)為種子細(xì)胞,從細(xì)胞生物學(xué)水平初步評價了此仿生材料的生物安全性/生物相容性和成骨性。結(jié)果表明,未交聯(lián)的HAp/CTS復(fù)合納米纖維在濕態(tài)時也存在耐水性差的問題,但在京尼平交聯(lián)后,形貌保持良好。BMSCs在京尼平交聯(lián)的HAp/CTS仿生復(fù)合納米纖維上能較好的生長和擴(kuò)增,說明此材料有良好的細(xì)胞相容性。通過檢測成骨標(biāo)志蛋白堿性磷酸酶表明了京尼平交聯(lián)的HAp/CTS仿生復(fù)合納米纖維能夠誘導(dǎo)BMSCs向成骨分化,具有一定的功能性。所有這些結(jié)果都表明我們通過當(dāng)前研究發(fā)展的用京尼平交聯(lián)殼聚糖納米纖維的方法,從維持電紡后殼聚糖基納米纖維的形貌不受影響及作為組織工程支架應(yīng)具有的良好細(xì)胞相容性方面是可行的。
【關(guān)鍵詞】：殼聚糖 京尼平 羥基磷灰石 靜電紡絲 組織工程
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 組織工程與靜電紡絲12-15
• 1.2 殼聚糖靜電紡絲15-20
• 1.3 殼聚糖的交聯(lián)研究進(jìn)展20-27
• 1.4 課題的提出、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點27-29
• 第二章 殼聚糖納米纖維的制備29-40
• 2.1 引言29-30
• 2.2 實驗部分30-33
• 2.3 結(jié)果與討論33-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 殼聚糖納米纖維的交聯(lián)40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 材料與方法40-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 殼聚糖納米纖維交聯(lián)后的生物相容性評價51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 實驗部分51-56
• 4.3 結(jié)果與討論56-62
• 4.4 本章小節(jié)62-63
• 第五章 含有羥基磷灰石的殼聚糖復(fù)合纖維的制備與交聯(lián)63-75
• 5.1 引言63
• 5.2 材料與方法63-68
• 5.3 結(jié)果與討論68-74
• 5.4 本章小節(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 實驗結(jié)論75-76
• 6.2 后續(xù)工作建議76-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參加科研項目情況85-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：910469