絲素蛋白-Ⅱ型膠原軟骨支架的制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-05-08 10:48
關(guān)節(jié)軟骨是一種覆蓋于關(guān)節(jié)表面的粘彈性結(jié)締組織,其具有潤滑、吸收震蕩及傳遞載荷至軟骨下骨的作用。由于其本身無血液供應(yīng)、神經(jīng)支配和淋巴回流,導(dǎo)致其在損傷后自身修復(fù)能力非常有限,盡管現(xiàn)代醫(yī)學有多種治療軟骨缺損的新技術(shù)、新方法,但總體療效普遍不令人滿意。組織工程學的提出為軟骨損傷修復(fù)提供了新思路。組織工程支架的體外組織化培養(yǎng)是軟骨組織工程中重要的部分,因此,設(shè)計制備綜合性能較好的組織工程支架對其組織化培養(yǎng)有著重要的意義。本文以天然絲素材料和關(guān)節(jié)軟骨為材料,提取絲素蛋白溶液和II型膠原;將二者按一定比例混合后,采用低溫3D打印技術(shù)和冷凍干燥法制備了絲素蛋白-Ⅱ型膠原三維多孔支架。首先,測量獲得了支架的密度、孔隙率和吸水率等物理性能。然后,開展了支架的應(yīng)力松弛、蠕變和率相關(guān)的力學性能實驗,結(jié)果顯示:在應(yīng)力松弛過程中,隨著壓縮應(yīng)變的增加,支架的初始應(yīng)力和瞬時應(yīng)力都增加;在恒定的壓縮應(yīng)變下,支架的應(yīng)力呈現(xiàn)先快速降低后緩慢降低的趨勢;隨著壓縮速率的增加,支架的應(yīng)力松弛速度加快。不同應(yīng)力水平下,支架的蠕變應(yīng)變都表現(xiàn)為先快速增加后緩慢增加的趨勢;隨著應(yīng)力水平的提高,支架的蠕變應(yīng)變增加;當卸除蠕變載荷后,承受...
【文章來源】:天津理工大學天津市
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 軟組織工程材料的研究
1.2.1 天然材料
1.2.2 人工合成材料
1.2.3 復(fù)合材料
1.3 組織工程支架的制備方法
1.3.1 粒子瀝濾法
1.3.2 靜電紡絲法
1.3.3 3D打印技術(shù)
1.3.4 冷凍干燥法
1.4 本課題研究的目的和內(nèi)容
第二章 絲素蛋白-Ⅱ型膠原軟骨支架的制備
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 主要材料與試劑
2.2.2 主要儀器
2.3 實驗方法
2.3.1 絲素蛋白溶液的提取
2.3.2 Ⅱ型膠原蛋白的提取
2.3.3 絲素蛋白-Ⅱ型膠原軟骨支架的制備
2.4 本章小結(jié)
第三章 支架的力學性能測試
3.1 實驗材料和設(shè)備
3.1.1 實驗材料
3.1.2 實驗設(shè)備
3.2 實驗內(nèi)容與方案
3.2.1 物理性質(zhì)測試
3.2.1.1 孔隙率和密度測定
3.2.1.2 吸水率測定
3.2.1.3 Micro-CT掃描觀察
3.2.2 力學性能測試
3.2.2.1 應(yīng)力松弛實驗
3.2.2.2 蠕變實驗
3.2.2.3 率相關(guān)性實驗
3.3 支架力學性能的理論模型建立
3.3.1 松弛型本構(gòu)模型的建立
3.3.2 蠕變本構(gòu)關(guān)系
3.4 實驗結(jié)果
3.4.1 支架的物理性能
3.4.2 支架的CT-掃描觀察
3.4.3 支架的應(yīng)力松弛行為
3.4.4 支架的蠕變性能
3.4.5 支架的率相關(guān)性能
3.5 本章小結(jié)
第四章 力學載荷下軟骨細胞在支架上的培養(yǎng)研究
4.1 引言
4.2 實驗材料、試劑與設(shè)備
4.2.1 實驗動物
4.2.2 主要試劑及配制方法
4.2.3 主要實驗設(shè)備
4.3 新西蘭兔骨髓間充質(zhì)干細胞成軟骨化誘導(dǎo)
4.3.1 新西蘭兔骨髓間充質(zhì)干細胞的提取、原代培養(yǎng)及鑒定
4.3.2 骨髓間充質(zhì)干細胞誘導(dǎo)成軟骨細胞
4.3.3 軟骨細胞的保存
4.4 支架的生物相容性檢測
4.4.1 MTT法檢測軟骨細胞的增殖
4.4.2 HE染色觀察
4.5 力學載荷下軟骨細胞在絲素蛋白-Ⅱ型膠原支架上的培養(yǎng)
4.5.1 不同力學載荷下軟骨細胞在支架上的培養(yǎng)
4.5.2 掃描電鏡觀察
4.5.3 RT-PCR檢測力學加載對軟骨細胞基因表達的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 前景展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]體外定向誘導(dǎo)人羊膜間充質(zhì)干細胞向骨、軟骨及脂肪細胞的分化[J]. 李豫皖,朱喜忠,金瑛,王勝民,楊繼濱,熊華章,鄒剛,劉毅. 中國組織工程研究. 2017(01)
[2]3D打印骨組織工程支架的研究與應(yīng)用[J]. 曹雪飛,宋朋杰,喬永杰,甄平. 中國組織工程研究. 2015(25)
[3]Engineering stem cell niches in bioreactors[J]. Meimei Liu,Ning Liu,Ru Zang,Shang-Tian Yang,Yan Li. World Journal of Stem Cells. 2013(04)
[4]不同固定液對大鼠脾石蠟切片HE染色標本的影響[J]. 孫海梅,尚宏偉,張立新,季鳳清,周德山. 中國醫(yī)學裝備. 2011(10)
[5]含自體富集骨髓干細胞松質(zhì)骨移植與自體松質(zhì)骨鑲嵌移植修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的對比研究[J]. 石仕元,應(yīng)小樟,胡德新,鄭琦,魏威. 中國骨傷. 2011(04)
[6]骨髓間充質(zhì)干細胞和關(guān)節(jié)軟骨細胞共培養(yǎng)與轉(zhuǎn)化生長因子β1誘導(dǎo)的比較[J]. 陳宗雄,劉曉強,王萬宗. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(27)
[7]高純度牛骨膠原的制備及其結(jié)構(gòu)表征[J]. 成曉瑜,陳文華,裴顯慶,馮平. 食品科學. 2009(07)
[8]MTT法、CPE觀察法用于藥物細胞毒性實驗的比較與分析[J]. 閻祖煒,朱欣,李聞文. 實用預(yù)防醫(yī)學. 2007(05)
[9]軟骨細胞上清液誘導(dǎo)BMSC向軟骨細胞轉(zhuǎn)化的實驗研究[J]. 劉媛媛,苗春雷,唐勝建. 細胞與分子免疫學雜志. 2007(07)
[10]殼聚糖與型膠原復(fù)合制作組織工程軟骨支架及其性能研究[J]. 史德海,蔡道章,周長忍,李立華,曾春,李曉峰. 中國修復(fù)重建外科雜志. 2005(04)
碩士論文
[1]Ⅱ型膠原—透明質(zhì)酸復(fù)合支架材料的構(gòu)建及在軟骨組織工程應(yīng)用的初步研究[D]. 秦勝男.暨南大學 2010
本文編號:3175204
【文章來源】:天津理工大學天津市
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 軟組織工程材料的研究
1.2.1 天然材料
1.2.2 人工合成材料
1.2.3 復(fù)合材料
1.3 組織工程支架的制備方法
1.3.1 粒子瀝濾法
1.3.2 靜電紡絲法
1.3.3 3D打印技術(shù)
1.3.4 冷凍干燥法
1.4 本課題研究的目的和內(nèi)容
第二章 絲素蛋白-Ⅱ型膠原軟骨支架的制備
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 主要材料與試劑
2.2.2 主要儀器
2.3 實驗方法
2.3.1 絲素蛋白溶液的提取
2.3.2 Ⅱ型膠原蛋白的提取
2.3.3 絲素蛋白-Ⅱ型膠原軟骨支架的制備
2.4 本章小結(jié)
第三章 支架的力學性能測試
3.1 實驗材料和設(shè)備
3.1.1 實驗材料
3.1.2 實驗設(shè)備
3.2 實驗內(nèi)容與方案
3.2.1 物理性質(zhì)測試
3.2.1.1 孔隙率和密度測定
3.2.1.2 吸水率測定
3.2.1.3 Micro-CT掃描觀察
3.2.2 力學性能測試
3.2.2.1 應(yīng)力松弛實驗
3.2.2.2 蠕變實驗
3.2.2.3 率相關(guān)性實驗
3.3 支架力學性能的理論模型建立
3.3.1 松弛型本構(gòu)模型的建立
3.3.2 蠕變本構(gòu)關(guān)系
3.4 實驗結(jié)果
3.4.1 支架的物理性能
3.4.2 支架的CT-掃描觀察
3.4.3 支架的應(yīng)力松弛行為
3.4.4 支架的蠕變性能
3.4.5 支架的率相關(guān)性能
3.5 本章小結(jié)
第四章 力學載荷下軟骨細胞在支架上的培養(yǎng)研究
4.1 引言
4.2 實驗材料、試劑與設(shè)備
4.2.1 實驗動物
4.2.2 主要試劑及配制方法
4.2.3 主要實驗設(shè)備
4.3 新西蘭兔骨髓間充質(zhì)干細胞成軟骨化誘導(dǎo)
4.3.1 新西蘭兔骨髓間充質(zhì)干細胞的提取、原代培養(yǎng)及鑒定
4.3.2 骨髓間充質(zhì)干細胞誘導(dǎo)成軟骨細胞
4.3.3 軟骨細胞的保存
4.4 支架的生物相容性檢測
4.4.1 MTT法檢測軟骨細胞的增殖
4.4.2 HE染色觀察
4.5 力學載荷下軟骨細胞在絲素蛋白-Ⅱ型膠原支架上的培養(yǎng)
4.5.1 不同力學載荷下軟骨細胞在支架上的培養(yǎng)
4.5.2 掃描電鏡觀察
4.5.3 RT-PCR檢測力學加載對軟骨細胞基因表達的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 前景展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]體外定向誘導(dǎo)人羊膜間充質(zhì)干細胞向骨、軟骨及脂肪細胞的分化[J]. 李豫皖,朱喜忠,金瑛,王勝民,楊繼濱,熊華章,鄒剛,劉毅. 中國組織工程研究. 2017(01)
[2]3D打印骨組織工程支架的研究與應(yīng)用[J]. 曹雪飛,宋朋杰,喬永杰,甄平. 中國組織工程研究. 2015(25)
[3]Engineering stem cell niches in bioreactors[J]. Meimei Liu,Ning Liu,Ru Zang,Shang-Tian Yang,Yan Li. World Journal of Stem Cells. 2013(04)
[4]不同固定液對大鼠脾石蠟切片HE染色標本的影響[J]. 孫海梅,尚宏偉,張立新,季鳳清,周德山. 中國醫(yī)學裝備. 2011(10)
[5]含自體富集骨髓干細胞松質(zhì)骨移植與自體松質(zhì)骨鑲嵌移植修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的對比研究[J]. 石仕元,應(yīng)小樟,胡德新,鄭琦,魏威. 中國骨傷. 2011(04)
[6]骨髓間充質(zhì)干細胞和關(guān)節(jié)軟骨細胞共培養(yǎng)與轉(zhuǎn)化生長因子β1誘導(dǎo)的比較[J]. 陳宗雄,劉曉強,王萬宗. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(27)
[7]高純度牛骨膠原的制備及其結(jié)構(gòu)表征[J]. 成曉瑜,陳文華,裴顯慶,馮平. 食品科學. 2009(07)
[8]MTT法、CPE觀察法用于藥物細胞毒性實驗的比較與分析[J]. 閻祖煒,朱欣,李聞文. 實用預(yù)防醫(yī)學. 2007(05)
[9]軟骨細胞上清液誘導(dǎo)BMSC向軟骨細胞轉(zhuǎn)化的實驗研究[J]. 劉媛媛,苗春雷,唐勝建. 細胞與分子免疫學雜志. 2007(07)
[10]殼聚糖與型膠原復(fù)合制作組織工程軟骨支架及其性能研究[J]. 史德海,蔡道章,周長忍,李立華,曾春,李曉峰. 中國修復(fù)重建外科雜志. 2005(04)
碩士論文
[1]Ⅱ型膠原—透明質(zhì)酸復(fù)合支架材料的構(gòu)建及在軟骨組織工程應(yīng)用的初步研究[D]. 秦勝男.暨南大學 2010
本文編號:3175204
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