本文關(guān)鍵詞：基于聚多巴胺粘附層生物學(xué)修飾聚乳酸及其細(xì)胞相容性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚乳酸(PLA)因其良好的機(jī)械性能、可加工性能、可生物降解等性能,而被廣泛用于骨組織修復(fù)領(lǐng)域。然而,其本身又有一定的局限性,如:親水性較差、細(xì)胞相容性不夠理想、缺乏成骨和成血管化功能等。通過對PLA材料表面進(jìn)行生物學(xué)修飾,可以有效改善PLA材料的上述性能。作為貽貝粘附蛋白的關(guān)鍵成分,多巴胺(DOPA)幾乎可以粘附在任何材料的表面,有效改善材料表面的親水性和細(xì)胞相容性;尤為重要的是,其形成的聚多巴胺(PDOPA)層可以作為二級反應(yīng)平臺,在基體材料表面進(jìn)一步修飾生物活性分子,賦予基體材料優(yōu)異的生物學(xué)性能。為此,本文首先選用聚(D、L-乳酸)(PDLLA)作為基體材料,利用溶液澆注法制備成膜,基于DOPA在堿性條件下的氧化自聚合反應(yīng)對其進(jìn)行改性,得到一系列不同濃度的DOPA改性的PDLLA/PDOPA-x復(fù)合膜,利用SEM、AFM、接觸角和表面能對改性前后的表面形貌、親疏水性及表面能進(jìn)行觀察測試。結(jié)果表明:經(jīng)DOPA改性之后,PDLLA膜表面的形貌發(fā)生了明顯的變化,粗糙度明顯增大,親水性得到了提高,表面能增大,最終確定出DOPA合適的反應(yīng)濃度為2 g/L。鑒于殼寡糖(COS)具有優(yōu)異的生物相容性、良好的成骨活性和水溶性,本文在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步以PDOPA層為反應(yīng)平臺,引入不同濃度的COS,從而制得不同濃度的COS功能化的PDLLA/PDOPA-COS-y復(fù)合膜。利用SEM、AFM、接觸角、表面能、FTIR和XPS對改性前后的表面形貌、親疏水性、表面能、化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面元素進(jìn)行觀察測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:DOPA和COS改性之后,光滑的PDLLA膜表面出現(xiàn)了明顯的溝槽或突起結(jié)構(gòu),且粗糙度明顯增大。與純的PDLLA膜相比,PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-COS復(fù)合膜的親水性均得到了提高,表面能也相應(yīng)增大。FTIR和XPS分析進(jìn)一步證實(shí)了DOPA和COS被成功引入到材料表面,同時確定了材料表面氮元素的含量及COS的合適反應(yīng)濃度為4 g/L。以該濃度制得的復(fù)合膜作為評價細(xì)胞相容性的實(shí)驗(yàn)材料,以MC3T3-E1作為種子細(xì)胞對改性前后的膜材料進(jìn)行體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。材料的成骨細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明:與純的PDLLA膜相比,PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-COS復(fù)合膜對MC3T3-E1的增殖、分化及堿性磷酸酶(ALP)的分泌均具有明顯的促進(jìn)作用。復(fù)合膜PDLLA/PDOPA與PDLLA/PDOPA-COS相比,PDLLA/PDOPA對MC3T3-E1的增殖效果更明顯,而PDLLA/PDOPA-COS在促進(jìn)MC3T3-E1的分化及ALP的分泌方面具有更明顯的優(yōu)勢。鑒于去鐵胺(DFO)在血管的再生過程中發(fā)揮著重要的作用,本文在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步以PDOPA層為反應(yīng)平臺,引入不同濃度的DFO,從而制得不同濃度的DFO功能化的PDLLA/PDOPA-DFO-z復(fù)合膜。利用SEM、AFM、接觸角、表面能、FTIR和XPS對改性前后的表面形貌、親疏水性、表面能、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)元素進(jìn)行觀察測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與純的PDLLA膜相比,PDLLA/PDOPA-DFO和PDLLA/PDOPA-DFO復(fù)合膜的表面形貌發(fā)生了明顯的變化,表面有大量的凸起結(jié)構(gòu),粗糙度明顯增大。且復(fù)合膜的親水性明顯得到了提高,表面能也相應(yīng)增大,相比之下,PDLLA/PDOPA-DFO復(fù)合膜的改善效果更明顯。FTIR和XPS分析進(jìn)一步證實(shí)了DOPA和DFO被成功引入到材料表面,同時確定了材料表面氮元素的含量及DFO的合適反應(yīng)濃度為2 g/L。以該濃度制得的復(fù)合膜作為細(xì)胞相容性評價的實(shí)驗(yàn)材料,以MC3T3-E1和HUVECs作為種子細(xì)胞對改性前后的膜材料進(jìn)行體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。材料的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明:對于MC3T3-E1而言,與純的PDLLA膜相比,PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-DFO復(fù)合膜對MC3T3-E1的粘附、增殖和鋪展均具有一定的促進(jìn)作用。對比PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-DFO兩種復(fù)合膜,可以發(fā)現(xiàn)PDLLA/PDOPA更有利于促進(jìn)MC3T3-E1的粘附、增殖和鋪展。對于HUVECs而言,與純的PDLLA膜相比,PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-DFO復(fù)合膜對HUVECs的粘附、增殖和鋪展,均具有明顯的促進(jìn)作用。對比PDLLA/PDOPA和PDLLA/PDOPA-DFO兩種復(fù)合膜,可以發(fā)現(xiàn)PDLLA/PDOPA-DFO在促進(jìn)HUVECs的粘附、增殖和鋪展方面均表現(xiàn)出了絕對的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：成骨成血管化 聚乳酸 多巴胺 殼寡糖 去鐵胺 表面改性 細(xì)胞相容性
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08;R687
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-21
• 1.1 骨組織工程研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 人工骨組織修復(fù)材料12-17
• 1.3 多巴胺黏附蛋白在生物材料表面改性中的應(yīng)用進(jìn)展17-19
• 1.4 本論文的立題依據(jù)、研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第二章 PDOPA修飾的PDLLA膜的制備與表征21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器21-22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.4 分析與表征23
• 2.5 結(jié)果與討論23-28
• 2.6 小結(jié)28-29
• 第三章 基于PDOPA粘附層在PDLLA膜表面固定COS及其對MC3T3-E1的影響29-50
• 3.1 引言29-30
• 3.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器30-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分32
• 3.4 分析與表征32-35
• 3.5 結(jié)果與討論35-49
• 3.6 小結(jié)49-50
• 第四章 基于PDOPA修飾的PDLLA表面固定DFO及其對MC3T3-E1和HUVECs的影響50-69
• 4.1 引言50-51
• 4.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器51-53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)部分53
• 4.4 分析與表征53-54
• 4.5 結(jié)果與討論54-68
• 4.6 小結(jié)68-69
• 第五章 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-84
• 在學(xué)期間發(fā)表論文及書籍84-85
• 致謝85-86

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