一、复合生长因子材料在组织工程中的应用(论文文献综述)
谭先昱,廖文波[1](2022)在《骨组织工程研究中应用的细胞膜片技术》文中进行了进一步梳理背景:细胞膜片技术在组织再生和修复方面具有广阔的应用前景,其在骨组织工程研究领域也具有重要的作用和应用价值。目的:综述细胞膜片技术在骨组织工程中的应用及存在的问题。方法:应用计算机检索CNKI数据库、PubMed数据库及Elsevier数据库中发表的细胞膜片在骨组织工程中应用的相关文献,中文检索词为"细胞膜片技术,细胞膜片,骨,骨缺损,骨修复,组织工程,骨组织工程",英文检索词为"Cell sheet technology,Cell sheet,Bone,Bone defect,Bone repair,Tissue engineering,Bone tissue engineering"。选择2000年1月至2021年7月收录的细胞膜片技术在骨组织工程中应用的相关文章,包括综述、基础及临床研究。结果与结论:细胞膜片技术是一种新型的获取种子细胞的技术,其既能获取想要的种子细胞,同时还能保留丰富的细胞外基质和细胞与细胞间的连接,因此,在组织再生和修复方面具有广阔的应用前景。目前制备细胞膜片的技术主要包括:温度反应系统、机械系统、磁反应系统、光反应系统、pH系统,各种技术在制备细胞膜片的应用方面都具有各自的优缺点。其中,温度反应系统和磁反应系统是目前应用较为广泛的。细胞膜片的种类较多,可根据不同细胞来源分为不同类型的细胞膜片;也可以根据膜片的层数分为单层细胞膜片、双层细胞膜片、多层细胞膜片等。在骨组织工程方面,细胞膜片技术可以单独应用于骨缺损的修复,同时还可以与其他各种支架材料复合从而增加其机械强度并用于骨缺损的修复。此外,在细胞膜片中加入生长因子或者小分子物质为细胞膜片的应用提供了新的思路。
张琳[2](2021)在《功能性复合支架构建及其促进创伤修复的研究》文中进行了进一步梳理组织或器官创伤严重危害了人们的身体健康和生活质量。自体组织/器官移植、药物治疗、手术救治等作为常规的治疗手段,取得了良好的创伤修复效果,但存在免疫反应严重、供体不足、药物副作用大等多种问题。当前,通过功能性支架制备、活性物质联用、细胞活性调节等方式发展的组织工程技术,有效促进了机体的创伤修复。在本论文中,应用组织工程方法成功制备了多种功能性复合支架,在无疤痕皮肤创伤修复、诱导组织再生、骨组织修复等方面取得了良好的治疗效果。全层皮肤创伤的修复过程往往伴随着疤痕的形成,极大地危害了人们的身体和心理健康。皮肤疤痕的产生原因及治疗手段,在临床探索上依然困难重重。本课题组前期研究发现,抗纤维化多肽(AF38pep)具有与整合素相似的功能区域,能竞争性结合纤连蛋白额外结构域A(EDA-FN),有效阻止EDA-FN与整合素结合后触发的纤维化生物学信号的发生。在本文第一部分,通过京尼平交联,制备了负载AF38pep的羧甲基壳聚糖(CMCS)/γ-聚谷氨酸(γ-PGA)复合水凝胶(HSP)。HSP具有贯通的多孔结构、良好的生物相容性、有效的血液凝结能力和抗菌性;能有效抑制激活的成纤维细胞的增殖及迁移,下调纤维化相关基因与蛋白的表达;HSP快速释放AF38pep的行为,能有效调节皮肤的创伤修复过程,促进表皮和真皮的正常再生,调节胶原纤维的合理分布与成熟,加速炎症反应的消退,促进皮肤附属结构和血管化的生成;通过RNAseq分析发现,HSP有效的无疤痕皮肤再生效果与粘着斑信号(FA)的下调有关。总之,HSP能有效抑制疤痕的产生,促进正常皮肤再生。当前,牙周疾病的发病率在全球范围内持续增加,诱导组织再生(GTR)膜在治疗牙周疾病方面取得了良好的效果,但其存在功能单一、降解速度不适宜、力学性质较差等问题。壳聚糖(CS)具有良好的生物相容性、抑菌性、止血性等多种生物学功能,在创伤修复领域已有广泛应用。在本文第二部分,通过静电纺丝与冷冻干燥相结合的方法,制备了一种结合CS的“类三明治”结构聚己内酯(PCL)/明胶(GEL)纳米纤维复合膜,该复合膜具有均匀的纤维形貌,稳定的三层结构,合适的力学性质;通过调整PCL和GEL的比例,能实现可控的降解速率;该复合膜还具有良好的细胞相容性,能有效提高细胞活性,加速血液凝结;该复合膜在大鼠皮下埋植4 w后,仍具有良好的结构完整性,能有效阻止细胞的浸润。总之,这种结合CS的“类三明治”结构纳米纤维复合膜充分发挥了GTR膜的优势,改善了GTR膜存在的不足,在诱导组织再生领域具有良好的应用潜力。骨缺损修复治疗已成为当前一项巨大的临床挑战。骨组织工程支架的应用为骨修复带来了新的希望,但其存在生物活性低、力学稳定性差、骨诱导效果弱等问题。富血小板纤维蛋白(PRF)是一种从血液中获取的富含多种活性成分的凝胶状物质,具有多种生物学功能,在创伤修复领域已有广泛应用。本文第三部分,通过静电交联的方式,制备了CS/γ-聚谷氨酸(γ-PGA)/纳米羟基磷灰石(n HA)水凝胶(CPH),将其填充在骨缺损处,能发挥骨引导的作用;通过静电纺丝法制备了PCL/GEL纳米纤维膜(P2G3),将其贴附在软硬组织交界处,能有效阻止软组织浸润到骨组织;新鲜的PRF作为复合支架的中间层,能长效释放多种生长因子,具有骨诱导效果。此外,该复合支架具有良好的力学性质,有效的矿化活性;均匀稳定的分层结构,有利于个性化定制满足不同创伤部位的需要;良好的生物相容性,较高的细胞成骨诱导能力;能有效促进大鼠颅骨修复与家兔牙槽骨再生。总之,这种结合PRF的三层多功能复合支架,充分发挥了骨诱导、骨引导和骨整合的作用,能有效促进骨修复,在临床治疗骨缺损方面具有良好的应用前景。在本论文中,通过结合多种生物活性物质,制备了不同类型的多功能复合支架,有效促进了机体不同部位的创伤修复。本文所研究的多种复合支架在组织工程领域具有广泛的应用价值,为创伤修复提供了新的研究思路,在未来的临床应用中具有良好的发展前景。
张珊[3](2021)在《微纳米结构介导的不同物理信号对干细胞命运的调控研究》文中研究说明组织工程是一门细胞生物学和材料科学相结合的学科,对修复组织和器官损伤具有重要的意义。一般认为其包括三个要素:种子细胞、支架材料和生长信息。基于以上三个要素,组织工程的主要研究内容包括:对细胞进行有效的体外扩增以获得充足的细胞尤其是干细胞,设计和构建合理的细胞培养支架,提供有效的生长信息指导干细胞的增殖和分化等行为。组织重建是一个复杂的动态的生理过程,以骨组织工程为例,骨重建包括骨、神经、血管等组织的再生,在细胞层面要求干细胞向骨细胞、神经细胞等功能细胞的分化。在细胞生物学研究中,生物和化学分子多被用来调控干细胞的增殖和分化等行为,但是存在定域性不强、易扩散和价格昂贵等缺点。而微纳米材料介导的结构信号和电信号等不同的物理信号,对干细胞命运的调控具有定域性强和安全高效等显着优点,因此使用支架材料对负载的干细胞实现不同功能细胞分化将是组织工程的有效途径。本论文根据组织工程研究中对不同物理信号的需求,制备了不同结构及性质的细胞培养支架用于干细胞扩增及干细胞分化的调控,对微纳米结构介导的不同物理信号对干细胞命运的调控作用进行了研究。本论文的研究主要从以下几个方面展开:1.纳米微结构复合材料对干细胞扩增和表型维持性的研究:干细胞是用组织工程手段修复各种组织和器官的基本要素。然而,缺乏充足的干细胞源仍是限制组织工程和临床医学进一步发展亟待解决的重要问题。传统的使用细胞培养皿的二维培养方法存在培养环境与体内微环境相差较大以及细胞取用不方便等缺点。基于支架材料的三维培养可以为细胞提供与体内相近的微环境,有利于细胞的体外扩增和细胞表型的维持。本论文设计了一种简单、低成本且可批量化的方法,制备了京尼平交联的壳聚糖/氧化石墨烯复合微球。该复合微球具有良好的物理强度,能够保证细胞在培养过程中的长期稳定性。间充质干细胞能够在微球表面铺展和扩增,同时可以维持干细胞表型。此外,京尼平交联产生的自发荧光便于观察干细胞在微球支架表面的铺展和分布。因此,该部分研究提出了一种可批量化生产的壳聚糖/氧化石墨烯复合微球干细胞三维扩增体系,为本论文后续干细胞分化的相关研究提供了干细胞表型维持性良好的干细胞扩增方法。2.有序纳米阵列介导的结构信号对干细胞成骨分化的调控:在对干细胞进行有效扩增的基础上,对干细胞分化的调控是组织工程研究最重要的内容。相比于生物化学因子,纳米结构对干细胞分化的调控被证实具有更好的生物稳定性和安全性。作为一种典型的纳米阵列,纳米柱阵列结构介导的结构信号对干细胞行为的影响多被研究,但纳米柱直径对干细胞分化的影响还少有报道。因此,该部分探究了不同纳米柱直径的聚乳酸纳米柱阵列介导的结构信号对干细胞成骨分化的调控作用。论文中以阳极氧化铝纳米孔衬底(AAO)为模板,用纳米压印的方法制备了不同纳米柱直径的聚乳酸纳米柱阵列,并将人脂肪间充质干细胞(hADSCs)接种于表面,探究在不含成骨诱导因子的条件下,不同纳米柱直径对hADSCs成骨分化的调控作用,并利用定量聚合酶链反应(q-PCR)和免疫染色等方法对干细胞的成骨分化进行检测。此外,本论文还测试了纳米柱阵列在动物体内诱导成骨分化的效果。因此,本论文为纳米阵列调控干细胞分化在组织再生领域的应用提供了重要的结构参数并证实了结构信号在体内应用的安全性和有效性。3.光驱动表面等离激元纳米结构介导的电信号对干细胞神经分化的调控:在验证纳米结构对干细胞分化调控的有效性之后,本论文进一步探究了微纳米结构介导的其他物理信号是否对干细胞分化具有增强的调控效果。研究表明,神经的重建对骨组织等的组织修复具有促进作用,然而干细胞的神经定向分化较为困难,因此神经的有效再生对组织重建意义重大。基于以往的研究,电刺激是与神经分化密切相关的重要物理信号。因此,为了对间充质干细胞的神经分化实现更加有效的调控,在结构信号的基础上,该部分研究进一步引入了纳米结构介导的电信号等其他物理信号,探究了远程近红外光照射下表面等离激元纳米结构对hADSCs神经分化的影响,以期对神经分化调控产生增强的作用效果。将hADSCs培养在表面等离激元硫化铜(CuS)纳米结构表面并每天用近红外光(808nm)进行照射,用q-PCR和神经标志物免疫荧光染色检测hADSCs的神经分化。实验结果表明,CuS衬底的纳米结构、等离子体热效应和强局域电场具有协同增强细胞神经相关基因表达的作用效果。因此,该部分研究利用表面等离激元纳米结构,通过施加远程近红外光对干细胞的神经分化进行了调控,证实了结构信号和电信号等物理信号对干细胞神经分化的调控作用。4.超声驱动压电纳米结构介导的电信号对干细胞神经分化的调控:为发掘更多利用远程电信号对间充质干细胞神经分化进行调控的方式,并进一步提高间充质干细胞的神经分化效率,除了上述借助于近红外光的方式以外,本论文进一步探究了超声驱动压电材料介导的电信号对干细胞神经分化的调控作用。表面等离激元材料大多仅局限于金属和半导体等材料,而压电材料的选择范围则更为广泛,其中包括生物相容性更好的高分子材料。据报道,柔性基质更容易诱导干细胞的神经向分化,因此,该部分研究利用超声驱动的柔性压电纳米纤维素水凝胶介导的电信号等物理信号对hADSCs进行调控,并研究该过程对hADSCs神经分化的影响。在无任何神经分化诱导成分的条件下,培养在纳米纤维素水凝胶上的hADSCs已呈现出神经样的形态。对hADSCs的神经分化在基因和蛋白水平进行检测的结果表明,未经过超声处理的纳米纤维素水凝胶表面的hADSCs有向星形胶质细胞分化的趋势,而经过超声处理的hADSCs同时具有向星形胶质细胞和神经元分化的趋势,这在神经组织修复上将具有重要的应用前景。该部分研究证实,微纳米结构材料介导的结构信号、基质硬度信号、尤其是电信号等物理信号对干细胞的神经分化具有显着的调控作用效果,进一步印证了本论文的主题。综上所述,本论文在纳米微结构复合材料微环境、纳米结构介导的结构信号、外场驱动纳米结构介导的电信号等方面,研究和讨论了材料表面微纳米结构介导的不同物理信号对干细胞命运的调控作用,这些研究和探索将进一步促进生物材料介导的物理信号在组织工程领域的应用和发展,为干细胞命运的调控提供新的思路和方法。
刘荣涛[4](2021)在《导电复合材料的制备及在电刺激下组织工程的应用研究》文中指出组织、器官的丧失或功能性障碍,以及因意外发生导致的损伤、退行性疾病等引发的伤痛是人类健康所面临的主要危害。组织工程的出现提供了一种对自体损伤小,适应性强的解决方案。作为组织工程中细胞和组织黏附和生长的场所,功能性生物支架材料制备和构造是实现受损组织修复和再生的基础和保障。外加电刺激与内源性电场协同作用下,可以调节和介导细胞生理活动,更好的促进细胞黏附、生长、增殖和分化等行为表现。由于导电聚合物电活性可调以及良好的生物相容性,因此基于导电聚合物复合生物支架材料的开发以及在组织工程和再生医学应用研究成为研究重点。本文从导电复合支架材料的制备和设计角度出发,合成和制备了导电可降解纳米纤维和柔性叉指电极薄膜两种生物支架。在无外加生长因子引入下,探究外加电刺激(电场强度、刺激时间)对黏附在导电复合支架表面细胞的生长、增殖和分化的影响。主要实验内容和结论如下:(1)以静电纺丝聚乳酸(PLA)纳米纤维为支撑基底,通过力学性能和孔隙率表现确定最佳PLA纳米纤维浓度。由于PLA自身的疏水性,对比物理和化学表面处理后氧化聚合得到的聚苯胺/聚乳酸(PANI/PLA)纳米纤维表面细胞黏附和生长状态,确定合适的表面处理方案。15%的PLA纳米纤维能够满足生物支架材料力学和孔隙率的要求,等离子体表面处理后原位PANI聚合得到的PANI/PLA纳米纤维表现出良好的润湿性,为细胞的黏附和生长提供了优良的环境,有利于细胞活性的增加。(2)PANI在体液环境下的电导率会降低,不能很好地发挥电活性作用。在PANI/PLA纳米纤维原位聚合过程中,选择三种无机酸(盐酸、硫酸和高氯酸)作为掺杂剂,调控聚苯胺的表面形貌,考察表面形貌的变化对生物相容性的影响。PANI/PLA纳米纤维表面的粗糙度增加有利于润湿性表现,较大粗糙度的表面为细胞黏附提供更多的接触位点,增加了细胞活性,表现出优良的生物相容性。但是,无机酸掺杂得到的PANI不稳定且易脱掺杂,选择不同掺量的有机酸(酒石酸)作为掺杂剂研究不同表面形貌PANI/PLA纳米纤维生物相容性的影响。酒石酸掺杂的PANI附着在PLA纳米纤维表面,纳米纤维状的PANI对生物相容性的增强效果明显优于纳米颗粒状PANI,而具有空心管状结构的PANI对生物相容性增强作用最优。(3)考虑到在体液环境下的电活性,选择对pH不敏感的聚吡咯(PPy)为导电基底,引入还原性石墨烯(rGO)使得PPy能够在纳米纤维表面紧密且连续包裹,实现聚吡咯基复合纳米纤维持续和稳定的导电性能,进而考察不同强度电刺激对黏附在复合纳米纤维表面神经细胞的再生和分化研究。rGO的掺入增加了PLA/rGO/PPy复合纳米纤维的电导率,当rGO掺量为3.5%时,PLA/rGO/PPy复合纳米纤维电导率达到最大,为1.46×10-1S/cm,显示出良好的导电性。将0、100、400和700mV/cm的电场施加于接种在PLA/rGO3.5/PPy复合纳米纤维表面的PC-12细胞,细胞的生长和增殖表现随电场增加表现出先升高后降低的趋势,在400 mV/cm下的表达水平最高,神经元分化的轴突生长长度也呈现出类似的规律,并从蛋白吸附变化趋势做出解释。(4)由于电刺激下导电纳米纤维在实际应用过程中的局限性和一些副作用,开展了基于柔性聚酰亚胺(PI)的石墨烯/聚吡咯叉指电极复合导电薄膜的研究工作。在PI表面激光刻蚀得到激光诱导石墨烯(LIG)叉指电极基底,PPy经电化学沉积在石墨烯表面生长,得到石墨烯/聚吡咯(LIG/PPy)叉指电极复合薄膜,研究PPy厚度和电刺激时间对生长在复合薄膜表面神经细胞再生和分化的影响。PI经激光刻蚀后的LIG表面形成明显的3D多孔互联骨架结构,电化学沉积时间越长,LIG/PPy的电导率越大。在400mV/cm电刺激下,LIG/PPy表面PC-12细胞增殖主要受电场的影响,说明电刺激的本质是场效应作用。400mV/cm下施加不同时间的电刺激,LIG/PPy表面PC-12细胞MTT值随着时间的延长而增加,但在刺激4h后,MTT值增加变缓。电刺激在无外加神经生长因子的介入时,可以明显的促进PC-12细胞的神经元分化。随着电刺激时间延长,神经表型明显增多,但长时间刺激后(8h和12h)观察到的神经表型增加有限。随着电刺激时间延长,蛋白吸附量在逐渐增加。电刺激4h到8h之间蛋白的吸附增加量逐渐变缓,继续延长刺激时间到12h,蛋白吸附量甚至有降低的趋势。
闫欢欢[5](2020)在《贻贝仿生导电性苯胺齐聚物生物材料的制备及在组织工程中的应用》文中提出随着生物医用高分子材料的发展,导电高分子以其独特的物理和化学性质在生物医学领域被广泛研究和应用探索。导电高分子,如聚苯胺、聚噻吩等在提供导电性的同时,本身表现出良好的氧化还原活性即电活性,能够诱导细胞生长和分化。但这些导电聚合物用于组织工程时,不可降解性、不可吸收性和加工性差等成为限制它们应用的主要因素,因此多种类型的可降解导电性和电活性高分子被设计和合成。苯胺齐聚物(如苯胺三聚体、四聚体等低聚体)具有规整的分子结构、可逆的氧化还原性和较好的生物相容性,且可在生理环境中通过肾脏清除并排出体外。因此,开发基于苯胺齐聚物的可降解功能支架材料用于组织工程修复具有重要的意义。外加电刺激被报道可以有效的调控细胞行为和促进组织再生,而包含苯胺齐聚物的导电生物材料可以实现局部定位电刺激,提高电刺激效率,从而更好的调控细胞粘附、迁移、增殖和分化。然而,简单有效地合成出生物相容、成型方便的导电性和电活性聚合物依然是组织工程中的难点和挑战,有待进一步设计和挖掘。因此,我们设计并合成了一系列新颖的导电性和电活性聚合物,进一步通过静电纺丝和静电滴球技术等分别制备了图案化导电性纳米纤维毡和电活性微球等不同应用形式的材料,然后通过体内和体外实验,系统地评价了它们潜在的生物医用前景,全文主要包括以下四部分的内容。(1)我们以苯胺四聚体、多巴胺和聚乙二醇为原料,通过自由基加成反应合成了具有粘附性的导电无规共聚物poly(ATMA-co-DOPAMA-co-PEGMA)(PAT)。该材料不仅保持一定的导电性和电活性,还具有良好的亲水性和血液相容性,结合电刺激具有协同提高MC3T3-E1细胞增殖、碱性磷酸酶活性、细胞外基质钙沉积和成骨基因表达的特性。贻贝来源多巴胺分子的引入赋予材料良好的粘附性和生物相容性,使其应用形式更灵活、更广泛。(2)在高碘酸钠作用下,将上述电活性共聚物(PAT)通过其多巴胺段的氧化还原反应修饰于可降解PLGA/HA微球上,制备出电活性微球(PAT@HA/PLGA)。进一步地将含YKYKY的胰岛素样生长因子(IGF-1)在酪氨酸酶作用下转变为DOPA-IGF-1并固定于微球表面,制备出具有电活性和生物活性的可降解微球。体外细胞培养表明,所制备的微球具有良好的生物相容性,显着提高成骨细胞增殖效率和分化的特性。将不同功能性微球注射到5 mm尺寸的大鼠颅骨临界缺损处,植入8周后的修复结果表明,电活性和生物活性微球可显着促进缺损处新骨的生成和骨愈合效果。(3)将PAT共聚物和聚己内酯(PCL)复合,通过静电纺丝方法制备出生物降解的图案化导电性纳米纤维毡,利用PAT内的DOPA分子将神经生长因子(NGF)修饰于纤维表面,进而应用于神经组织工程。获得的导电纤维毡具有连续交替的谷和脊图案化结构。在电刺激下,具有特定形貌的的导电性纤维毡固定有NGF后,对神经干细胞(NSCs)的增殖和分化具有正向协同作用,促进NSCs向神经元方向分化,并抑制向星形胶质细胞方向的分化,表明有利于神经的再生与修复。(4)将苯胺三聚体和PCL通过逐步加成反应合成了导电聚合物(PCL-IPDI-AT),以高温溶剂蒸发法制备了形状记忆性的导电弹性体薄膜,并初步探索了其体外生物相容性和应用性。该共聚物薄膜具有尺寸均一的多孔结构、优异的可拉伸性和形状记忆性。这种具有导电性、一定粗糙度和多孔结构的导电弹性体材料在电刺激下促进了成骨细胞的生长和成骨分化。综上所述,我们制备的多种应用形式的导电性和电活性功能支架材料不仅加快细胞间电信号的传导,而且在外加电刺激的作用下可调控植入材料表面的细胞行为,进而有效的促进了细胞的功能性分化以及体内缺损组织的修复和再生。
葛振[6](2020)在《缓释bFGF的取向纳米纤维膜促进大鼠肌腱再生的实验研究》文中提出目的:本研究旨在通过静电纺丝制备缓释bFGF(碱性成纤维生长因子)的取向与随机纳米纤维膜支架,通过体外成腱分化及体内肌腱再生,探讨制备的聚己内酯纳米纤维膜支架对损伤肌腱修复的可行性,从而为肌腱组织再生提供了一种有前景的支架。方法:第一部分,首先利用去溶剂法制作了BSA纳米微粒(NPs)及负载bFGF的BSA纳米微粒(bNPs),然后通过静电自组装在纳米微粒上制作壳聚糖外壳。并将bNPs负载到PCL电纺纳米纤维中制备了负载bFGF的取向与无取向电纺纳米纤维膜支架,分别检测了纳米纤维膜的载生长因子效率、载生长因子量及体外生长因子释放曲线。将人羊膜间充质干细胞(hAMSCs)分别接种至各组电纺纳米纤维膜表面,以CCK-8法及活细胞染色验证纳米纤维膜的细胞毒性与细胞在支架表面的铺展;利用qPCR与WB检测成腱基因及蛋白的表达。第二部分,利用动物实验研究了负载bFGF取向纳米纤维膜修复大鼠跟腱2 mm缺损的效果,将hAMSCs接种到不同组纳米纤维膜支架上培养4d,而后植入到大鼠跟腱缺损模型中。术后3d、4周和8周,利用MRI观察修复情况;术后4,8周,利用qPCR及WB检测体内成腱基因与蛋白表达,组织学观察修复效果。结果:1、通过去溶剂法制备载bFGF的BSA纳米颗粒,通过静电自组装形成壳聚糖稳定的纳米颗粒,透射电镜及扫描电镜结果显示纳米颗粒较均匀。包载bFGF的壳聚糖稳定的纳米微粒直径约146nm,而纯牛血清白蛋白纳米微粒直径约205nm。2、成功将纳米微粒携载到PCL纤维膜中,制作了载bFGF的不同取向的纤维膜支架,透射电镜证明了载纳米颗粒的结构,扫描电镜证明了纳米纤维的排列方式。体外药物释放证实,该支架能够达到持续释放的功能。力学性能测试发现所有取向纤维的力学强度好于同等无取向纤维膜。体外细胞活性及增殖结果表明,各组支架相对空白对照组均达到了80%以上,说明材料对细胞基本无毒,在各组支架上细胞活性良好。活死细胞染色结果表明细胞形态良好,且与纤维的走向基本一致。培养4天与1天相比,具有明显的增殖活性。体外腱性基因和蛋白检测发现,载bFGF的取向纳米纤维膜支架组(aPCL+bFGF)具有最好的成腱细胞能力。3、然后考察了载bFGF的取向纳米纤维膜支架用于大鼠跟腱缺损模型的修复能力,成功将不同组PCL-hAMSC构建体植入缺损模型中。植入4周、8周后,通过再生跟腱的大体形态和解剖图进行宏观评估,通过MRI观察了肌腱的修复情况,载bFGF取向纳米纤维膜支架(aPCL+bFGF)修复效果最好。qPCR和western blot及免疫荧光染色结果表明,各组均不同程度表达成腱相关基因和蛋白,其中aPCL+bFGF组表达量最高,具有较强的成腱能力。组织形态学结果进一步表明,aPCL+bFGF组修复最好,说明具有缓释的定向纳米纤维支架为促进肌腱愈合提供了一种新的生物学途径。结论:1、通过静电纺丝技术成功制备了具有包载bFGF纳米颗粒的取向与无取向纳米纤维膜支架,并表征了其理化性质。2、通过体外实验证实,与其他各组相比,载bFGF的取向纳米纤维膜支架能够促进成腱相关基因和蛋白的表达。3、动物体内修复实验证实,负载bFGF的取向纳米纤维膜支架可促进肌腱的分化,这些结果验证了利用静电纺丝技术制备仿生取向纳米纤维膜支架的可行性,为肌腱组织工程支架的选择提供了参考。
张强[7](2020)在《基于GelMA的光交联型人脱细胞羊膜复合水凝胶的制备及其在口腔黏膜缺损修复中的应用研究》文中研究说明目的:临床收集人羊膜(Humanamnioticmembrane,HAM),制备人脱细胞羊膜(Human decellularized amniotic membrane,dHAM)并通过甲基丙烯酸酐(Methacrylic anhydride,MA)接枝改性,构建具有光交联特性的dHAMMA(dHAM methacrylate);基于GelMA水凝胶,制备具有双组分网络状(Bicomponent polymer network,BCN)结构的光交联型dHAM复合水凝胶(GelMA-dHAMMA);考察GelMA-dHAMMA复合水凝胶表征,探讨GelMA-dHAMMA体外促进人成纤维细胞增殖和分化的能力、成血管能力以及体内促进口腔黏膜缺损修复的能力;阐明GelMA-dHAMMA复合水凝胶促进口腔黏膜缺损修复的机制。方法:以新鲜HAM为原料,通过乙二胺四乙酸(EDTA)、氢氧化钠(NaOH)、氯化铵(NH4Cl)进行脱细胞处理,获得dHAM;将dHAM浸泡于4%(V/V)的MA溶液中(MA溶于PBS中),进行甲基丙烯酸酰胺化,制备光交联型dHAMMA,考察dHAM、dHAMMA表征。通过光交联技术,制备厚度为2mm的GelMA-dHAMMA双组分复合水凝胶支架(GelMA,dHAMMA质量比为2:1)。由于dHAM缺乏光交联所需基团,通过将dHAM研磨成粉状,包埋于GelMA中,物理复合制备GelMA/dHAM(GelMA,dHAM质量比为2:1)水凝胶作为对比研究,考察GelMA、GelMA/dHAM及 GelMA-dHAMMA 表征。以 GelMA、GelMA/dHAM 以及 GelMA-dHAMMA 三种材料为实验组,而以未加任何材料为空白对照组,体外细胞培养行CCK8检测和免疫荧光检测。以GelMA、GelMA/dHAM以及GelMA-dHAMMA三种材料为实验组,以微孔滤膜组为对照组,通过鸡胚尿囊膜模型(Chick chorioallantoic membrane,CAM)探讨GelMA-dHAMMA的血管生成能力。选取新西兰大白兔作为动物黏膜缺损模型,将植入材料分成四组,GelMA组、GelMA/dHAM组、GelMA-dHAMMA组及完全空白对照组,通过大体宏观观察、计算创面愈合率、HE染色观察、免疫组化及Masson检测,评估创面愈合能力并阐明愈合机制。结果:电镜扫描(Scanning electron microscopy,SEM)下 dHAM、dHAMMA 均呈纤维网络状多孔结构,孔径分别为6.1±1.77μm,8.54±2.3μm。通过接枝改性反应,dHAMMA孔径较dHAM增大。GelMA呈三维多孔结构,孔径分布均匀,孔道连通性好,孔径约为54.94±11.15 μm。GelMA/dHAM呈三维多孔结构,孔径接近圆形,壁薄,大小均匀,平均孔径约为10.16±2.77μm,dHAM粉末分布在孔壁及孔腔内。GelMA-dHAMMA亦呈三维多孔结构,孔隙近圆形,壁薄,大小分布均匀,GelMA与dHAMMA界面互穿、互相连续,平均孔径约为27.87±9.28μm,差异具有统计学意义(p<0.05)。傅里叶变换红外图谱检测(Fourier-transform infrared,FTIR)显示 HAM接枝改性后出现新的化学键(生成甲基丙烯酰胺基团的双键)的形成。GelMA/dHAM与GelMA的峰型比较,在GelMA/dHAM红外光谱中没有出现新基团的明显吸收峰。GelMA-dHAMMA与GelMA/dHAM 比较,仍可见丙烯酰胺的特征峰的振动,而主链结构并未发生明显变化。在24h,dHAM、dHAMMA、GelMA、GelMA/dHAM及GelMA-dHAMMA的膨胀率基本稳定,吸水达到饱和,在36h时dHAM、dHAMMA、GelMA、GelMA/dHAM及GelMA-dHAlMMA吸水后的质量分别膨胀为原始重量的(7.38±2.44)%、(7.19±2.3)%、(494.58±11.41)%、(440.54±16.95)%及(418.21±18.95)%,dHAM 与 dHAMMA 之间无明显差异(p>0.05),GelMA、GelMA/dHAM 及GelMA-dHAMMA之间差异有统计学意义(p<0.05)。随着时间延长(14d内),dHAM、dHAMMA的降解均持续存在,且降解明显,未到14d时,已基本降解完全,差异无统计学意义(p>0.05)。16d 内,GelMA、GelMA/dHAM 以及 GelMA-dHAMMA 的降解持续存在,但GelMA-dHAMMA的降解速率低于GelMA/dHAM和GelMA,差异具有统计学意义(p<0.05)。根据拉伸试验中dHAM、dHAMMA、GelMA、GelMA/dHAM以及GelMA-dHAMMA应力-应变曲线得知 GelMA-dHAMMA拉伸强度>GelMA>GelMA/dHAM>dHAM、dHAMMA,差异具有统计学意义(p<0.05),不过dHAM和dHAMMA之间拉伸强度无差异(p>0.05)。从体外细胞实验中我们发现GelMA-dHAMMA利于成纤维细胞增殖,差异具有统计学意义(p<0.05),其中GelMA-dHAMMA中α-SMA的表达荧光强度最明显。CAM模型血管生成实验中,GelMA/dHAM组和GelMA-dHAMMA组血管面积均大于对照组和GelMA组血管面积,组间差异有统计学意义(p<0.05)。其中,GelMA-dHAMMA组促血管优于GelMA/dHAM组,组间差异有统计学意义(p<0.05)。体内动物实验各时间点各组创口愈合率:GelMA-dHAMMA 组>GelMA/dHAM 组>GelMA 组>空白组,GelMA-dHAMMA组明显促进创面愈合,创面大多数接近完全愈合(p<0.05)。术后14d,CD34免疫组化检测,空白组未见明显新生血管内皮细胞,其余各组均可观察到新形成的毛细血管内皮细胞,其中GelMA-dHAMMA组毛细血管内皮细胞明显增加;术后14d,Masson染色检测,GelMA-dHAMMA组伤口组织所染蓝色深,创面胶原纤维排列整齐,优于GelMA/dHAM组和GelMA组,对照组伤口组织呈浅蓝色,胶原稀疏,排列无序。结论:通过MA可以对dHAM成功进行接枝改性,获得光交联特性dHAMMA。基于光敏性GelMA水凝胶,可以成功将光交联型dHAMMA通过光敏剂进行复合,构建具备双组分网络状结构的GelMA-dHAMMA复合水凝胶。GelMA-dHAMMA复合水凝胶既保留了 GelMA水凝胶良好的力学性能和保水性,同时继承了 dHAM的生物活性;避免了 GelMA水凝胶单独应用时生物活性成分不足的缺陷,同时也克服了dHAM单独应用时,力学不可控、易降解的限制。GelMA-dHAMMA复合水凝胶的力学性能明显强于dHAM,针对细胞生物学行为又明显优于GelMA水凝胶,且更能促进血管新生。GelMA-dHAMMA复合水凝胶本身就具有天然细胞外基质成分dHAM,能够更好的模拟ECM微环境,能够为缺损区成纤维细胞增殖和沉积提供稳定的环境,利于成纤维细胞的粘附、增殖、分化而显示出它的多功能性,细胞性能的提高进而促进口腔黏膜缺损的修复再生。因此GelMA-dHAMMA复合水凝胶支架材料可作为一种具有极大吸引力和广阔应用前景的口腔黏膜替代物来加速缺损修复愈合。
姚霁航[8](2020)在《SF/PLGA载药纳米纤维膜三维包覆多孔磷酸钙基复合材料治疗骨缺损的研究》文中提出背景:骨组织是人体分布最广泛、最普遍的器官之一,其功能的丧失是导致生活质量下降的主要原因之一。自体或异体骨移植是目前骨缺损最主要的治疗方法,但是其供体的缺乏、手术的创伤性较大和高成本等都是困扰患者和临床医生的难题。国际上每年大约有200万例脊柱、骨盆骨和其他躯干骨的骨移植手术,然而,无论是自体骨还是异体骨移植,约有50%的植入物很快就会失效。骨与关节相关疾病如骨质疏松症、关节炎、肥胖、糖尿病、癌症等的高发,会对骨组织造成损伤,影响人体骨骼的健康和功能。为了获得适当的骨再生,骨组织工程受到了广泛关注。磷酸钙骨水泥(CPC)由于其生物相容性和骨传导特性,以及其可注射性,在牙科、骨科和重建手术中具有用于微创手术的潜力,是一种很有前途的骨替代材料。已经成为临床常用的骨缺损替代产品,但是,单纯的CPC缺乏骨诱导能力的特点限制了其在骨再生重塑中的应用。因此越来越多的研究侧重于通过不同的方式对磷酸钙进行改性,从而得到载有生物活性因子的磷酸钙。有几种类型的骨生长因子,包括骨形态发生生长因子(BMP)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子(IGF)。在所有这些生长因子中,BMP被认为是在胚胎发育、生长、愈合和整个成年期形成骨组织最有效的方法。越来越多的报道检测了BMP用于骨缺损的体内应用和生物学基础。地塞米松(DXM)是一种有效的类固醇糖皮质激素,已广泛应用于各种医学和生物学应用。已有研究报道,过量的应用DXM可诱导骨质疏松甚至病理性骨折,而适当剂量的DXM在体外可促进成骨细胞分化和骨矿化,将地塞米松和rh BMP2同时应用于组织工程支架中,二者可以起到协同作用,增强组织工程支架骨诱导的能力。同轴电纺是制备纳米纤维支架的一种简单而有效的方法,在组织工程和药物输送系统中得到了广泛的应用。同轴电纺支架具有高表面体积比,可促进细胞附着,实现药物装载,并证明其具有持续和可控的药物缓释能力。以往的研究表明,一些生物分子可以成功地封装在纳米纤维中,同时生物分子的生物活性被保留,如rh BMP-2作为生长因子可以成功地包含在同轴电纺纳米纤维膜中,实现了持续的药物释放和保存生物活性。丝纤维素(SF)是一种天然结构蛋白,具有良好的生物特性,如细胞附着力好、可控制降解、机械强度、渗透性和抗酶降解性。在组织工程和控制药物输送系统都进行了广泛的研究。PLGA因为其良好的生物相容性及可控制的降解速率已经得到了广泛的应用。并且被FDA批准人类临床使用。然而,尽管具有生物相容性,纯PLGA在骨再生的临床应用中受到骨传导性能差的阻碍,并且在承重部位应用时的机械性能不理想。因此,在本研究中,将SF/PLGA同轴静电纺丝纳米纤维膜用于组织工程支架的一部分。利用同轴纤维良好的药物装载能力分别将rh BMP2和DXM装载到芯层和壳层。并通过自主研发的接收装置利用静电纺丝技术将该纳米纤维膜三维包覆于制孔的磷酸钙上,得到了一种新型的多功能复合支架,在骨缺损的治疗中发挥作用。目的:本课题通过同轴静电纺丝技术制备载有rh BMP2和DXM的SF/PLGA纳米纤维膜,并通过自主研发的接收装置将SF/PLGA纳米纤维膜直接紧密包覆于制孔的磷酸钙上,得到了一种基于磷酸钙人工骨的新型复合材料SF-DXM/PLGA-rh BMP2/CPC。通过体内及体外实验,证明复合材料具有良好的诱导成骨的能力,为临床治疗骨缺损提供了新的研究方向。方法:1.采用同轴静电纺丝的方法,制备载有不同浓度rh BMP2的SF-DXM/PLGA-rh BMP2纤维膜,芯层为搭载rh BMP2的PLGA,壳层为搭载DXM的SF。通过对纳米纤维膜形貌结构、力学性能、亲水性能等表征以及药物缓释特性进行评估。2.结合体外大鼠骨髓间质干细胞(BMSCs)进一步探讨双重载药纳米纤维促进细胞增殖的能力以及成骨诱导能力。3.通过课题组发明的新型接收装置采用静电纺丝方法将前期实验得到的同轴纳米纤维膜三维包覆于制孔的磷酸钙骨水泥表面,控制纺丝时间(20min、40min、60min)得到不同厚度的三维包覆纤维膜,对其力学性能,亲水性能等进行评价。通过对BMSCs与复合材料的共培养,采用细胞增殖实验、活死细胞染色、茜素红染色及碱性磷酸酶染色及PCR等实验对复合磷酸钙支架的体外生物性能进行评价。4.建立大鼠颅骨缺损模型,将复合材料植入骨缺损中,于4周,8周对大鼠进行Micro CT及HE染色,通过体内实验进一步评价复合材料的生物学性能及促进成骨能力。结果:1.本研究成功制备了具有壳芯结构的纳米纤维丝。药缓释放实验表明同轴纤维芯层和壳层可以分别持续稳定的释放rh BMP2和DXM。体外细胞实验说明SF/PLGA具有良好的生物相容性,其中双重载药的纳米纤维膜在诱导成骨及细胞增殖活性上都有明显的促进作用。2.复合磷酸钙支架在纺丝时间40min时得到了比单纯磷酸钙及其他纺丝时间的复合磷酸钙更优良的亲水性能及力学性能的复合材料。通过CCK8及活死细胞染色等实验验证了复合材料具有良好的生物相容性,通过茜素红染色、碱性磷酸酶染色及PCR实验等多角度证明了载药的三维包覆的磷酸钙复合材料具有促进细胞增殖,诱导成骨分化的作用。其中SF-DXM/PLGA-rh BMP2/CPC具有更好的诱导成骨能力。通过将复合磷酸钙植入大鼠颅骨缺损模型,micro CT、HE染色等多个角度证实了双重载药纳米纤维膜包覆的磷酸钙(SF-DXM/PLGA-rh BMP2/CPC)具有更好的促进成骨能力。结论:本课题通过静电纺丝技术成功制备了载有rh BMP2和DXM的同轴纳米纤维,该纳米纤维具有良好的药物缓释能力及生物相容性。虽然单纯的纤维膜具有一定的抗拉伸能力,但其力学性能较弱限制了进一步的应用。磷酸钙人工骨以其良好的力学性能以及成骨矿化能被广泛的应用于临床,但其本身的物理结构影响了自身载药的能力,不能进一步的诱导BMSCs成骨,限制了其发展潜力。本实验采用课题组新研发的静电纺丝接收装置将该纤维膜三维包覆于制孔磷酸钙表面得到了一种新型的复合磷酸钙支架,该复合磷酸钙支架由于纳米纤维膜的紧密包裹,增强了其力学折弯和压缩能力,同时还具有同轴纤维膜的药物缓释能力。通过体内体外的实验证实了这种载药的复合磷酸钙支架具有良好的理化性能以及诱导成骨的能力,为骨组织工程材料的选择提供了新的思路。
刘勇[9](2020)在《聚多巴胺/成骨生长肽功能化的纳米纤维支架的构建及其成骨性能研究》文中研究指明第一部分 PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架的构建及表征[目的]构建聚多巴胺(PDA)/成骨生长肽(OGP)功能化的左旋聚乳酸(PLLA)纳米纤维支架(PLLA-PDA-OGP),并评价其物理和化学性能。[方法]采用静电纺丝法利用不同浓度(1%、2%、3%、4%)的PLLA溶液制备纤维支架,通过扫描电子显微镜(SEM)和纤维直径分析筛选出制备PLLA支架的合适浓度。利用多巴胺(DA)碱性条件下的自我聚合能力,在PLLA支架表面形成聚多巴胺(PDA)涂层,再通过PDA特有的界面交联反应与OGP形成稳定的共价结合,最后制得PDA/OGP功能化的PLLA纳米纤维支架(PLLA-PDA-OGP)。基于功能化物质的不同,将支架分为三组:PLLA组、PLLA-PDA组和PLLA-PDA-OGP组。应用SEM表征支架的微观结构,NanoMesurer软件根据SEM图像测量支架纤维直径,傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)分析支架的化学基团和化学键的变化,X射线光电子能谱仪(XPS)分析支架表面元素构成,水接触角仪(WCA)分析支架表面亲水性能,力学测试仪测试支架的力学性能,ELISA法检测支架在0.5d、1d、2d、3d、5d、7d、14d、21d、28d时OGP的累积释放量,评价其释放能力。[结果]通过SEM观察和粒径分析筛选,本研究最终采用3%的PLLA溶液用于支架制作。SEM图像显示PLLA支架在分别经过PDA和OGP功能化以后纤维结构仍保持均匀连续、网格状分布的特点。NanoMesurer软件测得PLLA支架、PLLA-PDA支架和PLLA-PDA-OGP支架的纤维直径别为731.40±85.89 nm、747.01±105.90 nm 及 751.31±126.34 nm,组间差异无统计学意义(p>0.05)。WCA 结果显示PLLA支架呈疏水性且水接触角为122.50±7.25°,PLLA-PDA支架亲水性增加且水接触角为32.73±3.95°,PLLA-PDA-OGP支架的亲水性进-步增加,水接触角度为15.57±4.30°,组间差异有统计学意义(p<0.05)。XPS结果显示PLLA支架无氮元素峰(N1s)且氮元素(N)含量为0%,PLLA-PDA支架上出现微小的氮元素峰(N1s)且氮元素(N)含量为3.9%,PLLA-PDA-OGP支架出现升高的氮元素峰(N1s)且氮元素(N)含量为 8.7%。FTIR 结果显示 PLLA-PDA-OGP 支架在 1501 cm-1 and 1615 cm-1处出现新的吸收峰。PLLA支架、PLLA-PDA支架和PLLA-PDA-OGP支架的拉伸强度分别为4.64±0.24 MPa、4.76±0.22 MPa和4.73±0.19 MPa,组间差异无统计学意义(p>0.05)。ELISA结果显示PLLA-PDA-OGP支架上OGP呈持续缓慢释放,第 1 d 释放 4.97±1.28%,28 d 累积释放 25.91±4.23%。[结论]PLLA-PDA-OGP支架具有三维多孔纳米结构、良好的亲水性能、一定的力学强度,并且能够持续缓慢释放OGP。第二部分PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架促进BMSCs体外成骨的研究[目的]探讨PLLA-PDA-OGP支架促进大鼠BMSCs黏附、增殖及成骨分化的能力。[方法]应用全骨髓贴壁法提取SD大鼠BMSCs,通过流式细胞仪(FAC)检测细胞表型,并通过成骨、成脂肪和成软骨诱导来评估BMSCs多系分化能力。通过BMSCs与支架共培养评估支架的生物相容性。设立Control组、PLLA组、PLLA-PDA组和PLLA-PDA-OGP组进行对照研究。通过死/活细胞染色观察细胞存活情况,CCK-8法检测细胞在支架上的增殖能力,鬼笔环肽和DAPI染色分别观察细胞骨架和细胞核形态,SEM观察、Integrinβ1和Vinculin免疫荧光染色研究细胞在支架上的黏附和铺展情况。通过ALP染色和活性检测,茜素红染色和钙结节含量检测,Runx2、Col-1、OPN和OCN细胞免疫荧光染色评价支架促进细胞成骨分化的能力。采用RT-qPCR检测 BMSCs 成骨分化相关基因 Runx2 mRNA、Col-1 mRNA、OPN mRNA 和 OCN mRNA在第3、7、14 d的表达。[结果]流式细胞仪(FAC)对体外培养的BMSCs的表型鉴定结果显示,表面抗原CD29、CD90表达分别为97.9%、99.9%,而CD34和CD45表达均为阴性。经过相应的诱导,结果表明BMSCs能够向成骨、成脂肪和成软骨分化。细胞死/活染色结果显示PLLA-PDA-OGP组的活细胞数量最多,并且活细胞比值P活>PLLA组和PLLA-PDA组,差异有统计学意义(p<0.05)。CCK-8结果显示细胞在三组支架上均能增殖生长,尤其是PLLA-PDA-OGP支架上的细胞增殖能力最强,三组间差异有统计学意义(p<0.05)。SEM和细胞骨架/核染色结果显示细胞均能在三组支架黏附和铺展,其中PLLA-PDA-OGP支架上的细胞随着时间的增加,细胞的黏附和铺展更好。PLLA-PDA-OGP组Integrinβ1和Vinculin荧光染色强度高于其余组,差异有统计学意义(p<0.05)。ALP染色和活性检测结果显示PLLA-PDA-OGP组细胞染色更深、ALP活性最高,与其余组相比,差异有统计学意义(p<0.05)。茜素红染色和钙结节含量检测结果显示PLLA-PDA-OGP组钙结节颜色更深、染色面积更大,钙结节含量较其余组更高,差异有统计学意义(p<0.01)。经过14 d的培养,PLLA-PDA-OGP组Runx2、Col-1、OPN和OCN细胞免疫荧光亮度明显高于其余组。RT-qPCR检测结果显示,PLLA-PDA-OGP组Runx2和Col-1的表达在第3、7和14 d均高于其余组,差异有统计学意义(p<0.05);各组的OPN和OCN表达在第3 d时接近,差异无统计学意义(p>0.05),而在第7和14 d,PLLA-PDA-OGP组OPN和OCN的表达高于其余组,差异有统计学意义(p<0.05)。[结论]PLLA-PDA-OGP支架具有良好的生物学相容性,能够促进BMSCs在支架上黏附、铺展、增殖,以及向成骨细胞分化。第三部分PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架修复大鼠颅骨缺损的研究[目的]探讨PLLA-PDA-OGP支架促进体内成骨性能,以及修复大鼠颅骨缺损的可行性。[方法]建立大鼠颅骨缺损模型,缺损直径为4 mm。将支架植入颅骨缺损区,并根据植入支架的不同,设立Control组、PLLA组、PLLA-PDA组以及PLLA-PDA-OGP组。分别在术后4 W和8 W获取颅骨标本,通过Micro-CT扫描观察颅骨缺损区新骨生成情况、并应用图像分析软件计算新生骨体积/组织总体积(BV/TV)及骨密度(BMD),通过组织学H&E和Masson染色分析新骨生成和支架降解情况。[结果]支架植入骨缺损区4W和8 W的Micro-CT结果显示,Control组仅在骨缺损区边缘形成少许新生骨,PLLA组和PLLA-PDA组骨缺损区形成少量片状新生骨。而PLLA-PDA-OGP组在第4 W时骨缺损区形成较多的新生骨,在第8 W时骨缺损区大部分被新生骨覆盖。采用BV/TV对骨缺损区新骨生成情况进行分析,结果显示 PLLA-PDA-OGP 组 4 W 和 8 W 的 BV/TV 分别为 35.74±4.61%和 61.57±8.75%,明显高于其余组,差异有统计学意义(p<0.01)。PLLA-PDA-OGP组4 W和8 W的新生骨 BMD 分别为 198.77±58.49(mg/cm3)和 366.08±65.16(mg/cm3),明显高于其余组,差异有统计学意义(p<0.05)。组织学结果显示,Control组骨缺损区为疏松结缔组织,PLLA组及PLLA-PDA组骨缺损区形成少许的新生骨、支架残留较多,而PLLA-PDA-OGP组骨缺损区可见大量的新生骨,并且有血管组织形成,同时支架大部分降解。[结论]PLLA-PDA-OGP支架可显着促进体内新骨生成和提高骨密度,修复大鼠颅骨缺损的能力明显优于PLLA支架和PLLA-PDA支架。
张雅洁[10](2020)在《负载干细胞的可注射水凝胶的制备及软骨修复研究》文中研究表明由疾病、创伤等引起的软骨损伤,是常见的临床问题。软骨组织缺乏血管或神经的分布,因此其损伤后的自我修复能力有限。近年来,软骨组织工程技术的兴起为软骨损伤修复提供了一种新的治疗方案。在众多支架材料中,可注射水凝胶材料具备:与天然软组织细胞外基质相似的结构组成;支持细胞的生物学行为;侵入性小等多方面优势,已成为一种较为理想的软骨组织工程支架材料。此外,骨髓间充质干细胞也被认为是软骨组织工程中种子细胞的重要来源。因此,本论文构建了几种可注射水凝胶体系,并研究其在软骨组织工程中的潜在应用价值。本论文第一章综述了临床上软骨损伤修复的研究现状以及可注射水凝胶在组织工程中应用的策略和方法。第二章基于辣根过氧化物酶/双氧水的催化反应,构建了负载干细胞的可注射透明质酸/胶原蛋白水凝胶体系。透明质酸和胶原蛋白均为细胞外基质的重要组成部分,是较理想的组织工程材料。但胶原蛋白存在水溶性差以及降解过快等问题,限制了其在组织工程领域的应用。本章中,通过对胶原蛋白进行丁二酸酐修饰,显着改善了其水溶性;通过复合透明质酸,有效减缓了水凝胶材料的降解速率。体内外实验表明:该水凝胶成胶时间短;有利于骨髓间充质干细胞的存活与增殖;此外,将负载干细胞及转化生长因子-β1的水凝胶注射到大鼠软骨损伤部位,有效促进了其关节软骨组织的再生与重建。然而,该水凝胶仍有传统单网络水凝胶普遍存在的力学强度较低的弱点,以及体系中双氧水的加入存在潜在的生物安全性问题,使其在软骨组织工程中的应用受限。第三章基于生物正交反应与超声诱导作用,构建了负载干细胞的可注射聚乙二醇/丝素蛋白双网络水凝胶体系。生物正交反应的引入,优化了可注射水凝胶的制备方式。双网络水凝胶改善了传统单网络水凝胶的力学性能较弱的缺点,在软骨组织工程领域展现出明显优势。本章中,将苯并噻唑与半胱氨酸分别修饰到四臂聚乙二醇上,形成可快速交联的聚乙二醇水凝胶;同时,丝素蛋白经超声诱导β-折叠生成,缓慢形成丝素蛋白水凝胶。实验结果表明:该双网络水凝胶可快速凝胶化;具有显着提高的力学性能;支持骨髓间充质干细胞的生存与增殖;将负载干细胞及转化生长因子-β1的水凝胶注射到大鼠软骨损伤部位,能有效促进其软骨组织的再生与修复。但是,该水凝胶中所采用的丝素蛋白与聚乙二醇材料在促细胞增殖与分化能力上与胶原蛋白相比稍显不足,以及体系中二硫苏糖醇的加入对细胞活性可能有一定影响,所以需要进一步对其进行优化。第四章,基于上述工作,构建了负载干细胞的可注射胶原蛋白/丝素蛋白双网络水凝胶。一方面,将生物正交反应引入胶原蛋白基水凝胶的制备中,进一步优化胶原蛋白基水凝胶的制备方法;另一方面,通过构建双网络水凝胶,更有效解决目前临床上传统单网络水凝胶力学性能较弱等问题。首先,将降冰片烯与四嗪分别修饰到胶原蛋白和四臂聚乙二醇上,形成快速交联的胶原蛋白基水凝胶;同时,丝素蛋白经超声诱导缓慢形成丝素蛋白水凝胶。实验结果表明:该双网络水凝胶交联速率快,力学性能显着提升;为骨髓间充质干细胞的生存、增殖及成软骨分化提供了良好的微环境;进一步地,将负载干细胞及转化生长因子-β1的水凝胶注射到大鼠软骨损伤部位,对其软骨损伤的修复有明显促进作用。该体系应用降冰片烯与四嗪之间的生物正交反应交联成型,无需添加任何物质,生物相容性良好;胶原蛋白材料赋予了该水凝胶体系良好的生物活性;并具有双网络水凝胶力学强度高的特征。综上,该水凝胶体系具有良好的软骨组织工程应用潜力。
二、复合生长因子材料在组织工程中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复合生长因子材料在组织工程中的应用(论文提纲范文)
(1)骨组织工程研究中应用的细胞膜片技术(论文提纲范文)
文章快速阅读: |
文题释义: |
0引言Introduction |
1 资料和方法Data and methods |
1.1 资料来源 |
1.1.1 检索人及检索时间 |
1.1.2 检索文献时限 |
1.1.3 检索数据库 |
1.1.4 检索词 |
1.1.5 检索文献类型 |
1.1.6 文献检索策略 |
1.1.7 检索文献量 |
1.2 入选标准 |
1.3 数据的提取 |
1.4 文献证据综合提炼 |
2 结果Results |
2.1 细胞膜片的制备方法 |
2.1.1 温度反应系统 |
2.1.2 机械系统 |
2.1.3 磁反应系统 |
2.1.4 光反应系统 |
2.1.5 p H系统 |
2.2 细胞膜片的类型 |
2.3 细胞膜片在骨组织工程中的应用 |
2.3.1 单层细胞膜片在骨组织工程中的应用 |
2.3.2 多层细胞膜片在骨组织工程中的应用 |
2.3.3 细胞膜片结合其他材料在骨组织工程中的应用 |
2.3.4 细胞膜片复合生长因子或小分子物质在骨组织工程中的应用 |
3 总结与展望Summary and prospects |
(2)功能性复合支架构建及其促进创伤修复的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
第一节 组织工程支架在创伤修复领域的发展现状 |
1.1.1 组织工程策略促进创伤修复的研究背景 |
1.1.1.1 无支架组织工程策略 |
1.1.1.2 基于支架的组织工程策略 |
1.1.2 组织工程复合支架的设计理念 |
1.1.2.1 生物材料的分类 |
1.1.2.2 组织工程复合支架的制备技术与方法 |
1.1.3 复合支架在创伤修复领域的应用与挑战 |
第二节 皮肤创伤修复领域的发展现状 |
1.2.1 皮肤创伤修复的现状 |
1.2.2 创伤修复过程 |
1.2.2.1 炎症反应阶段 |
1.2.2.2 新组织形成 |
1.2.2.3 组织重塑 |
1.2.3 疤痕创伤治疗机理 |
1.2.3.1 疤痕降低与创伤修复炎症阶段的关系 |
1.2.3.2 调节组织增殖阶段减少疤痕形成 |
1.2.3.3 基于整合素与粘着斑相关信号的疤痕降低策略 |
1.2.4 组织工程中无疤痕修复策略 |
1.2.4.1 常见治疗手段 |
1.2.4.2 组织工程治疗手段 |
1.2.5 组织工程复合支架在皮肤创伤修复领域的展望 |
第三节 诱导组织再生材料在牙周修复领域的发展现状 |
1.3.1 牙周组织概述 |
1.3.2 常见的牙周疾病治疗手段 |
1.3.3 再生材料在牙周组织再生方面的应用 |
1.3.3.1 GTR在牙周组织再生方面的应用 |
1.3.3.2 GBR在牙周组织再生方面的应用 |
1.3.4 常见的牙周组织再生材料的制备 |
1.3.5 未来的挑战和展望 |
第四节 骨组织再生领域的发展现状 |
1.4.1 骨组织简介 |
1.4.2 骨修复过程及常用治疗手段 |
1.4.2.1 骨修复的过程 |
1.4.2.2 常用的治疗手段 |
1.4.3 骨组织工程的发展 |
1.4.3.1 支架 |
1.4.3.2 细胞 |
1.4.3.3 生物活性因子 |
1.4.3.4 力学环境 |
1.4.4 骨组织工程的挑战和展望 |
第五节 本课题的提出及研究意义 |
第二章 负载抗纤维化多肽的复合水凝胶在皮肤创伤修复中防疤痕的作用 |
第一节 前言 |
第二节 实验部分 |
2.2.1 实验仪器与实验材料 |
2.2.1.1 实验仪器 |
2.2.1.2 实验材料 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.2.1 复合水凝胶的制备 |
2.2.2.2 表面形貌观察 |
2.2.2.3 溶胀性 |
2.2.2.4 机械性能 |
2.2.2.5 化学结构表征 |
2.2.2.6 保湿性 |
2.2.2.7 降解性 |
2.2.2.8 多肽释放实验 |
2.2.2.9 流变性实验 |
2.2.2.10 细胞活性实验 |
2.2.2.11 细胞粘附实验 |
2.2.2.12 血液凝结实验 |
2.2.2.13 抗菌实验 |
2.2.2.14 细胞迁移实验 |
2.2.2.15 胶原沉积实验 |
2.2.2.16 免疫细胞荧光染色 |
2.2.2.17 Western blot检测α-SMA表达 |
2.2.2.18 通过qRT-PCR分析纤维化相关基因表达 |
2.2.2.19 兔耳疤痕皮肤创伤模型的建立 |
2.2.2.20 组织学染色实验 |
2.2.2.21 RNA测序 |
2.2.2.22 数据统计方法 |
第三节 实验结果与讨论 |
2.3.1 复合水凝胶的理化性质结果分析 |
2.3.1.1 成胶性观察 |
2.3.1.2 复合水凝胶表面形貌观察 |
2.3.1.3 力学性质分析 |
2.3.1.4 流变学结果分析 |
2.3.1.5 表面化学结构分析 |
2.3.1.6 溶胀性、保水性和降解性分析 |
2.3.1.7 多肽释放动力学结果分析 |
2.3.2 体外实验结果分析 |
2.3.2.1 细胞相容性分析 |
2.3.2.2 细胞粘附形态分析 |
2.3.2.3 血液凝结效果分析 |
2.3.2.4 抗菌性结果分析 |
2.3.2.5 水凝胶浸提液对细胞迁移的影响 |
2.3.2.6 胶原沉积的定量结果分析 |
2.3.2.7 细胞中α-SMA和 F-actin表达分析 |
2.3.2.8 α-SMA的蛋白表达分析 |
2.3.2.9 与皮肤疤痕形成有关的m RNA表达分析 |
2.3.3 兔耳疤痕实验结果 |
2.3.3.1 皮肤创伤修复的形态观察 |
2.3.3.2 H&E染色结果 |
2.3.3.3 Masson三色染色结果 |
2.3.3.4 天狼猩红染色结果 |
2.3.3.5 CD31 染色结果 |
2.3.3.6 α-SMA染色结果 |
2.3.3.7 胶原染色结果 |
2.3.3.8 体内炎症反应结果 |
2.3.4 基因表达和生物学功能分析 |
2.3.4.1 关于HSF的 RNA测序分析 |
2.3.4.2 关于HaKF的 RNA测序分析 |
第四节 小结 |
第三章 结合壳聚糖的“类三明治”结构纳米纤维复合膜诱导牙周组织再生的研究 |
第一节 前言 |
第二节 实验部分 |
3.2.1 实验仪器与实验材料 |
3.2.1.1 实验仪器 |
3.2.1.2 实验材料 |
3.2.2 实验方法 |
3.2.2.1 CS溶液的制备 |
3.2.2.2 PG纺丝液的制备 |
3.2.2.3 静电纺丝PG纳米纤维膜的制备 |
3.2.2.4 结合CS的PG纳米纤维多层复合膜材料的制备 |
3.2.2.5 表面形貌观察 |
3.2.2.6 化学结构表征 |
3.2.2.7 溶胀性实验 |
3.2.2.8 孔隙率实验 |
3.2.2.9 拉伸力学实验 |
3.2.2.10 水接触角实验 |
3.2.2.11 体外降解实验 |
3.2.2.12 复合膜结构稳定性实验 |
3.2.2.13 3T3 细胞相容性实验 |
3.2.2.14 HGF细胞活性实验 |
3.2.2.15 细胞粘附实验 |
3.2.2.16 天狼猩红染色 |
3.2.2.17 血液凝结实验 |
3.2.2.18 大鼠皮下埋植实验 |
3.2.2.19 体内降解实验 |
3.2.2.20 组织学染色实验 |
3.2.2.21 数据统计方法 |
第三节 实验结果与讨论 |
3.3.1 CS-PG多层复合膜材料的理化表征结果分析 |
3.3.1.1 表观形貌观察结果 |
3.3.1.2 材料表面化学特征分析 |
3.3.1.3 溶胀率和孔隙率分析 |
3.3.1.4 力学性质分析 |
3.3.1.5 亲水性结果分析 |
3.3.1.6 材料体外降解性分析 |
3.3.2 体外实验结果分析 |
3.3.2.1 细胞相容性分析 |
3.3.2.2 细胞活性结果分析 |
3.3.2.3 细胞胶原沉积分析 |
3.3.2.4 细胞粘附形态分析 |
3.3.2.5 材料的血液凝结效果分析 |
3.3.3 大鼠皮下埋植实验结果 |
3.3.3.1 体内降解性分析 |
3.3.3.2 体内细胞浸润分析 |
第四节 小结 |
第四章 结合富血小板纤维蛋白的多功能复合支架诱导骨组织再生的研究 |
第一节 前言 |
第二节 实验部分 |
4.2.1 实验仪器与材料 |
4.2.1.1 实验仪器 |
4.2.1.2 实验材料 |
4.2.2 实验方法 |
4.2.2.1 复合支架的制备 |
4.2.2.2 表面形貌观察 |
4.2.2.3 力学性质测试 |
4.2.2.4 水接触角实验 |
4.2.2.5 孔隙率测定 |
4.2.2.6 溶胀性测试 |
4.2.2.7 化学结构表征 |
4.2.2.8 体外降解实验 |
4.2.2.9 体外矿化实验 |
4.2.2.10 PRF中生长因子的释放实验 |
4.2.2.11 细胞相容性实验 |
4.2.2.12 细胞活性实验 |
4.2.2.13 HGF在P2G3 表面的浸润实验 |
4.2.2.14 细胞粘附实验 |
4.2.2.15 体外细胞成骨诱导实验 |
4.2.2.16 qRT-PCR探究成骨相关基因的表达 |
4.2.2.17 大鼠颅骨缺损模型的制备 |
4.2.2.18 组织学和免疫组织化学染色 |
4.2.2.19 兔牙槽骨缺损模型的制备 |
4.2.2.20 组织化学染色 |
4.2.2.21 数据统计方法 |
第三节 实验结果与讨论 |
4.3.1 复合支架的表征分析 |
4.3.1.1 基本理化性质分析 |
4.3.1.2 亲水性结果分析 |
4.3.1.3 力学性质分析 |
4.3.1.4 表面化学特征分析 |
4.3.1.5 降解性结果分析 |
4.3.1.6 体外矿化活性结果分析 |
4.3.1.7 PRF中 PDGF和 TGF-β1 的释放规律 |
4.3.2 复合支架体外细胞行为分析 |
4.3.2.1 3T3 细胞的细胞相容性结果分析 |
4.3.2.2 HGF和 HDPSC的细胞相容性结果分析 |
4.3.2.3 细胞形貌观察 |
4.3.2.4 细胞浸润结果分析 |
4.3.2.5 ALP活性结果分析 |
4.3.2.6 HDPSC成骨分化结果分析 |
4.3.2.7 成骨相关基因的表达情况 |
4.3.3 大鼠颅骨缺损的骨再生实验结果 |
4.3.3.1 表观结果分析 |
4.3.3.2 Micro-CT结果 |
4.3.3.3 H&E染色结果 |
4.3.3.4 Masson三色染色结果 |
4.3.3.5 Goldner三色染色结果 |
4.3.3.6 OPN免疫组化结果 |
4.3.4 兔牙槽骨缺损模型的骨再生实验结果 |
4.3.4.1 表观结果分析 |
4.3.4.2 Micro-CT结果 |
4.3.4.3 H&E染色结果 |
4.3.4.4 Masson三色染色结果 |
4.3.4.5 Goldner三色染色结果 |
第四节 小结 |
第五章 全文结论 |
总结 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)微纳米结构介导的不同物理信号对干细胞命运的调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 组织工程概述 |
1.1.1 组织工程的发展 |
1.1.2 组织工程三要素 |
1.2 干细胞扩增 |
1.2.1 干细胞的自我更新 |
1.2.2 干细胞的三维扩增 |
1.3 干细胞分化 |
1.3.1 可溶性生长因子对干细胞分化的调控 |
1.3.2 微纳米结构对干细胞分化的调控 |
1.3.3 物理信号对干细胞分化的调控 |
1.4 研究目的和内容 |
参考文献 |
第二章 纳米微结构复合材料对干细胞扩增和表型维持性的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 材料制备 |
2.2.3 材料测试与表征 |
2.2.4 细胞培养 |
2.2.5 细胞贴壁与增殖检测 |
2.2.6 细胞表型维持性检测 |
2.2.7 数据统计分析 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 壳聚糖/氧化石墨烯复合微球的表征 |
2.3.2 HUMSCs在壳聚糖/氧化石墨烯复合微球上的培养 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 有序纳米阵列介导的结构信号对干细胞成骨分化的调控 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 材料制备 |
3.2.3 材料表征 |
3.2.4 细胞培养 |
3.2.5 细胞贴壁与增殖检测 |
3.2.6 细胞成骨分化检测 |
3.2.7 数据统计分析 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 聚乳酸纳米柱阵列的表征 |
3.3.2 hADSCs在聚乳酸纳米柱阵列表面的铺展、活性和增殖 |
3.3.3 不同纳米柱直径对hADSCs成骨分化的影响 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 光驱动表面等离激元纳米结构介导的电信号对干细胞神经分化的调控 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 CuS纳米结构的制备 |
4.2.3 CuS纳米结构的表征 |
4.2.4 细胞培养 |
4.2.5 hADSCs在CuS纳米结构表面的活性和铺展 |
4.2.6 hADSCs在CuS纳米结构表面的神经分化 |
4.2.7 数据统计分析 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 CuS纳米结构的结构和成分表征 |
4.3.2 hADSCs在CuS纳米结构衬底上的细胞活性 |
4.3.3 hADSCs在CuS纳米结构衬底上的粘附和铺展 |
4.3.4 hADSCs在CuS纳米结构上神经分化的q-PCR检测 |
4.3.5 hADSCs在CuS纳米结构上神经分化的免疫荧光染色 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 超声驱动压电纳米结构介导的电信号对干细胞神经分化的调控 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 材料制备 |
5.2.3 材料表征 |
5.2.4 细胞培养 |
5.2.5 hADSCs在纳米纤维素水凝胶表面的活性、增殖和铺展 |
5.2.6 hADSCs在纳米纤维素水凝胶表面的神经分化 |
5.2.7 纳米纤维素水凝胶多层神经导管的构建 |
5.2.8 数据统计 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 纳米纤维素水凝胶的表征 |
5.3.2 hADSCs在纳米纤维素水凝胶上的粘附和铺展 |
5.3.3 hADSCs在纳米纤维素水凝胶上的活性和增殖 |
5.3.4 hADSCs在纳米纤维素水凝胶上的神经分化 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 未来需解决的问题 |
攻读博士期间取得的科研成果及参与的科研项目 |
致谢 |
附录 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)导电复合材料的制备及在电刺激下组织工程的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题研究背景及研究意义 |
1.2 组织工程 |
1.2.1 组织工程原理和应用 |
1.2.2 生物材料与细胞反应 |
1.2.3 生长因子 |
1.3 电刺激在组织工程领域的研究现状 |
1.3.1 内源性电场的产生及作用 |
1.3.2 外加电刺激在组织工程领域的研究现状 |
1.3.3 电刺激机理研究 |
1.4 导电高分子基复合材料在组织工程领域研究现状 |
1.4.1 导电聚合物 |
1.4.2 导电高分子基复合纳米纤维在组织工程中的应用 |
1.4.3 导电高分子基叉指电极在组织工程中的研究进展 |
1.5 本研究课题的来源及主要研究内容 |
1.5.1 本研究课题的来源 |
1.5.2 本研究课题的研究内容 |
第二章 聚乳酸纳米纤维膜的制备及表面处理方案探究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料和仪器 |
2.2.2 PANI-PLA纤维膜的制备 |
2.2.3 表征测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 纳米纤维表征分析 |
2.3.2 PANI-PLA纳米纤维生物相容性表征 |
2.4 本章小结 |
第三章 无机酸掺杂调控聚苯胺形貌在组织工程的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料和仪器 |
3.2.2 不同酸掺杂PANI/PLA纤维的制备 |
3.2.3 表征测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 力学性能测试 |
3.3.2 不同pH下PANI的电导率 |
3.3.3 表面形貌及粗糙度 |
3.3.4 表面润湿性分析 |
3.3.5 表面化学组成 |
3.3.6 降解性分析 |
3.3.7 生物相容性 |
3.3.8 碱性磷酸酶活性 |
3.4 本章小结 |
第四章 有机酸掺杂调控聚苯胺形貌在组织工程的应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料和仪器 |
4.2.2 酒石酸掺杂聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维的制备 |
4.2.3 表征测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 表面形貌分析 |
4.3.2 FTIR分析 |
4.3.3 接触角分析 |
4.3.4 生物相容性分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 电刺激下导电PLA/rGO/PPy复合纳米纤维介导神经细胞增殖及轴突生长研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法和内容 |
5.2.1 实验原料和仪器 |
5.2.2 导电PLA/rGO/PPy复合纳米纤维的制备 |
5.2.3 表征测试 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 力学性能分析 |
5.3.2 表面形貌分析 |
5.3.3 FTIR和XPS分析 |
5.3.4 降解性能分析 |
5.3.5 热稳定性分析 |
5.3.6 润湿性分析 |
5.3.7 电导率分析 |
5.3.8 细胞生长、黏附和增殖 |
5.3.9 神经突长度分析 |
5.3.10 DMEM蛋白质吸附 |
5.4 本章小结 |
第六章 基于聚酰亚胺柔性叉指电极构造及在电场下神经再生研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法和内容 |
6.2.1 实验原料和仪器 |
6.2.2 导电LIG/PPy复合叉指电极制备 |
6.2.3 表征测试 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 形貌分析 |
6.3.2 FTIR和XPS分析 |
6.3.3 XRD和Raman分析 |
6.3.4 表面润湿性 |
6.3.5 导电性能 |
6.3.6 不同沉积时间的LIG/PPy在相同电压刺激下的PC-12细胞再生研究 |
6.3.7 刺激时间对LIG/PPy表面PC-12细胞再生和轴突生长研究 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
致谢 |
(5)贻贝仿生导电性苯胺齐聚物生物材料的制备及在组织工程中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 导电高分子材料 |
1.2.1 导电高分子概述 |
1.2.2 导电高分子的合成、结构和掺杂 |
1.2.3 导电高分子复合材料 |
1.2.4 导电高分子存在的不足 |
1.3 含导电高分子齐聚物的生物材料 |
1.3.1 含导电高分子齐聚物生物材料概述 |
1.3.2 含苯胺齐聚物的生物材料 |
1.4 导电性生物材料的应用形式 |
1.4.1 导电性薄膜 |
1.4.2 导电性纳米纤维 |
1.4.3 导电性水凝胶 |
1.4.4 导电性复合材料3D支架 |
1.5 导电性生物材料的组织工程应用 |
1.5.1 骨组织工程 |
1.5.2 骨骼肌组织工程 |
1.5.3 神经组织工程 |
1.5.4 心脏组织工程 |
1.5.5 皮肤组织工程 |
1.6 电刺激的生物学反应 |
1.6.1 电刺激对蛋白质行为的影响 |
1.6.2 电刺激对细胞行为的影响 |
1.6.3 导电生物材料结合电刺激在组织工程中的应用 |
1.7 论文的设计思路和研究内容 |
第2章 贻贝仿生的导电性生物粘合剂的制备及在体外成骨诱导方面的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要试剂与仪器 |
2.2.2 苯胺四聚体甲基丙烯酰胺(ATMA)单体的合成 |
2.2.3 多巴胺甲基丙烯酰胺(DOPAMA)单体的合成 |
2.2.4 电活性无规共聚物的合成 |
2.2.5 材料的基本表征 |
2.2.6 血液相容性测试 |
2.2.7 体外生物学实验 |
2.2.8 统计学分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 材料的合成和表征 |
2.3.2 共聚物的电化学性质及电导率 |
2.3.3 共聚物表面的亲水性 |
2.3.4 共聚物的粘结强度 |
2.3.5 PAT共聚物体外生物相容性评估 |
2.3.6 电刺激下PAT共聚物上MC3T3-E1细胞成骨分化评估 |
2.4 本章小结 |
第3章 电活性和生物活性微球的制备及在大鼠颅骨缺损修复中的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要试剂与仪器 |
3.2.2 材料的合成 |
3.2.3 PLGA/HA微球的制备 |
3.2.4 PLGA/HA微球的功能化 |
3.2.5 材料的基本表征 |
3.2.6 QCM-D测定微球对DOPA-IGF-1生长因子的吸附能力 |
3.2.7 体外生物学实验 |
3.2.8 大鼠颅骨缺损修复研究 |
3.2.9 统计学分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 电活性微球的制备与表征 |
3.3.2 DOPA-IGF-1在微球上的粘附性表征 |
3.3.3 电活性生物活性微球的体外生物学性质研究 |
3.3.4 电活性生物活性微球的体内生物学评估(大鼠颅骨缺损修复) |
3.4 本章小结 |
第4章 图案化导电性静电纺丝纤维毡的制备及在体外神经分化方面的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要试剂与仪器 |
4.2.2 材料的合成 |
4.2.3 PAT/PCL复合材料无序和图案化纤维毡的制备 |
4.2.4 静电纺丝材料的掺杂 |
4.2.5 材料的基本表征 |
4.2.6 ELISA法测定静电纺丝材料对NGF的吸附能力 |
4.2.7 体外生物学研究 |
4.2.8 统计学分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PCAT纳米纤维的制备 |
4.3.2 PCAT纳米纤维的电化学性质和电导率 |
4.3.3 PCAT纳米纤维的亲水性 |
4.3.4 静电纺丝纳米纤维毡的形貌 |
4.3.5 纺丝纤维对NGF蛋白的粘附能力 |
4.3.6 无序纺丝纤维的生物相容性评价 |
4.3.7 电刺激下PCAT纤维毡对神经细胞生物活性和分化的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 导电性形状记忆弹性体的制备及在体外成骨诱导方面的应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 主要试剂与仪器 |
5.2.2 端氨基苯胺三聚体(ACAT)的合成 |
5.2.3 PCL的合成 |
5.2.4 导电弹性体的合成 |
5.2.5 材料的基本表征 |
5.2.6 弹性体的宏观记忆性评估 |
5.2.7 体外生物学实验 |
5.2.8 统计学分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 导电性聚氨酯弹性体的合成与表征 |
5.3.2 导电性弹性体的热力学性质 |
5.3.3 导电性弹性体的形状记忆性 |
5.3.4 导电性弹性体的表面形貌 |
5.3.5 导电性弹性体的细胞相容性评价 |
5.3.6 ALP活性和钙沉积 |
5.3.7 成骨基因表达 |
5.3.8 成骨蛋白免疫荧光染色和western blotting分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结和展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(6)缓释bFGF的取向纳米纤维膜促进大鼠肌腱再生的实验研究(论文提纲范文)
中英文缩略词表 |
中文摘要 |
Abstract |
前言 |
第一部分 聚己内酯静电纺纳米纤维膜支架的制备、表征及成腱定向分化研究 |
前言 |
1.1 实验材料与方法 |
1.2 材料表征 |
1.3 体外药物释放 |
1.4 体外细胞活性和增殖实验 |
1.5 体外成腱能力 |
1.6 数据统计分析 |
1.7结果 |
1.8 不同取向纳米纤维的表征 |
1.9 体外药物释放 |
1.10 力学性能 |
1.11 体外细胞活性和增殖实验 |
1.12 体外成腱分化能力 |
1.13 讨论 |
1.14 结论 |
第二部分 载bFGF的纳米纤维膜支架用于跟腱缺损模型的修复 |
前言 |
2.1 实验材料与方法 |
2.2 材料准备 |
2.3 动物试验 |
2.4 磁共振成像(MRI) |
2.5 再生肌腱的宏观评估 |
2.6 组织学检查及免疫荧光染色 |
2.7 基因与蛋白表达 |
2.8 数据统计分析 |
2.9 结果 |
2.10 再生肌腱的宏观评估 |
2.11 再生肌腱的磁共振成像(MRI) |
2.12 体内成腱分化能力 |
2.13 组织学检查及免疫荧光染色 |
2.14 讨论 |
2.15 结论 |
结论 |
参考文献 |
综述 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)基于GelMA的光交联型人脱细胞羊膜复合水凝胶的制备及其在口腔黏膜缺损修复中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第一部分 光交联型脱细胞羊膜(dHAMMA)的制备及表征分析 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
本章小结 |
第二部分 GelMA/dHAM、GelMA-dHAMMA复合水凝胶的构建和表征 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
本章小结 |
第三部分 GelMA-dHAMMA复合水凝胶支架体外对人成纤维细胞增殖和转化的影响 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
本章小结 |
第四部分 GelMA-dHAMMA复合水凝胶成血管能力的研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
小结 |
第五部分 GelMA-dHAMMA复合水凝胶修复口腔黏膜组织缺损的研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
本章小结 |
第六部分 结语 |
参考文献 |
综述: GelMA水凝胶的临床前研究进展 |
参考文献 |
中英文缩略词表 |
攻读博士学位期间公开发表的论着、专利及科研成果 |
致谢 |
(8)SF/PLGA载药纳米纤维膜三维包覆多孔磷酸钙基复合材料治疗骨缺损的研究(论文提纲范文)
前言 |
摘要 |
Abstract |
中英文缩写词 |
第1章 绪论 |
1.1 骨组织与修复 |
1.1.1 骨组织与骨修复背景 |
1.1.2 骨的形成过程 |
1.1.3 骨修复的干预措施 |
1.2 骨组织工程材料 |
1.2.1 金属材料 |
1.2.2 聚合物材料 |
1.2.3 生物陶瓷 |
1.2.4 复合材料 |
1.3 骨组织修复中常用的药物 |
1.3.1 骨修复药物的种类 |
1.3.2 小分子药物类 |
1.3.3 生长因子类 |
1.3.4 其他类 |
1.4 静电纺丝 |
1.4.1 静电纺丝原理 |
1.4.2 静电纺丝的分类 |
1.4.3 静电纺丝在生物医学中的应用 |
第2章 双重载药纳米纤维的制备和性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及实验方法 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要实验材料和试剂 |
2.2.3 同轴载药纳米纤维膜的制备 |
2.2.4 扫描电子显微镜观察纤维支架形貌 |
2.2.5 透射电子显微镜观察纤维支架内部结构 |
2.2.6 亲水性研究 |
2.2.7 傅里叶红外吸收光谱测试(FTIR)和XPS测试 |
2.2.8 力学性能测试 |
2.2.9 药物体外释放的研究 |
2.2.10 统计分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 形貌及结构观察 |
2.3.2 亲水性能比较 |
2.3.3 傅里叶红外光谱和XPS分析 |
2.3.4 力学性能表征 |
2.3.5 药物体外释放分析 |
2.4 小结 |
第3章 载药同轴纳米纤维支架体外细胞实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及实验方法 |
3.2.0 主要实验仪器 |
3.2.1 主要实验材料和试剂 |
3.2.2 实验动物 |
3.2.3 大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)提取和培养 |
3.2.4 大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的传代 |
3.2.5 大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的冻存 |
3.2.6 大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的复苏 |
3.2.7 纳米纤维膜接种BMSCs培养 |
3.2.8 扫描电子显微镜观察BMSCs在纳米纤维膜上的生长情况 |
3.2.9 激光共聚焦显微镜观察BMSCs在纳米纤维膜生长情况 |
3.2.10 CCK-8 检测BMSCs增殖能力 |
3.2.11 ALP染色定性分析纳米纤维膜诱导BMSCs的碱性磷酸酶表达 |
3.2.12 ARS染色定性分析纳米纤维膜诱导BMSCs的钙沉积表达 |
3.2.13 统计分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 BMSCs在纳米纤维膜的生长情况 |
3.3.2 BMSCs在各组纤维膜的增殖活性比较 |
3.3.3 ALP及ARS染色结果分析 |
3.4 小结 |
第4章 SF/PLGA同轴纳米纤维膜三维包覆制CPC复合材料的制备和性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料及实验方法 |
4.2.1 主要实验仪器 |
4.2.2 主要实验材料和试剂 |
4.2.3 SF/PLGA同轴纳米纤维膜三维包覆CPC复合材料的制备 |
4.2.4 形貌及微观结构的观察 |
4.2.5 亲水性研究 |
4.2.6 傅里叶红外吸收光谱测试(FTIR) |
4.2.7 力学强度测试 |
4.2.8 统计分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 形貌及结构观察 |
4.3.2 亲水性能比较 |
4.3.3 傅里叶红外光谱 |
4.3.4 力学性能表征 |
4.4 小结 |
第5章 SF/PLGA同轴纳米纤维膜三维包覆制孔CPC复合材料的体内体外成骨研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料及实验方法 |
5.2.1 主要实验仪器 |
5.2.2 主要实验材料和试剂 |
5.2.3 大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)提取和培养 |
5.2.4 复合材料接种BMSCs培养 |
5.2.5 CCK-8 检测BMSCs增殖能力 |
5.2.6 扫描电子显微镜观察BMSCs在复合材料上的生长情况 |
5.2.7 活/死细胞染色观察BMSCs在支架上的生长情况 |
5.2.8 ALP染色定性分析复合材料诱导BMSCs的碱性磷酸酶表达 |
5.2.9 ARS染色和定量分析复合材料诱导BMSCs的钙沉积表达 |
5.2.10 RT-PCR检测在复合材料上BMSCs成骨相关基因的表达 |
5.2.11 大鼠颅骨缺损模型的建立及动物分组 |
5.2.12 Micro-CT三维重建及分析 |
5.2.13 组织切片染色 |
5.2.14 统计分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 BMSCs在各组复合材料的增殖活性比较 |
5.3.2 扫描电子显微镜(SEM)及活/死细胞染色观察BMSCs在支架上的生长情况 |
5.3.3 ARS及ALP染色结果分析 |
5.3.4 RT-PCR检测在复合材料上BMSCs成骨相关基因的表达 |
5.3.5 Micro-CT三维重建及分析 |
5.3.6 组织切片染色 |
5.4 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(9)聚多巴胺/成骨生长肽功能化的纳米纤维支架的构建及其成骨性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
引言 |
参考文献 |
第一部分 PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架的构建及表征 |
材料与方法 |
1 实验材料和设备 |
2 实验方法 |
结果 |
1 支架表征 |
2 支架亲水性能 |
3 支架表面元素分析(XPS) |
4 化学基团和化学键分析(FTIR) |
5 支架力学性能 |
6 支架释放药物性能 |
讨论 |
小结 |
参考文献 |
第二部分 PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架促进BMSCs体外成骨的研究 |
材料与方法 |
1 实验材料与设备 |
2 实验方法 |
结果 |
1 BMSCs分离、培养及鉴定 |
2 细胞存活及增殖性能 |
3 细胞形态及黏附铺展性能 |
4 细胞成骨分化检测 |
讨论 |
小结 |
参考文献 |
第三部分 PLLA-PDA-OGP纳米纤维支架修复大鼠颅骨缺损的研究 |
材料与方法 |
1 实验材料与设备 |
2 实验方法 |
结果 |
1 术后动物一般情况观察 |
2 Micro-CT |
3 组织学检查 |
讨论 |
小结 |
参考文献 |
全文总结 |
综述 基于聚乳酸的支架材料在组织工程中的应用进展 |
参考文献 |
中英文缩略词对照表 |
攻读博士学位期间论文发表情况 |
参与的科研项目 |
致谢 |
(10)负载干细胞的可注射水凝胶的制备及软骨修复研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 软骨组织及其损伤研究现状 |
1.1.1 关节软骨的结构 |
1.1.2 关节软骨的损伤及其修复研究现状 |
1.2 软骨组织工程 |
1.2.1 种子细胞 |
1.2.2 生物活性因子 |
1.2.3 生物支架材料 |
1.3 可注射水凝胶 |
1.3.1 物理交联 |
1.3.2 化学共价交联 |
1.4 本论文的研究意义与内容 |
第2章 基于酶催化反应构建负载干细胞的可注射Col-HA水凝胶及软骨修复研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器设备 |
2.2.2 大鼠BMSCs的分离、培养与鉴定 |
2.2.3 材料的制备 |
2.2.4 水凝胶的制备 |
2.2.5 水凝胶的表征 |
2.2.6 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
2.2.7 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
2.2.8 大鼠膝关节软骨缺损修复实验 |
2.2.9 大鼠膝关节软骨缺损修复评价 |
2.2.10 统计学分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 BMSCs的鉴定 |
2.3.2 材料的制备 |
2.3.3 水凝胶的表征 |
2.3.4 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
2.3.5 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
2.3.6 大鼠膝关节软骨损伤修复 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于生物正交反应构建负载干细胞的可注射PEG-SF水凝胶及软骨修复研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂与仪器设备 |
3.2.2 材料的制备 |
3.2.3 水凝胶的制备 |
3.2.4 水凝胶的表征 |
3.2.5 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
3.2.6 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
3.2.7 大鼠膝关节软骨损伤修复实验 |
3.2.8 大鼠膝关节软骨损伤修复评价 |
3.2.9 统计学分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 材料的制备 |
3.3.2 水凝胶的表征 |
3.3.3 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
3.3.4 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
3.3.5 大鼠膝关节软骨损伤修复 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于生物正交反应构建负载干细胞的可注射Col-PEG-SF水凝胶及软骨修复研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂与仪器设备 |
4.2.2 材料的制备 |
4.2.3 水凝胶的制备 |
4.2.4 水凝胶的表征 |
4.2.5 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
4.2.6 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
4.2.7 大鼠膝关节软骨损伤修复实验 |
4.2.8 大鼠膝关节软骨损伤修复评价 |
4.2.9 统计学分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 材料的制备 |
4.3.2 水凝胶的表征 |
4.3.3 BMSCs在水凝胶内的存活与增殖 |
4.3.4 BMSCs在水凝胶内的体外成软骨分化 |
4.3.5 大鼠膝关节软骨损伤修复 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、复合生长因子材料在组织工程中的应用(论文参考文献)
- [1]骨组织工程研究中应用的细胞膜片技术[J]. 谭先昱,廖文波. 中国组织工程研究, 2022(12)
- [2]功能性复合支架构建及其促进创伤修复的研究[D]. 张琳. 南开大学, 2021(02)
- [3]微纳米结构介导的不同物理信号对干细胞命运的调控研究[D]. 张珊. 山东大学, 2021(11)
- [4]导电复合材料的制备及在电刺激下组织工程的应用研究[D]. 刘荣涛. 广东工业大学, 2021(08)
- [5]贻贝仿生导电性苯胺齐聚物生物材料的制备及在组织工程中的应用[D]. 闫欢欢. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]缓释bFGF的取向纳米纤维膜促进大鼠肌腱再生的实验研究[D]. 葛振. 遵义医科大学, 2020(12)
- [7]基于GelMA的光交联型人脱细胞羊膜复合水凝胶的制备及其在口腔黏膜缺损修复中的应用研究[D]. 张强. 苏州大学, 2020(06)
- [8]SF/PLGA载药纳米纤维膜三维包覆多孔磷酸钙基复合材料治疗骨缺损的研究[D]. 姚霁航. 吉林大学, 2020(08)
- [9]聚多巴胺/成骨生长肽功能化的纳米纤维支架的构建及其成骨性能研究[D]. 刘勇. 苏州大学, 2020(06)
- [10]负载干细胞的可注射水凝胶的制备及软骨修复研究[D]. 张雅洁. 中国科学技术大学, 2020(01)