重组人源胶原温敏水凝胶的制备及性能研究

摘要

水凝胶是一种高含水量的三维网状聚合物，在许多领域中被广泛研究。水凝胶含水量高、粘弹性好，可塑性强等特性使水凝胶在生物医学应用被广泛研究。而制备水凝胶材料的选择，直接决定其能否作为一种理想的生物医学材料。 本文通过研究壳聚糖温敏水凝胶中β-GP和NaHCO3用量对该体系成胶时间、形态等性能的影响，对水凝胶交联条件进行优化。然后，通过调控EDC/NHS的用量和接枝时间，研究重组人源胶原与壳聚糖接枝的最优条件。以所得交联和接枝的最优条件为基础，改变重组人源胶原和壳聚糖的比例，最终得出重组人源胶原/壳聚糖温敏水凝胶体系的最优方案，通过SEM、机械性能测试、细胞毒性与包埋实验等，评价了该体系的理化性能和生物相容性。 (1)将NaHCO3作为交联剂加入体系。研究结果表明，β-GP和NaHCO3均能提高水凝胶成胶速率，同时增加水凝胶机械强度，具有协同作用。NaHCO3的加入可以有效降低β-GP用量，改善高浓度β-GP的潜在细胞毒性。细胞毒性实验表明NaHCO3对细胞活性无影响。最终得到200μl/ml，50％β-GP/0.6M NaHCO3的最佳用量; (2)利用EDC/NHS接枝体系，构建重组人源胶原与壳聚糖间酰胺键连接，进行接枝。结果显示，重组人源胶原与壳聚糖在溶液中成功接枝，EDC用量对成胶时间影响不大，接枝时间过短水凝胶会产生RHC溶出现象。16mM EDC、80mM NHS，接枝4h时，水凝胶的压缩模量最佳。 (3)改变重组人源胶原和壳聚糖比例，最终确定凝胶制备方案。体系中重组人源胶原含量增加，伴随丝网状结构变多，凝胶中孔隙直径增大，凝胶中细胞增殖生长状态随之提高。综合凝胶机械性能进行评估，壳聚糖与重组人源胶原比例为3∶1为最佳比例。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1水凝胶的发展与应用

1．1．1水凝胶定义

1．1．2温敏型水凝胶

1．2壳聚糖基水凝胶的发展与应用

1．2．1壳聚糖

1．2．2温敏型壳聚糖水凝胶

1．3胶原蛋白的发展与应用

1．3．1胶原蛋白的类型和分布情况

1．3．2胶原蛋白基水凝胶

1．4重组人源胶原蛋白

1．4．1胶原蛋白的制备

1．4．2 Ⅲ型重组人源胶原蛋白

1．5本课题研究的目的和意义

1．6本课题研究内容

2温敏水凝胶的交联条件优化

2．1引言

2．2实验方法与内容

2．2．1实验试剂

2．2．2实验仪器

2．2．3壳聚糖温敏水凝胶的制备

2．2．4壳聚糖／β-GP／NaHCO3温敏水凝胶性能评价

2．3结果与讨论

2．3．1水凝胶成胶时间测定

2．3．2水凝胶成胶形态观察

2．3．3水凝胶流变性质测定

2．3．4水凝胶机械性能测定

2．3．5水凝胶红外光谱测定

2．3．6水凝胶热重与差示扫描量热法分析

2．3．7水凝胶细胞毒性实验

2．4本章小结

3重组人源胶原与壳聚糖的接枝条件研究

3．1引言

3．2实验试剂与仪器

3．2．1实验试剂

3．2．2实验仪器

3．2．3重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的制备

3．2．4重组人源胶原与壳聚糖的接枝条件评价

3．3结果与讨论

3．3．1接枝后水凝胶的成胶时间

3．3．2重组人源胶原的溶出率

3．3．3接枝水凝胶的机械性能

3．3．4接枝前后水凝胶的红外光谱测定

3．4本章小结

4重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的结构表征和性能研究

4．1引言

4．2实验试剂与仪器

4．2．1实验试剂

4．2．2实验仪器

4．2．3重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的制备

4．2．4重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的性能测定

4．3结果与讨论

4．3．1重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的成胶形态观察

4．3．2重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的机械性能测试

4．3．3重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的降解率

4．3．4重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的细胞毒性

4．3．5重组人源胶原／壳聚糖温敏水凝胶的细胞包埋

4．4本章小结

5结论

5．1结论

5．2创新点

5．3展望

致谢

参考文献

附录