丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架的构建及体外细胞学初步研究

摘要

[目的] 探讨丝素蛋白/壳聚糖(SF/CS)三维多孔支架的构建及成骨细胞MG-63在不同比例支架上的行为学，筛选出最适合用于骨组织工程的支架比例，为骨组织工程的治疗提供新的天然生物材料。 [方法] 第一部分:1.通过脱胶、溶解、透析等流程从蚕茧提取丝素蛋白(SF)溶液，并计算其浓度。2.配制浓度3％的壳聚糖(CS)溶液，制备不同比例丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架(SF/CS)。3.通过扫描电镜(SEM)研究不同比例三维支架的表面形态。4.通过X-射线衍射(XRD)和红外光谱仪(FTIR)研究支架内部的构象。5.研究SF/CS三维多孔支架在PBS中的膨胀率、双蒸水中的降解率。6.利用75％酒精溶液研究SF/CS三维支架的孔隙率，利用茜素红在支架中的渗透能力研究支架的营养物质运输能力。 第二部分:1.用浸泡过SF/CS三维支架的培养基培养MG-63细胞，通过MTT、Hoechst法研究MG-63细胞在支架浸提液中的增殖能力，以评价支架是否具有细胞毒性。2.将MG-63细胞种到辐照灭菌好的SF/CS三维多孔支架中，分别通过计算细胞在支架中的黏附率，通过MTT研究细胞在支架上的增殖情况来研究细胞和支架的相容性。3.将MG-63细胞种到不同比例SF/CS支架中，石蜡包埋切片。通过HE染色研究MG-63细胞与SF/CS支架共培养时的形态。4.通过SEM研究细胞在40SF、50SF支架中的形态。5.通过研究MG-63细胞在40SF、50SF支架中的碱性磷酸酶活性(ALP)以初步评估成骨细胞MG-63在SF/CS三维支架中的成骨性能。 [结果] 第一部分:1.通过本实验室流程，用时4天制备出浓度为3％左右的丝素蛋白溶液。2.配制浓度为3％的CS溶液，用时6天制备出以下比例三维支架:100％SF、100％CS,50％SF-50％CS(50SF),20％SF-80％CS(20SF),30％SF-70％CS(30SF),40％SF-60％CS(40SF)。3.SEM图谱显示50SF与40SF支架表面形态相对其他比例规则，其中50SF支架表面最光滑。4.XRD和FTIR结果显示添加CS后SF结晶度、构象发生了改变。5.膨胀率结果显示膨胀率与CS含量呈正比。6.降解率实验显示含交联剂的SF/CS三维多孔支架性质稳定，降解液呈中性。7.不同比例支架中50SF、40SF支架孔隙率高于其他各组，且50SF支架孔隙率最高。8.不同比例支架中50SF、40SF支架蛋白吸收性高于其他各组，且50SF组蛋白吸收性最好。 第二部分:1.MG-63细胞在50SF、40SF支架浸提液中增殖能力最强，其余两组明显降低。说明支架无细胞毒性。2.MG-63细胞在50SF、40SF支架中粘附率与其在正常培养皿中粘附率无统计差异。MTT检测结果显示MG-63细胞在50SF、40SF支架中增殖能力优于其他两组，且50SF支架组细胞增殖能力最好。3.HE染色结果显示MG-63细胞在50SF、40SF中生长状态良好，且在50SF支架中存活数量多于40SF组。4.SEM结果同样显示MG-63细胞在50SF支架中细胞量明显多于40SF。5.MG-63细胞在50SF支架中分泌ALP活性高于40SF组。说明50％SF-50％CS比例支架更适合成骨细胞MG-63的培养。 [结论] 丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架制备简便，不同比例支架表面形态、理化性质差异较大，SF与CS组分越相近，性能最优。50SF、40SF表面形态、孔隙结构、蛋白运输性能最好。相关细胞实验证明50SF支架最适宜成骨细胞的黏附、增殖长期培养，并对成骨性能做了初步检测。本研究初步探讨了适宜组织工程的生物材料，为生物材料在骨组织方面的应用提供了一个新思路。

目录

声明

摘要

前言

参考文献

第一部分丝素蛋白壳聚糖三维复合支架的构建及理化性质研究

引言

材料与方法

1．材料

2．方法

结果

1．SF溶液的提取过程

2．SF／CS三维支架的表观

3．SF／CS三维支架的表面结构

4．SF／CS三维支架的构象结构

5．SF／CS三维支架的膨胀率

6．SF／CS三维支架的降解率

7．SF／CS三维支架的孔隙率

8．SF／CS三维支架的物质交流运输能力

讨论

参考文献

第二部分丝素蛋白／壳聚糖三维支架用于成骨细胞MG-63的培养

引言

材料与方法

1．材料

2．方法

结果

1．SF／CS三维支架的细胞毒性研究

2．SF／CS三维支架与MG-63细胞相容性

3．SF／CS三维支架与MG-63细胞共培养的结构及统计学分析

4．SF／CS三维支架与MG-63细胞共培养的形态

5．SF／CS三维支架与MG-63细胞共培养ALP活性研究

讨论

参考文献

结论

综述 丝素蛋白、壳聚糖相关生物材料的研究及其在医学生命科学中的应用

缩略词表

研究生期间发表和待发表的论文

致谢