仿生壳取糖基支架材料的研究及其在关节软骨细胞培养中的应用

摘要

该文以壳聚糖和明胶为原料,采用相分离法制备关节软骨组织工程用多孔支架材料, 并在其中进行培养关节软骨细胞培养的研究.结果表明:1.壳聚糖/明胶杂混聚合物网络(CS/GEL HPN)的亲水/疏水平衡可以通过调整壳聚糖与明胶的配比来调节,CS/GEL HPN的力学强度随着凝胶中壳聚糖含量的增加而增强,拉伸模量可达70MPa.但湿态下凝胶的拉伸模量较 干态时下降90i以上.2.采用相分离法制备了壳聚糖基(壳聚糖、壳聚糖/明胶,壳聚糖/明胶-聚乳酸)多孔基料.壳聚糖基多孔支架材料的平均孔径在30ˉ100μm范围可控;其孔隙率与初始溶液浓度呈线性对应关系.基材的孔隙率由初始溶液浓度决定,而平均孔径和孔径分布则可通过预冻温度、冻干过程、聚乙二醇添加剂的使用等因素来调控.3.采用戊二醛可使壳聚糖和明胶中的伯胺基反应发生共交联.而使用硼氢化纳处理可以在去除材料中剩余醛基的同时,使碳双健还原为单键,赋予材料基材柔顺性.4.多孔基材在溶菌酶溶的降解实验表明,网络中壳聚糖的存在可以抑制由聚乳酸水解产生乳酸水解产生乳酸引起的pH脉冲现象.5.壳聚糖/明胶多孔基材的压缩模量在10ˉ100kPa范围内调控,聚乳酸的浸渍可以提高支架材 料的压缩模量至450kPa.6.采用消化分离法体外培养家兔和牛关节软骨细胞,对其生长行为从形态学和组织化学方面进行了研究.7.壳聚糖、壳聚糖/明胶,壳聚糖/明胶-聚乳酸材料都适于用作软骨细胞培养,其中软骨细胞在壳聚糖/明胶支架材料中的生第优于壳聚糖基材 .8.为抑制关节软骨细胞在三维支架材料中培养的退化,采用最大磁感应强度B<,m>=120高 斯的交变磁场对种植软骨细胞的基材进行2小时/天的间歇刺激.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1组织工程的研究进展

1.1引言

1.2组织工程研究的重点问题

1.3组织工程用生物材料的研究

1.4组织工程用生物材料的形式

1.5组织工程相关生物材料与细胞的相互作用

1.6未来的研究

2关节软骨组织工程的研究

2.1关节软骨的功能

2.2软骨组织工程用生物基材的研究

2.3关节软骨修复与重建

3论文工作的提出

参考文献

第二章壳聚糖/明胶复合膜材的结构与性能研究

1引言

2实验部分

2.1主要原料及仪器

2.2壳聚糖的精制

2.3壳聚糖分子量与脱乙酰化度测定

2.4壳聚糖灰分的测定

2.5壳聚糖/明胶复合膜的制备

2.6接触角分析

2.7红外光谱分析

2.8差示扫描量热分析

2.9力学性能分析

3结果与讨论

3.1原料的性能表征

3.2壳聚糖/明胶共混体系的交联

3.3壳聚糖/明胶亲/疏水性

3.4壳聚糖/明胶膜材的力学性能

4小结

参考文献

第三章壳聚糖基多孔支架材料的制各及性能研究

1引言

2实验部分

2.1原料及仪器

2.2多孔材料制备

2.3红外光谱和X—射线衍射分析测试

2.4界面形貌考察

2.5孔隙率的确定

2.6力学性能测试

2.7体外降解实验

3结果与讨论

3.1冻干法制备制备壳聚糖基海绵体

3.2孔隙率的控制

3.3其它条件对支架性能的影响

3.4多孔支架的交联和脱醛

3.5壳聚糖/明胶—聚乳酸支架材料

3.6多孔基材的力学性能

3.7体外酶解

4小结

参考文献

第四章关节软骨细胞体外培养的研究

1引言

2实验部分

2.1实验材料

2.2原料及仪器

2.3软骨组织材料的获取

2.4软骨细胞的分离和培养

2.5细胞的扫描电镜观察

2.6软骨细胞的特异性染色

2.7细胞贴壁率和生长曲线的测定

2.8荧光染色与激光共焦显微镜分析

3结果与讨论

3.1关节软骨细胞的原代体外培养

3.2关节软骨细胞的传代

3.3细胞外基质的考察

3.4研究中的问题

4小结

参考文献

第五章关节软骨组织工程化的初步研究

1引言

2实验部分

2.1原料及仪器

2.2软骨细胞在多孔支架材料中的种植

2.3交变磁场刺激条件下的细胞培养

2.4石蜡包埋切片

2.5茜素红—美蓝染色

2.6过碘酸Schiff反应(PAS染色)

2.7爱尔蓝示中性染色

2.8扫描电镜(SEM)分析

2.9荧光染色与激光共焦显微镜分析

3结果与讨论

3.1软骨细胞在支架材料中种植方法的研究

3.2关节软骨细胞在壳聚糖基支架材料中的培养

3.3交变磁场刺激对关节软骨细胞生长的影响

4小结

参考文献

全文主要结论

附录

致谢