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纳米羟基磷灰石/壳聚糖/柞蚕丝素蛋白三元复合支架材料的制备及其生物性能的研究

作　者: 张继波
导　师: 郑德宇
学　校: 辽宁医学院
专　业: 人体解剖与组织胚胎学
关键词: 柞蚕丝素蛋白羟基磷灰石复合支架生物相容性
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目的采取冷冻干燥法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖/柞蚕丝素蛋白(n-hydroxyapatite/chitosan/tussah silk fibroin n-HA/CS/TSF)三元复合人工仿生骨支架材料，探讨该材料的生物学特性及生物相容性，为下一步骨移植实验提供依据。方法以精炼法提取柞蚕丝素蛋白，并对其氨基酸分析。模拟天然骨的组成，采取冷冻干燥法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖/柞蚕丝素蛋白(n-hydroxyapatite/chitosan/tussah silk fibroin n-HA/CS/TSF)三元复合人工仿生骨支架。将纳米羟基磷灰石、壳聚糖和柞蚕丝素蛋白共混，制成骨移植材料，按其比例分成实验对照组n-HA/CS（70/30）、实验组1n-HA/CS/TSF1-70/20/10、实验组2n-HA/CS/TSF2-70/15/15、实验组3n-HA/CS/TSF3-70/10/20。通过扫描电镜观察支架表面形态，根据IS010993标准进行支架材料的孔隙率、孔径、吸水率的测试及力学性能测试。体外PBS浸泡法检测支架酸碱度及失重比变化情况。取饲养1周后的正常SD大鼠40只，按数字随机分组法，分为30只实验组及实验对照组和10只对照组；实验对照组n-HA/CS二元支架、实验组3种n-HA/CS/TSF三元支架（5x5x5mm3大小的正方体）及对照组HA，植入大鼠体脊柱两侧，实验组、实验对照组及单纯HA支架对照组分别在2、4、8、12及24周取材进行大体观察、并对其体内降解率进行测试及HE染色进行组织学观察。对符合生物降解特性的支架材料进行下一步的研究。体外分离、培养乳兔骨髓间充质干细胞（BMSCs），制备支架浸提液，进行BMSCs培养3、5、7天，MTT检测浸提液的毒性。取第三代BMSC与支架共培养，采用细胞计数法、MTT法等观察细胞在支架上的黏附、增殖情况，并在3d、7d用扫描电镜检测细胞在支架材料表面吸附情况。结果扫描电镜（SEM）观察复合支架形貌特征见：n-HA/CS二元复合支架各孔形状规则、呈圆形，均匀分布，平均孔径446μm、孔隙率为50%。n-HA/CS/TSF三元复合支架随着TSF含量的增加支架孔的排列趋向于平行状，形如“栅栏样”，各孔间相通，孔径在缩小，孔隙率增加，表面有微突起的颗粒，且分布均匀。n-HA/CS/TSF三元复合支架孔径较n-HA/CS二元复合支架小，但平均孔径在221μm以上，孔隙率高于二元复合支架，在62%以上；抗压强度高于n-HA/CS二元复合支架的抗压强度33.12MPa，而且三元复合支架的最低抗压强度达到42.65MPa，以上满足骨组织工程支架材料抗压强度的要求；吸水率、体内外降解也随TSF含量的增加CS的减少而加快，各组间也存在显著性差异，优于n-HA/CS二元支架，显著优于HA支架，以上研究结果均具有统计学意义（P<0.05）。HE染色组织学观察所见以实验组、实验对照组及对照组支架均未发生炎性反应，HA支架降解性能极差，TSF提高了支架材料的降解率，支架植入第2周就要毛细血管的长入，并已出现了材料的降解，TSF可调控支架材料的降解速度。n-HA/CS/TSF1、n-HA/CS/TSF2~3三元复合支架材料无排斥反应，TSF能促进BMSCs细胞在支架上黏附、增殖。电镜观察细胞在支架上的粘附、生长、增殖情况n-HA/CS/TSF2优于n-HA/CS/TSF1，具有统计学意义（P<0.05）。结论n-HA/CS/TSF1、n-HA/CS/TSF2三元复合支架材料具有良好的孔径、孔隙率、吸水性及生物力学特性，无毒、降解适中，对兔BMSCs有很好的黏附、增殖性能料。

全文目录

中文论著摘要  4-6
英文论著摘要  6-9
英文缩略语  9-10
前言  10-11
实验材料与方法  11-19
结果  19-32
讨论  32-35
结论  35-36
本实验的创新性自我评价  36-37
参考文献  37-40
附录  40-50
  综述  40-47
    参考文献  44-47
  在学期间科研成绩  47-48
  致谢  48-49
  个人简介  49-50

纳米羟基磷灰石/壳聚糖/柞蚕丝素蛋白三元复合支架材料的制备及其生物性能的研究

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