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仿生构建NO自催化生成功能的人工血管材料
作 者: 李岩冬
导 师: 武文洁
学 校: 天津科技大学
专 业: 应用化学
关键词: 自组装 仿生 一氧化氮 催化生成 人工血管
分类号: R318.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本论文模拟天然血管结构,对构建人工血管的方法进行了研究探讨。利用有机硒能够催化内源性NO供体RSNOs分解释放NO的特性,将有机硒负载到人工血管支架材料表面,通过测试材料的NO释放性能、血小板粘附性能和对不同细胞增殖性能的影响,评价修饰后的血管支架材料的生物功能,进而考察这种自催化NO控释的仿生修饰手段用于构建血管植入材料,并使其具有抗凝血性和抑制平滑肌增生性能的可行性。实验合成有机硒催化剂SePEI,并进行了表征;再将其作为聚阳离子,与聚阴离子PGA在静电纺丝得到的纳米纤维支架PCL表面层层自组装,对得到的层层自组装结构进行了表征;在GSH的存在下测试材料催化分解RSNOs释放NO的能力,并进行相关细胞增殖、抗凝血实验等生物性能的评价。从红外光谱可以看出合成产物形成了酰胺键特征峰,并且仍存有大量胺基保证其水溶性;采用原子吸收检测了SePEI上Se元素的负载量。紫外光谱定性、原子吸收光谱定量表征了层层自组装结构,发现随着自组装层数的增加,Se元素含量也逐渐增加;而接触角的锯齿状结构证实了层层自组装阴阳离子的交替吸附。对层层自组装后的材料进行催化NO释放实验,可以看出,含Se催化剂组的NO释放量明显高于不含Se组,说明Se确实具有催化功能,并且在整个80个小时实验过程中没有明显突释现象,80小时后仍能稳定持续释放NO。通过在材料表面接种成纤维细胞和平滑肌细胞,观测细胞成活率,证实材料毒性较小,且具有抑制平滑肌细胞增殖的效果。通过对材料的动静脉分流实验检测材料的抗凝血性能,并通过体式显微镜、HE染色和SEM观察到实验材料表面比较光滑,没有产生急性血栓;含Se催化剂材料表面血小板的数量明显低于不含硒的材料。这种新型血管支架材料能够催化NO供体释放NO,整个释放过程没有明显突释现象,而且在很长一段时间内能够持续释放NO。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 1 前言 8-18 1.1 人工血管研究背景及意义 8-9 1.2 组织工程血管材料支架 9-12 1.3 静电纺丝构建人工血管支架 12-13 1.4 一氧化氮在与血液接触材料中的应用 13-16 1.4.1 一氧化氮(NO)的生理功能 13-14 1.4.2 NO供体 14-15 1.4.3 利用内源载体的高分子材料 15-16 1.5 层层自组装技术(Layer-by-Layer) 16-17 1.6 本课题的提出 17-18 2 实验材料与方法 18-26 2.1 实验材料与实验仪器 18-19 2.1.1 材料与试剂 18 2.1.2 仪器设备 18-19 2.1.3 主要试剂配制 19 2.2 实验方法与内容 19-26 2.2.1 SeDPA的合成 19 2.2.2 SePEI的合成 19-20 2.2.3 SePEI的FITC生色团标记 20 2.2.4 静电纺丝法制备聚己内酯(PCL)纳米纤维多孔材料 20-21 2.2.5 纤维多孔支架的微观形貌表征 21 2.2.6 LBL层层自组装,构建含硒催化层 21-22 2.2.7 紫外检测 22 2.2.8 接触角测量 22 2.2.9 原子吸收法检测层层自组装的累积吸附效果 22 2.2.10 原子吸收法检测层层自组装后PCL上有机硒的负载稳定性 22 2.2.11 NO释放测试 22-23 2.2.12 材料的细胞毒性实验——成纤维纠胞(3T3)培养实验 23 2.2.13 材料对平滑肌细胞(SMC)抑制试验 23 2.2.14 动静脉分流(AV-shunt)实验 23-26 3 实验结果与讨论 26-42 3.1 SeDPA的合成原理及SeDPA的结构表征 26-27 3.1.1 SeDPA的合成原理 26 3.1.2 SeDPA的结构表征 26-27 3.2 SePEI的合成原理及结构表征 27-29 3.2.1 SePEI的合成原理 27-28 3.2.2 SePEI的结构表征 28-29 3.3 静电纺丝制备的PCL纳米纤维多孔材料微观形貌观察 29-30 3.4 层层自组装结构的紫外表征 30-31 3.5 LBL膜表面的接触角测量 31-32 3.6 原子吸收法表征层层自组装的累积吸附 32 3.7 层层自组装后PCL上有机硒的负载稳定性 32-34 3.8 NO释放性能 34-38 3.8.1 PBS中NO释放性能 35-37 3.8.2 血浆中NO释放性能 37-38 3.9 材料的细胞(3T3)毒性实验结果 38-39 3.10 材料对于平滑肌细胞(SMC)生长的抑制作用 39 3.11 AV-shunt实验评价材料抗凝血性能 39-42 4 结论 42-44 5 展望 44-48 6 参考文献 48-56 7 攻读硕士学位期间发表研究论文及学术成果 56-57 8 致谢 57
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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 人工脏器与器官 > 心脏血管系
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