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骨形态发生蛋白-2缓释载体的研究

作　者: 侯娟
导　师: 刘昌胜
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: rhBMP-2 壳聚糖微球磷酸钙骨水泥骨修复
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

因创伤、肿瘤、炎症、先天畸形等因素引起的大段骨缺损修复是现代医学亟待解决的难题。骨形态发生蛋白-2(BMP-2)凭借其良好的骨诱导性,已被广泛应用于骨组织修复的研究中。因此,构建可降解吸收并具有生物活性的BMP-2缓释支架载体成为骨组织工程的发展趋势。为此,本文开展了以下两部分工作：1.本文以硫酸为交联剂,利用壳聚糖分子与硫酸间可逆的电荷相互作用,采用乳化交联法制备了H2S04-壳聚糖微球,又经NaOH溶液处理制得NaOH-壳聚糖微球,通过不同影响因素的考察优化了微球的制备条件。经SEM. IR, XRD等表征,表明NaOH-壳聚糖微球具有与壳聚糖相似的结构和较低的结晶度。以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白的吸附研究表明,NaOH-壳聚糖微球具有高吸附蛋白的特点,对BSA的吸附能力比H2SO4-壳聚糖微球及壳聚糖原料都高。在此基础上,将NaOH-壳聚糖微球作为rhBMP-2的缓释载体,构建了rhBMP-2/NaOH-壳聚糖/明胶海绵复合支架,研究了复合支架材料对rhBMP-2的体外释放情况。建立了兔临界骨缺损模型,将负载rhBMP-2的壳聚糖微球/明胶海绵复合支架植入缺损部位,考察动物体内长段骨缺损的修复情况。2.本文选用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙烯醇(PVA)三种材料对原有的BMP-2载体—多孔磷酸钙骨水泥CPC进行改性,以克服其脆性大、力学差的缺点。从CPC骨粒和骨条两种形式分别考察了改性效果。然后将载rhBMP-2的改性支架材料植入小鼠体内进行异位实验,对比了异位成骨量,考察了改性材料的生物相容性,从而确定最佳改性材料。在此基础上,建立兔临界骨缺损模型,将载rhBMP-2的CMC-Na/CPC、HPMC/CPC复合支架分别植入缺损部位,考察改性支架在动物体内长段骨缺损的修复情况。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
前言  11-12
第1章文献综述  12-28
  1.1 骨组织修复  12-18
    1.1.1 骨组织  12-13
    1.1.2 骨组织修复  13-17
    1.1.3 骨形态发生蛋白  17-18
  1.2 壳聚糖及壳聚糖微球作为骨修复材料的研究  18-22
    1.2.1 壳聚糖  18-20
    1.2.2 壳聚糖作为组织修复材料的优势  20-21
    1.2.3 壳聚糖微球制备  21-22
  1.3 磷酸钙骨水泥作为骨修复载体的研究  22-26
    1.3.1 磷酸钙骨水泥组成及性能  22-24
    1.3.2 磷酸钙骨水泥的改性研究  24-25
    1.3.3 磷酸钙骨水泥在骨修复应用中的研究  25-26
  1.4 课题的研究意义和研究内容  26-28
第2章壳聚糖微球的制备及其负载蛋白的研究  28-38
  2.1 原料与仪器  28-29
    2.1.1 原料  28
    2.1.2 实验仪器  28-29
  2.2 材料与方法  29-30
    2.2.1 H_2SO_4-壳聚糖微球的制备  29
    2.2.2 NaOH-壳聚糖微球制备  29
    2.2.3 壳聚糖微球形态考察  29
    2.2.4 壳聚糖微球粒径分布  29
    2.2.5 红外光谱  29
    2.2.6 X射线衍射  29
    2.2.7 壳聚糖微球对模型蛋白BSA的吸附  29-30
      2.2.7.1 BSA标准曲线的绘制  30
      2.2.7.2 壳聚糖微球对BSA的吸附  30
  2.3 结果与讨论  30-37
    2.3.1 壳聚糖溶液浓度对壳聚糖微球的影响  30-31
    2.3.2 乳化时间对壳聚糖微球的影响  31-32
    2.3.3 壳聚糖原料的脱乙酰度对壳聚糖微球的影响  32-33
    2.3.4 交联时间对壳聚糖微球的影响  33
    2.3.5 壳聚糖微球形貌  33-34
    2.3.6 红外光谱  34-35
    2.3.7 X射线衍射  35
    2.3.8 壳聚糖微球对模型蛋白BSA的吸附  35-37
  2.4 小结  37-38
第3章壳聚糖微球/可吸收明胶海绵作为骨修复材料的研究  38-50
  3.1 原料与设备  38
    3.1.1 原料  38
    3.1.2 实验设备  38
  3.2 实验与方法  38-41
    3.2.1 支架材料的制备  38-39
    3.2.2 体外释放实验  39
    3.2.3 壳聚糖微球的细胞相容性  39-40
    3.2.4 原位动物实验  40
    3.2.5 大体观察  40
    3.2.6 X-ray检查  40-41
    3.2.7 micro-CT  41
    3.2.8 组织学评价  41
    3.2.9 生物力学  41
  3.3 结果与讨论  41-49
    3.3.1 体外释放  41-42
    3.3.2 壳聚糖微球的细胞相容性  42-43
    3.3.3 大体观察  43
    3.3.4 X-ray评估  43-44
    3.3.5 micro-CT  44-45
    3.3.6 骨量与骨密度  45-46
    3.3.7 组织学评价  46-48
    3.3.8 生物力学评价  48-49
  3.4 小结  49-50
第4章磷酸钙骨水泥的改性及异位成骨实验  50-57
  4.1 实验原料及设备  50
    4.1.1 原料和试剂  50
    4.1.2 仪器和设备  50
  4.2 实验与方法  50-52
    4.2.1 自固化磷酸钙人工骨的改性  50-51
    4.2.2 CPC人工骨粒的改性  51
    4.2.3 CPC人工骨条的改性  51
    4.2.4 改性CPC骨条的压缩试验  51
    4.2.5 异位成骨实验材料准备  51
    4.2.6 动物异位实验  51-52
    4.2.7 新骨湿重和骨灰含量  52
    4.2.8 组织学观察  52
  4.3 结果与讨论  52-55
    4.3.1 自固化磷酸钙人工骨粒的改性  52-53
    4.3.2 改性CPC骨条的压缩试验  53
    4.3.3 异位成骨量  53-54
    4.3.4 组织学分析  54-55
  4.4 本章小结  55-57
第5章改性磷酸钙骨水泥作为骨修复材料的研究  57-64
  5.1 实验原料及设备  57
    5.1.1 原料和试剂  57
    5.1.2 仪器和设备  57
  5.2 实验与方法  57-59
    5.2.1 支架材料的制备  57
    5.2.2 动物实验  57-58
    5.2.3 大体观察  58
    5.2.4 X-ray检查  58-59
    5.2.5 micro-CT  59
    5.2.6 生物力学  59
  5.3 结果与讨论  59-62
    5.3.1 大体观察结果  59
    5.3.2 X-ray评估  59-60
    5.3.3 micro-CT分析  60-61
    5.3.4 骨量和骨密度  61-62
    5.3.5 生物力学性能  62
  5.4 本章小结  62-64
第6章全文结论  64-67
  6.1 全文主要结论  64-65
  6.2 特色与创新  65-66
  6.3 研究展望  66-67
参考文献  67-75
致谢  75-76
硕士在读期间撰写的论文  76

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