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纳米含硅羟基磷灰石的制备及其细胞相容性研究

作　者: 刘健
导　师: 张胜民
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物材料与组织工程
关键词: 纳米含硅羟基磷灰石脯氨酰羟化酶细胞相容性多孔支架骨愈合
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由于与人体骨组织具有相似的无机成分,羟基磷灰石(HA)是一类公认的具有良好生物相容性及骨诱导性的生物活性陶瓷材料。植入体内后,HA材料表面游离出的钙磷能与人体骨骼组织形成化学键合,从而生长出新的组织。近年来众多研究表明,将硅掺入HA的晶格中能有效的提高其生物活性。脯氨酰羟化酶是胶原合成中的关键酶,该酶的活性直接反应了胶原生物合成的速度。本实验以醋酸硅(Si(OCOCH3)4),醋酸钙(Ca(OCOCH3)2?H2O),磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)为原料,采用化学沉淀法制备了各种取代度的含硅纳米羟基磷灰石(Si-HA)。该方法假定掺入的硅酸根替代磷酸根,合成的Si-HA化学方程式为Ca10(PO4)6-x(SiO4)x(OH)2-x,其化学计量比Ca/(P+Si)=1.67。分别用红外光谱仪(FTIR)、X射线荧光光谱仪(XRF)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对Si-HA的晶相、结构、化学组成和形貌进行分析和表征。实验结果表明硅酸根替代部分磷酸根进入HA晶格,使HA的结构和晶胞参数发生变化,得到了含有少量CO32-的纳米Si-HA。为进一步研究Si-HA的细胞相容性及其在生物矿化中的作用,我们将SD大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)于不同质量分数的Si-HA浸提液中进行体外培养,MTT法测定细胞增殖曲线;共聚焦显微镜观察脯氨酰羟化酶在细胞内的分布,酶联免疫吸附实验检测细胞大鼠脯氨酰羟化酶(P4H)活性。实验结果表明,Si-HA粉体材料浸提液能促进MSC的生长,表明Si-HA具有良好的细胞相容性。同时,脯氨酰羟化酶活性相较于HA组亦有大幅度提高,暗示Si-HA促进骨愈合的分子机制与该酶有关。为研究Si-HA的支架性能,我们采用石蜡微球法制成Si-HA多孔支架,并对其力学性能和细胞相容性进行评价。结果表明该支架具有良好的孔隙率和细胞相容性,但其力学性能有待提高。实验研究结果表明,Si的掺入使HA具有更好的生物活性和细胞相容性,且能提高胶原合成关键酶脯氨酰羟化酶的活性,从而促进骨愈合。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 前言  8
  1.2 含硅羟基磷灰石研究现状  8-14
  1.3 生物矿化  14-18
  1.4 本论文研究目的及内容  18-19
2 含硅羟基磷灰石的制备与表征  19-31
  2.1 材料和方法  19-22
  2.2 结果分析  22-29
  2.3 本章讨论  29-30
  2.4 本章小结  30-31
3 含硅羟基磷灰石的细胞相容性研究  31-44
  3.1 材料和方法  31-35
  3.2 结果分析  35-41
  3.3 本章讨论  41-42
  3.4 本章小节  42-44
4 含硅羟基磷灰石多孔支架的制备及其细胞相容性实验研究  44-50
  4.1 材料和方法  44-46
  4.2 结果分析  46-48
  4.3 本章讨论  48-49
  4.4 本章小节  49-50
5 全文总结  50-52
  5.1 主要研究成果  50-51
  5.2 论文的特色与创新点  51
  5.3 问题与展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-57
附录1 攻读学位期间发表的论文目录  57-58
附录2 英文缩写词表  58

纳米含硅羟基磷灰石的制备及其细胞相容性研究

内容摘要

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