论文题目: 生物功能表面活性剂和生物功能微球改性聚乳酸表面的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 高分子化学与物理
作者: 余贯华
导师: 沈家骢,计剑
关键词: 组织工程,聚乳酸,表面活性剂,表面改性,仿生,生物相容性,静电自组装
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文针对组织工程材料聚乳酸(PLA)的生物相容性问题,模拟细胞膜表面微纳米功能微区分布的结构特点,以生物缔合表面活性剂为手段,分别设计了生物活性分子呈均匀分布以及微米或纳米微区统计分布的聚乳酸表面,并对该修饰表面进行了软骨细胞和成骨细胞相容性的测试。 本文首先以细胞膜表面“糖质衣”阻抗非特异性吸附和特异性协同作用为启示,采用含聚乙二醇(PEG)两亲共聚物和胆固醇复合,通过两亲共聚物的表面自迁移特点,探讨在聚乳酸表面构建PEG桥联憎水性生物分子的新方法。GPC、核磁的表征显示,采用胆固醇PEG引发丙交酯开环聚合制备获得的两亲共聚物具有分子量可控、分布窄的特点。进一步以胆固醇-PEG-PLA两亲共聚物为添加剂,采用表面自组织共混技术成功制备了胆固醇富集的聚乳酸表面。XPS结果表明,胆固醇-PEG-PLA可自迁移到聚乳酸表面富集,富集程度随着PEG链的增长而增大。对改性表面成骨细胞培养的研究显示,胆固醇的存在可以有效促进细胞的粘附与生长。适当链长的桥联PEG有助于成骨细胞的生长和粘附,其中含15个EG单元的改性膜片具有最佳的成骨细胞相容性。该研究为在生物材料表面引入憎水性生物活性分子,研究憎水性生物活性分子对细胞行为的影响提供了一种新的方法。 其次本文以模拟细胞膜表面微米级功能微区分布的结构特点为出发点,通过生物缔合表面活性剂稳定的生物功能微球在聚乳酸表面的复合,设计具有微米级功能微区统计分布的聚乳酸表面。本文通过磺酰氯活化法在表面活性剂PEO-PPO-PEO末端固定了氨基酸或RGD等短肽片段,紫外、红外、核磁证明了该生物缔合表面活性剂的成功制备。以该表面活性剂为乳化剂通过水包油的方法制备了微米级聚乳酸功能微球,扫描电镜及激光共聚焦显微镜显示该微球具有良好的粒径分布,尺寸为2～5μm,生物活性分子稳定的附着在微球表面。 以旋涂的方式在聚乳酸表面有效分散了微球,并通过加热的方式实现了微球与表面的稳定结合,构建了具有功能微区统计分布的表面。细胞培养显示,功能微区对细胞粘附具有诱导作用,细胞倾向于粘附在功能微区区域。通过调节所带生物活性分子种类可以调节细胞行为。碱性氨基酸(arg-plu、lys-plu)和RGD
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1．1 组织工程简介
1．2 生物材料与组织工程
1．2．1 天然材料
1．2．2 合成材料
1．2．2．1 不可降解材料
1．2．2．2 可降解材料
1．3 生物材料的细胞相容性
1．3．1 细胞与生物材料的相互作用
1．3．2 生物材料细胞相容性的影响因素
1．3．2．1 生物材料的表面化学结构
1．3．2．2 生物材料的表面拓扑结构
1．3．2．3 生物材料的表面电荷
1．3．2．4 生物材料的表面亲／疏水平衡
1．3．3 生物材料的表面改性
1．3．3．1 生物材料的表面改性技术
1．3．3．2 化学方法表面改性
1．3．3．3 物理方法表面改性
1．3．3．4 超分子组装技术
1．3．3．5 表面活性剂在生物材料表面改性中的应用
1．4 课题的提出与研究思路
参考文献
第二章 胆固醇两亲表面活性剂改性聚乳酸平面膜的研究
2．1 实验部分
2．1．1 胆固醇衍生物的制备与提纯
2．1．2 改性表面的准备
2．2 结果与讨论
2．2．1 胆固醇衍生物的制备
2．2．2 改性表面表征
2．2．3 胆固醇衍生物对成骨细胞相容性的影响
2．2．3．1 胆固醇—聚乳酸对成骨细胞相容性的影响
2．2．3．2 胆固醇—聚乙二醇—聚乳酸对成骨细胞相容性的影响
2．3 本章小结
参考文献
第三章 生物功能化微米微球界面复合和细胞相容性研究
3．1 实验部分
3．1．1 含氨基酸(或RGD)功能基乳化剂的制备与提纯
3．1．2 含氨基酸(或RGD)功能基微球的制备
3．1．3 微球化表面的构建
3．1．4 微球化表面细胞相容性的研究
3．2 结果与讨论
3．2．1 含氨基酸(或RGD)功能基乳化剂的表征与分析
3．2．1．1 傅立叶转换红外(FTIR)光谱分析
3．2．1．2 核磁氢谱(~1H-NMR)分析
3．2．1．3 茚三酮-紫外(UV)光谱分析
3．2．2 功能基聚合物微球的制备与表征
3．2．2．1 微球形态观察
3．2．2．2 微球粒径分布表征
3．2．2．3 微球核壳结构表征
3．2．3 微球化表面表征
3．2．4 功能性短肽片段微球化表面成骨细胞培养的研究
3．2．4．1 RGD微球改性聚乳酸细胞相容性测试
3．2．4．2 细胞惰性化聚乳酸膜片的表征
3．2．4．3 不同短肽片段表面的细胞相容性研究
3．2．4．4 功能型短肽片段分布密度的细胞相容性研究
3．2．5 不同电荷性质聚乳酸微球化表面细胞相容性研究
3．2．5．1 电荷性质的细胞相容性研究
3．2．5．2 电荷密度的细胞相容性影响
3．3 本章小结
参考文献
第四章 生物功能化纳米微球界面静电自组装和细胞相容性研究
4．1 实验部分
4．1．1 含明胶纳米聚乳酸微球的制备
4．1．2 层层静电自组装制备细胞惰性多层膜
4．1．3 多层膜稳定性的研究
4．1．4 不同分布密度纳米微球聚乳酸表面的制备
4．2 结果与讨论
4．2．1 纳米聚乳酸微球的制备
4．2．2 层层静电自组装制备细胞惰性多层膜的表征
4．2．2．1 氨基化聚乳酸表面的制备
4．2．2．2 层层静电自组装制备细胞惰性多层膜
4．2．3 多层膜稳定性的研究
4．2．4 不同分布密度纳米微球聚乳酸表面的制备
4．2．5 PLL／ALG多层膜细胞相容性的研究
4．2．5．1 不同盐浓度组装PLL／ALG多层膜细胞相容性研究
4．2．5．2．细胞惰性多层膜稳定性的研究
4．2．6 不同分布密度微球化多层膜表面细胞相容性的研究
4．2．6．1 细胞粘附率与细胞增殖率的测试
4．2．6．2 细胞活性的研究
4．2．6．3 细胞形貌观察
4．3 本章小结
参考文献
第五章 全文结论
问题与展望
附录
作者简介
致谢
发布时间: 2006-05-10
参考文献
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