可注射性壳聚糖基生物复合材料的研究

论文摘要

可注射原位成型支架,在注射前为溶胶,可负载活性细胞、治疗药物和生长因子等。当注射到指定部位后,在温度、pH值、离子强度或其它条件作用下,在注射部位发生相转变而凝胶化。此组成物有易于操作、塑型方便和手术创伤小等优点,可用作药物载体、填充材料、组织替代物和临时组织支架,应用前景广阔。本实验对壳聚糖进行改性,制备了水溶性的盐酸化壳聚糖（CH）,通过对CH、β-甘油磷酸二钠（GP）和β-磷酸三钙（TCP）进行复合制备了可注射性生物复合材料。pH值、温度和组成物配比的调节,组成物在生理环境下发生相转变而凝胶化。组成物含水量高,结构多孔,比较适合细胞的黏附与增殖。兔关节软骨缺损处植入实验结果表明,该材料的生物相容性良好。以壳聚糖、明胶为载药基质,以中药淫羊藿为模型药物,通过乳化交联的方法制备淫羊藿壳聚糖/明胶微球,考察了微球的理化特性,建立持续流动的释放系统,检测了微球的体外释放特性和影响因素。微球的理化特性受工艺条件如搅拌速度、乳化剂用量和交联剂用量等因素影响,微球的体外释放速率与微球的粒径和交联度负相关,与载药量正相关。实验的结果表明,由CH、GP和TCP构建的复合材料组成物是一种很有潜力的、有效的骨和软骨组织工程支架材料。壳聚糖、明胶可作为缓释微球的载体基质,微球制备工艺简单稳定,释放速率可控,淫羊藿壳聚糖/明胶微球是一种良好的药物释放体系。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 骨组织工程
• 1.1.1 组织工程发展背景及其原理和方法
• 1.1.2 骨组织
• 1.1.3 组织工程骨的基本原理与方法
• 1.1.4 骨组织工程支架材料
• 1.1.4.1 人工合成材料
• 1.1.4.1.1 无机材料
• 1.1.4.1.2 合成高分子材料
• 1.1.4.1.3 复合材料
• 1.1.4.2 天然生物材料
• 1.1.4.2.1 胶原
• 1.1.4.2.2 脱钙骨基质
• 1.1.4.2.3 壳聚糖
• 1.1.4.2.4 珊瑚
• 1.2 软骨组织工程
• 1.2.1 种子细胞
• 1.2.2 细胞支架材料
• 1.2.3 细胞因子
• 1.3 水凝胶在组织工程中的应用
• 1.3.1 水凝胶的分类
• 1.3.2 水凝胶的制备
• 1.3.3 水凝胶材料在组织工程中的应用
• 1.3.3.1 天然水凝胶
• 1.3.3.1.1 壳聚糖
• 1.3.3.1.2 胶原和明胶
• 1.3.3.1.3 透明质酸
• 1.3.3.1.4 海藻酸盐
• 1.3.3.1.5 琼脂糖
• 1.3.3.1.6 纤维蛋白
• 1.3.4 合成水凝胶
• 1.3.4.1 聚丙烯酸类及其衍生物
• 1.3.4.2 聚乙烯醇
• 1.3.4.3 聚氧化乙烯及其衍生共聚物
• 1.3.4.4 聚磷腈
• 1.3.4.5 多肽
• 1.3.5 水凝胶应用前景展望
• 1.4 传统中药在组织工程领域的应用前景
• 1.5 本论文工作的提出
• 第二章 盐酸化壳聚糖的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料仪器
• 2.2.2 盐酸化壳聚糖（CH）的制备
• 2.2.2.1 壳聚糖脱乙酰度（D．D）的测定
• 2.2.2.2 壳聚糖的分子量的测定
• 2.2.2.3 盐酸化壳聚糖的制备
• 2.2.3 盐酸化壳聚糖的性能与结构的表征
• 2.2.3.1 水溶性
• 2.2.3.2 红外吸收光谱（FTIR）分析
• 2.2.3.3 X 射线（XRD）分析
• 2.2.3.4 元素含量分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 壳聚糖的特性
• 2.3.2 水溶性
• 2.3.3 红外吸收光谱（FTIR）分析
• 2.3.4 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.3.5 元素含量分析
• 2.4 本章结论
• 第三章 可注射性壳聚糖基复合组成物
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料与仪器
• 3.2.2 复合组成物的制备
• 3.2.3 干复合组成物的制备
• 3.2.4 傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析
• 3.2.5 X 射线衍射（XRD）分析
• 3.2.6 pH 值的测定
• 3.2.7 溶胶-凝胶相转变温度及转变速率的测定
• 3.2.8 SEM 测试
• 3.2.9 凝胶溶胀度测试
• 3.2.10 流变学测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 FTIR 分析
• 3.3.2 XRD 分析
• 3.3.3 溶胶、凝胶相转变机理
• 3.3.4 pH 值、温度及壳聚糖的性质对体系溶胶-凝相转变的影响
• 3.3.5 β-TCP 对复合体系的影响
• 3.3.6 溶胀性能分析
• 3.3.7 流变学分析
• 3.3.8 干凝胶形貌的观察
• 3.4 本章结论
• 第四章 可注射性壳聚糖基复合组成物的生物相容性及软骨修复性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料与仪器
• 4.2.2 材料与方法
• 4.2.2.1 材料的制备与灭菌
• 4.2.3 实验动物分组
• 4.2.4 手术方法
• 4.2.5 检查项目
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章结论
• 第五章 中药淫羊藿缓释剂的制备及体外释放行为
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要原料与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.2.1 测定波长的选择
• 5.2.2.2 淫羊藿标准曲线的绘制
• 5.2.2.3 淫羊藿壳聚糖/明胶溶液的制备
• 5.2.2.4 含淫羊藿壳聚糖/明胶微球的制备
• 5.2.2.5 傅立叶变换红外光谱（FTIR）
• 5.2.2.6 显微镜和扫描电镜（SEM）观察
• 5.2.2.7 微球吸水溶胀
• 5.2.2.8 微球载药量的测定
• 5.2.2.9 淫羊藿壳聚糖/明胶微球的体外释放
• 5.2.2.10 含淫羊藿CH-GP 凝胶的制备
• 5.2.2.11 含淫羊藿CH-GP 凝胶的体外释放
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 药物缓控释机理
• 5.3.2 测定波长的确定
• 5.3.3 标准曲线的绘制
• 5.3.4 微球制备的影响因素
• 5.3.4.1 搅拌速度的影响
• 5.3.4.2 乳化剂用量的影响
• 5.3.4.3 交联剂用量的影响
• 5.3.5 微球大小及形貌
• 5.3.6 FTIR 分析
• 5.3.7 微球吸水溶胀
• 5.3.8 载药微球的药物含量
• 5.3.9 体外释放
• 5.3.9.1 载药微球的体外释放
• 5.3.9.1.1 粒径对微球释放性能的影响
• 5.3.9.1.2 药/材比对微球释放的影响
• 5.3.9.1.3 戊二醛加入量对微球释放性能的影响
• 5.3.9.2 含药CH-GP 凝胶的体外释放
• 5.4 本章结论
• 全文主要结论
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间完成的论文
• 致谢