新型自控降解壳聚糖基组织工程支架材料的制备与性能

论文摘要

为了解决壳聚糖基组织工程支架材料的体内降解速率调控与匹配问题，本论文设计了一条新的思路，引入了一个“自调控”的概念。所谓“自调控”就是材料自身能够调节控制材料的降解速率而受环境的影响相对较小。利用溶菌酶的缓释调控壳聚糖支架的降解速率，可起到速率自调控和辅助介入治疗相结合的效果。溶菌酶不仅具有药理功能，且几乎分布于人体各个部位，所以将酶的缓释与支架制备相结合是安全可靠的。“自调控”技术有望解决困扰组织工程研究的壳聚糖基组织工程支架材料降解速率匹配问题。 本研究采用了W／O／W复乳技术，考察了三种分离方法(直接冷冻干燥法、过滤法、离心法)对微球形态的影响，探索出一步法构建含微粒的组织工程支架材料新方法，探讨了负载溶菌酶的PLGA微球形成机理，同时从多角度对微球的形成机理进行了阐释。 本研究较为系统地考察了制备参数对微球理化性能的影响，从应用角度出发突出了微球产率和载药释放性能。微球产率在5.7％～97.4％(w／w)之间，微球粒径可控制在30μm～100μm，载药量和包封率理想，大部分载药量接近或达到理论载药量，包封率基本在40％～90％之间，部分可达到95％以上。微球缓释效果明显，16d的释放可控制在20％～70％的较大区间内。酶活基本保持完好，大部分在90％以上。对溶菌酶缓释体系进行了数学模型模拟，结果表明，一级动力学模型对药物释放过程的拟合精度高，能够很好的描述溶菌酶缓释微球的体外释放情况。此外，采用了原子力显微镜对溶菌酶活性测定原理，即溶菌酶可降解细菌细胞壁导致体系浊度降低这一过程进行了同步跟踪。 本研究最终获得了可用于构建复合型支架的制备条件(支架形貌较为规整、弹性模量最大、孔径合适、孔隙率高)。本研究还采用了一种新的手段分析支架的表面形貌特征，即利用统计学的方法对孔径做统计分析，考察其概率分布特征，同时引入了SPAN值的概念对孔径进行数据处理，结合二者的分析结果可较好的表征支架的表面形貌特点，分析结果与直观的电镜图基本相一致。首次就水化条

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 组织工程概述
• 1.1.1 概念:如何理解组织工程?组织工程的基本范畴?
• 1.1.2 技术:当前的技术理念是否符合组织工程化产品的需求?如何引导其正确发展?
• 1.1.3 临床:如何解决组织工程化产品与临床应用之间的矛盾?
• 1.1.4 伦理学:如何面临克隆技术的挑战?
• 1.2 壳聚糖基组织工程支架材料
• 1.2.1 壳聚糖/聚酯类复合材料
• 1.2.2 壳聚糖/蛋白类复合材料
• 1.2.3 壳聚糖/多糖类复合材料
• 1.2.4 壳聚糖/钙磷陶瓷复合材料
• 1.2.5 存在问题
• 1.3 酶的控制释放
• 1.4 工作思路
• 参考文献
• 第二章 溶菌酶缓释微球制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 溶菌酶缓释微球的制备
• 2.2.3.2 SEM观察
• 2.2.3.3 AFM观察
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 基本操作参数选择
• 2.3.1.1 初乳制备
• 2.3.1.2 复乳制备
• 2.3.2 下游处理过程对产品收集的影响
• 2.3.3 微球形成机理探讨
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 溶菌酶缓释微球的性能考察
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 溶菌酶缓释微球的制备
• 3.2.3.2 微球表面形态
• 3.2.3.3 微球尺寸及其分布
• 3.2.3.4 载药量
• 3.2.3.5 包封率
• 3.2.3.6 BCA测定
• 3.2.3.7 释放率
• 3.2.3.8 酶活测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 初乳时间对微球性能的影响
• 3.3.2 初乳速度对微球性能的影响
• 3.3.3 PVA浓度对微球性能的影响
• 3.3.4 复乳时间对微球性能的影响
• 3.3.5 复乳速度对微球性能的影响
• 3.3.6 溶菌酶浓度对微球性能的影响
• 3.3.7 内水相添加剂对微球性能的影响
• 3.3.8 油相添加剂对微球性能的影响
• 3.3.9 外水相添加剂对微球性能的影响
• 3.3.10 油相潜溶剂对微球性能的影响
• 3.3.11 微球的体外药物释放模型
• 3.3.11.1 常用药物释放模型
• 3.3.11.2 溶菌酶缓释微球的体外释放模型拟合
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 复合型缓释微球-壳聚糖基组织工程支架材料的构建
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.3.1 壳聚糖支架制备
• 4.2.3.2 孔隙率测定
• 4.2.3.3 力学强度测定
• 4.2.3.4 支架形貌观察
• 4.2.3.5 水化处理
• 4.2.3.6 复合型微球-支架构建
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 壳聚糖支架制备与性能
• 4.3.2 水化条件影响
• 4.3.3 复合型微球-壳聚糖支架制备与性能
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 复合型缓释微球-壳聚糖基组织工程支架材料的体内外降解
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 实验方法
• 5.2.3.1 复合型缓释微球-壳聚糖基组织工程支架材料的构建
• 5.2.3.2 复合支架的体外降解
• 5.2.3.3 复合支架的体内降解
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 复合支架的体外降解
• 5.3.2 复合支架的体内降解
• 5.3.3 复合支架降解的体内外相关性
• 5.3.3.1 体外降解百分率-时间相关性
• 5.3.3.2 体内降解百分率-时间相关性
• 5.3.3.3 体外降解百分率-体内降解百分率相关性
• 5.3.3.3.1 体外-体内降解百分率相关性方程建立
• 5.3.3.3.1 体外-体内降解百分率相关性验证
• 5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 复合型缓释微球-壳聚糖基组织工程支架材料的生物相容性初步考察
• 6.1 引言
• 6.2 实验材料与方法
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验仪器
• 6.2.3 实验方法
• 6.2.3.1 细胞分离、纯化与鉴定
• 6.2.3.2 细胞毒性试验
• 6.2.3.3 细胞生长抑制法（MTT法）
• 6.2.3.4 SEM检测
• 6.2.3.5 复合支架体内植入和取材
• 6.2.3.6 组织固定、包埋及切片
• 6.2.3.7 组织学检测
• 6.2.3.8 体内降解试验
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 细胞的分离培养与鉴定
• 6.3.1.1 细胞的分离培养
• 6.3.1.2 成骨细胞的鉴定
• 6.3.1.2.1 碱性磷酸酶染色
• 6.3.1.2.2 钙结节染色
• 6.3.2 细胞毒性实验
• 6.3.3 火体观察
• 6.3.4 组织学观察
• 6.3.5 体内降解情况
• 6.4 小结
• 参考文献
• 第七章 总结
• 7.1 结论
• 7.2 不足及后继工作建议
• 在学期间科研情况
• 致谢