银离子金属复合材料生物创面膜的研究

论文摘要

皮肤损伤的治疗,需要清创,防止感染。生物创面膜是用预制的生物活性材料或组织（皮肤）模块覆盖创伤局部,起到皮肤屏障作用,为创面愈合提供一个有利的微环境,促进局部细胞增生和皮肤损伤的愈合,提高皮肤损伤愈合的速率,并减少甚至消除瘢痕。在创面的治疗中,抗感染是很重要的,微生物对抗生素的抗性是伤口治疗领域面临的主要问题。有研究表明金属离子具有良好的抗菌性,如银离子。银离子的抗菌机理是一个十分复杂的病理生理过程,当敷料吸收伤口渗出液后,纤维高度膨胀,抑制进入敷料的细菌进一步迁移,此时从纤维上释放下来的银离子可以杀死伤口渗出液中的细菌,阻止细菌的繁殖。本室前期通过静电纺丝技术制备了RGD-重组蛛丝蛋白pNSR16（简称pNSR16）/聚乙烯醇（PVA）复合支架材料作为生物创面膜。实验中观察到虽然蛛丝蛋白具有较好的生物相容性,PVA安全低毒,但是存在抗菌性能不强的问题。本研究将硝酸银、pNSR16和PVA共混,静电纺丝制备pNSR16/PVA/硝酸银的银金属复合材料生物创面膜（简称含银创面膜）,以期得到既具有优良的力学性能和较好的生物相容性,也具有良好的抗菌性的复合支架材料。研究结果如下：1.应用静电纺丝技术制备硝酸银浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%的含银创面膜,通过弹性性能、孔隙率、分布比、吸湿性、体外降解、X射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外线光谱（FTIR）等方法,表征不同银离子浓度的含银创面膜的力学和理化性能。结果表明,随着银离子浓度的增加,含银创面膜的断裂伸长率随之提高,孔隙率、分布比和孔径下降,但吸湿性能增强,降解速率逐渐加快。不同银离子浓度的含银创面膜的结晶度均较为稳定,银离子与pNSR16和PVA的结合方式是化学交联。2.应用Matlab软件设计函数模型,确定含银创面膜的最佳银离子浓度。应用定积分求得银离子的最佳浓度为0.5%,设计抑菌圈和噻唑蓝（MTT）实验对理论计算进一步验证。实验结果表明,0.5%的含银创面膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均产生明显的抑菌圈。含银创面膜材料浸提液培养的成纤维细胞增殖性良好。3.含银创面膜的血液相容性研究。0.5%含银创面膜的复钙化时间明显短于对照组医用胶原,在统计学上有显著性差异。0.5%含银创面膜的凝血性能优于医用胶原,对红细胞的破坏程度很小,符合生物材料的溶血要求。实验中也观察到随着银离子浓度的提高,含银创面膜的凝血性能不断增强。4.含银创面膜应用于SD大鼠深Ⅱ度烫伤的研究。构建SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型,0.5%含银创面膜覆盖大鼠烫伤创面,通过创面愈合时间、创面收缩率、皮肤含水率、羟脯氨酸含量等四个指标,对烫伤部位的修复效果进行评价。修复结果指出,动物烫伤创面整体愈合速度为0.5%含银创面膜>医用胶原>医用纱布,皮肤成纤维细胞的增殖及胶原合成速度明显高于医用纱布。本研究制备的含银创面膜具有较好的理化特性和良好的生物相容性,应用于SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型能促进创面的愈合。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• 绪论
• 第1章 静电纺丝制备含银创面膜及其表征
• 1.1 材料与仪器
• 1.1.1 主要试剂
• 1.1.2 主要溶液
• 1.1.3 仪器与设备
• 1.2 方法
• 1.2.1 含银创面膜的制备
• 1.2.2 断裂伸长率测试
• 1.2.3 XRD分析实验
• 1.2.4 FTIR研究不同银离子浓度的含银创面膜
• 1.2.5 纺丝液全波长扫描实验
• 1.2.6 含银创面膜的体外降解实验
• 1.2.7 孔隙率实验
• 1.2.8 伤口渗出模拟液在纤维间及纤维内的分布比
• 1.2.9 吸湿性实验
• 1.3 结果与讨论
• 1.3.1 含银创面膜的电镜扫描
• 1.3.2 断裂伸长率
• 1.3.3 含银创面膜的XRD
• 1.3.4 FTIR分析
• 1.3.5 电纺液全波长扫描
• 1.3.6 含银创面膜的体外降解
• 1.3.7 孔隙率
• 1.3.8 伤口渗出模拟液在纤维间及纤维内的分布比
• 1.3.9 吸湿性
• 1.4 结论
• 本章附图
• 第2章 应用数学建模获得含银创面膜银离子最佳浓度的研究
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 主要溶液
• 2.1.3 仪器与设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 定性探究含银创面膜的抗菌性
• 2.2.2 含银创面膜对细菌生长曲线的影响
• 2.2.3 NIH-3T3细胞与含银创面膜复合培养实验
• 2.2.4 不同材料下细胞存活率实验
• 2.2.5 在不同材料条件下细胞的生长曲线
• 2.2.6 构建函数模型及求最佳浓度
• 2.2.7 抗菌性验证试验
• 2.2.8 细胞相容性验证实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 抗菌性定性测试结果
• 2.3.2 不同银离子浓度的含银创面膜浸提液对细菌生长曲线的影响
• 2.3.3 细胞与含银创面膜复合生长
• 2.3.4 不同含银创面膜条件下的细胞存活率
• 2.3.5 在不同材料条件下细胞的生长曲线
• 2.3.6 构建函数模型及求最佳浓度
• 2.3.7 抗菌性的验证
• 2.3.8 细胞相容性的验证
• 2.4 结论
• 本章附图
• 第3章 含银创面膜的血液相容性研究
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 主要材料
• 3.1.2 主要溶液
• 3.1.3 仪器与设备
• 3.2 方法
• 3.2.1 血浆复钙化凝血时间
• 3.2.2 溶血率实验
• 3.2.3 血栓实验
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 血浆复钙化凝血时间
• 3.3.2 溶血实验
• 3.3.3 栓实验
• 3.4 结论
• 本章附图
• 第4章 含银创面膜应用于SD大鼠皮肤烫伤修复的研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 主要材料
• 4.1.2 实验动物
• 4.1.3 主要溶液
• 4.1.4 手术器械
• 4.1.5 仪器与设备
• 4.2 方法
• 4.2.1 建立SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型
• 4.2.2 实验分组及取材
• 4.2.3 大体观察
• 4.2.4 创面愈合时间
• 4.2.5 创面收缩率
• 4.2.6 皮肤含水率
• 4.2.7 羟脯氨酸测定
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 深Ⅱ度烫伤模型的建立
• 4.3.2 大体观察
• 4.3.3 创面愈合时间
• 4.3.4 创面收缩率
• 4.3.5 皮肤含水率
• 4.3.6 羟脯氨酸含量测定结果
• 4.4 结论
• 本章附图
• 结论
• 附录 英文缩略词表
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历