壳聚糖与明胶共混材料的生物相容性相关研究

论文摘要

单纯使用壳聚糖或是明胶制备的膜、微球或是支架其生物相容性往往并不理想,因而实际应用中经常对这些材料进行修饰或是改性从而增强其生物相容性,而共混改性是其中操作最简单、应用最广泛的方法。本文即是应用共混修饰的方法将壳聚糖和明胶材料混合制备成相应的复合膜材料和三维微球载体材料并对这些材料的生物相容性作进一步的研究和探讨。主要的研究内容及结果如下:（1）采用共混的方法制备一系列比例的壳聚糖-明胶复合膜材料,综合运用各种实验方法对这些材料的表面形貌、表面亲疏水性、材料表面对纤连蛋白的吸附情况以及溶菌酶体外降解情况进行研究。实验结果表明,在壳聚糖材料中加入明胶进行共混改性,可明显增强材料表面的亲水性和材料的降解速度;此外,共混达到一定比例之后,材料表面对纤连蛋白的吸附量将增加。（2）综合运用MC3T3-E1细胞和体外分离培养的鼠脂肪来源干细胞从细胞在材料表面的形态、铺展、粘附、增殖和分化等多方面对这些共混材料的生物相容性进行系统的研究。实验结果表明,加入明胶材料进行共混修饰制备的膜材料确实显著影响了材料与细胞之间的相互作用水平;本实验所研究的共混材料中以5C5G膜（2.5%的壳聚糖溶液与10%的明胶溶液以体积比1:1进行共混所制备）的生物相容性相对最好,具体表现在该种膜材料的细胞粘附、增殖、相对增殖和分化水平均明显高于作为对照的纯壳聚糖膜,在某些方面甚至明显高于本实验所研究的其他共混膜材料。（3）应用1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）作为交联剂采用乳化交联的方法制备壳聚糖-明胶多孔微球并进一步评价该微球材料生物相容性情况。实验结果表明,所制备的微球平均直径为180～200μm,成球率80%以上;将MC3T3-E1细胞接种在微球表面进行培养时发现壳聚糖-明胶多孔微球细胞毒性小、生物相容性较好,有望通过进一步改进从而应用于骨组织修复研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 生物材料与组织工程概述
• 1.1.1 组织工程概念产生与发展
• 1.1.2 组织工程的原理及内容
• 1.1.3 骨组织工程及其研究进展
• 1.2 壳聚糖作为生物材料的研究进展
• 1.2.1 壳聚糖概述
• 1.2.2 壳聚糖的物理性质
• 1.2.3 壳聚糖的化学性质
• 1.2.4 壳聚糖在组织工程研究中的应用
• 1.2.5 壳聚糖与细胞之间相互作用
• 1.2.6 壳聚糖的修饰与改性
• 1.3 明胶作为生物材料的研究进展
• 1.3.1 明胶概述
• 1.3.2 明胶的理化性质
• 1.3.3 明胶在组织工程研究中的应用
• 1.4 组织工程微球材料的研究进展
• 1.4.1 微球材料
• 1.4.2 缓释微球
• 1.4.3 微球支架
• 1.5 本论文的研究目的、内容及意义
• 第2章 壳聚糖-明胶共混膜材料相关性质的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料与设备
• 2.1.2 壳聚糖膜及共混膜的制备
• 2.1.3 扫描电镜观察形貌
• 2.1.4 X 射线衍射检测
• 2.1.5 接触角的测定
• 2.1.6 蛋白吸附实验
• 2.1.7 溶菌酶体外降解实验
• 2.1.8 统计学方法
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 扫描电镜观察形貌
• 2.2.2 X 射线衍射检测
• 2.2.3 接触角的测定
• 2.2.4 蛋白吸附实验
• 2.2.5 溶菌酶体外降解实验
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 第3章 壳聚糖-明胶材料共混膜材料与MC3T3-E1 细胞之间的相互作用研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料与设备
• 3.1.2 ME3T3-E1 细胞在材料表面的形态观察
• 3.1.3 ME3T3-E1 细胞在材料表面的铺展
• 3.1.4 ME3T3-E1 细胞在材料表面的粘附
• 3.1.5 ME3T3-E1 细胞在材料表面的增殖
• 3.1.6 ME3T3-E1 细胞在材料表面的诱导分化
• 3.1.7 碱性磷酸酶活性检测
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 ME3T3-E1 细胞在材料表面的形态观察
• 3.2.2 ME3T3-E1 细胞在材料表面的铺展
• 3.2.3 ME3T3-E1 细胞在材料表面的粘附
• 3.2.4 ME3T3-E1 细胞在材料表面的增殖
• 3.2.5 碱性磷酸酶活性检测
• 3.3 讨论
• 3.4 小结
• 第4章 壳聚糖-明胶共混膜材料与脂肪来源干细胞的相互作用研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料与设备
• 4.1.2 脂肪来源干细胞的分离和培养
• 4.1.3 脂肪来源干细胞在材料表面的形态观察
• 4.1.4 脂肪来源干细胞在材料表面的铺展
• 4.1.5 脂肪来源干细胞在材料表面的粘附
• 4.1.6 脂肪来源干细胞在材料表面的增殖
• 4.1.7 脂肪来源干细胞在材料表面的分化
• 4.1.8 碱性磷酸酶活性检测
• 4.1.9 统计学方法
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 脂肪来源干细胞在材料表面的形态观察
• 4.2.2 脂肪来源干细胞在材料表面的铺展
• 4.2.3 脂肪来源干细胞在材料表面的粘附
• 4.2.4 脂肪来源干细胞在材料表面的增殖
• 4.2.5 碱性磷酸酶活性检测
• 4.3 讨论
• 4.4 小结
• 第5章 壳聚糖-明胶混合多孔微球制备及其与MC3T3-E1 细胞的相互作用研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料与设备
• 5.1.2 正交实验确定理想实验条件
• 5.1.3 微球样品的制备
• 5.1.4 扫描电镜观察微球外观形貌
• 5.1.5 壳聚糖-明胶微球体外培养MC3T3-E1 细胞
• 5.1.6 MC3T3-E1 细胞在微球表面形态
• 5.1.7 MC3T3-E1 细胞在微球表面的增殖
• 5.1.8 MC3T3-E1 细胞在微球表面的诱导分化
• 5.1.9 MC3T3-E1 细胞在微球表面的碱性磷酸酶活性检测
• 5.1.10 统计学方法
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 正交实验确定理想实验条件
• 5.2.2 扫描电镜观察微球外观形貌
• 5.2.3 MC3T3-E1 细胞在微球表面形态
• 5.2.4 MC3T3-E1 细胞在微球表面的增殖情况
• 5.2.5 碱性磷酸酶活性检测
• 5.3 讨论
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果