聚（3-羟基丁酸3-羟基戊酸3-羟基己酸）在皮肤组织工程材料中的应用研究

论文摘要

聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates）是广泛存在于微生物体内的一类生物高分子化合物,具有完全生物可降解性、生物相容性等优良性能,在很多领域有着广泛的应用前景。三聚物P（3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate） （PHBVHHx）是通过重组菌Aeromonas hydrophila发酵获得的,本研究中用到的PHBVHHx包含2 mol% 3-hydroxyvalerate （3-HV）和11 mol% 3-hydroxyhexanoate （3-HHx）。研究发现PHBVHHx有更好的热学和机械性能,它在促进人永生化角质形成细胞HaCaT的粘附和繁殖方面比其他多聚物材料更有优势,因此PHBVHHx在皮肤组织工程领域可能有很好的应用。本文在体外通过与TCP,poly （L-lactic acid） （PLA）, poly （3-hydroxybutyrate） （PHB）, poly （3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate） （P3HB4HB）, poly（3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate） （PHBV）和poly（3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate） （PHBHHx）的对比研究三聚物PHBVHHx的生物相容性。扫描电镜和碘化吡啶检测均证明三聚物PHBVHHx在促进人永生化角质形成细胞HaCaT的粘附和繁殖方面都分别比其他多聚物材料强。为了更好的研究PHBVHHx的生物相容性,将PHBVHHx纳米颗粒（200-450nm）与HaCaT细胞共培养,发现PHBVHHx纳米颗粒可以引发胞内钙离子浓度的瞬时升高,钙离子浓度的变化解释了PHBVHHx可以更好的促进HaCaT细胞生长的原因。另外,研究发现PHBVHHx的主要降解产物HB也可以促进HaCaT细胞生长。原子粒显微镜（AFM）结果显示,与其他多聚物材料相比,PHBVHHx膜的表面最粗糙,表面自由能最低。所有这些结果充分的说明了PHBVHHx具有适宜皮肤细胞生长的良好的特性。因此,PHBVHHx可塑的物化性质和生物相容性都使它可能成为一种新的皮肤组织工程材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 聚羟基脂肪酸酯（PHA）简介
• 1.2 PHA的生物学功能
• 1.3 PHA的合成
• 1.3.1 PHA生物合成的三条主要途径
• 1.3.2 PHA代谢相关的酶和蛋白
• 1.3.3 PHA的生产
• 1.4 PHA的应用
• 1.5 组织工程
• 1.5.1 组织工程概述
• 1.5.2 PHA在组织工程上的应用
• 1.6 PHA在生物医疗方面的初步应用
• 1.6.1 PHB在生物医疗方面的初步应用
• 1.6.2 PHBV在生物医疗方面的初步应用
• 1.6.3 PHO、P4HB在生物医疗方面的初步应用
• 1.7 选题的目的及其意义
• 第2章 实验材料与基本方法
• 2.1 实验材料和常用设备
• 2.1.1 实验所用细胞
• 2.1.2 基本实验材料
• 2.1.3 常用溶液
• 2.1.4 检测试剂盒
• 2.1.5 常用仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 三聚物PHBVHHx的发酵生产及理化分析
• 2.2.2 材料成膜
• 2.2.3 PHBVHHx纳米颗粒的制备
• 2.2.4 PHA膜性质分析
• 2.2.5 扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy ,SEM）
• 2.2.6 人永生化角质形成细胞HaCaT的培养
• 2.2.7 人永生化角质形成细胞HaCaT在不同的膜上,以及在含有PHBVHHx纳米颗粒,R-3HB的培养液中培养
• 2.2.8 PI染色
• 2.2.9 激光扫描共聚焦显微术检测PHBVHHx纳米颗粒对细胞浆内钙离子浓度的影响
• 第3章 结果
• 3.1 人永生化角质形成细胞HaCaT在不同膜上的生在情况
• 3.2 CCK-8 检测细胞的生存活力
• 3.2.1 CCK-8 检测人永生化角质形成细胞HaCaT在不同膜上的生长情况
• 3.2.2 CCK-8 检测人永生化角质形成细胞HaCaT在含有不同浓度PHBVHHx纳米颗粒的MEM-FBS中的生长情况
• 3.2.3 CCK-8 检测人永生化角质形成细胞HaCaT在含有不同浓度HB的MEM-FBS中的生长情况
• 3.3 PHBVHHx纳米颗粒对HaCaT胞质钙离子浓度的影响
• 3.4 各种材料的表面拓扑结构与表面自由能比较
• 3.4.1 原子力显微镜研究膜的表面拓扑结构
• 3.4.2 几种不同的膜的表面自由能比较
• 第4章 讨论
• 第5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