用于生物人工肝反应器的半乳糖化壳聚糖/聚已内酯复合材料的制备与性能研究

论文摘要

肝组织工程主要研究内容和应用包括两大方面:即体外生物人工肝支持系统中的应用和可植入体内的细胞支架的应用。无论是体外还是体内的应用,都需要制备能长时间维持肝细胞的增殖和肝特异性功能水平的胞外基质材料。本文首先利用水溶性碳二亚胺（EDC）)和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）为活化剂,将乳糖酸共价连接到壳聚糖分子上,得到了含有β-半乳糖基结构的半乳糖化壳聚糖（GC）。利用碱解反应处理聚己内酯（PCL）膜,利用碱解反应引入的羧基与GC上剩余氨基的反应,将GC固定到PCL膜上,得到了可用于肝细胞培养的GC/PCL复合材料。结果表明碱解可以增加PCL膜表面的羧基密度,并且羧基密度受溶液浓度、反应时间和反应温度的影响。而碱解带来材料表面化学和物理性质的改变也引起了材料亲水性的变化,碱解PCL膜的亲水性得到了一定程度的改善。固定在膜上的GC的量也随着碱解处理时间的改变而发生变化在此基础上,用碱解涂层的方法制备了GC/PCL复合多孔支架。首先用无规明胶粒子致孔剂法制备了PCL多孔支架,然后用碱解涂层的办法将GC固定在支架内外表面得到了GC/PCL复合支架。并对支架的微观形貌,羧基密度和GC含量变化,以及力学性能等进行了研究。在用复合支架材料对人肝癌细胞HepG2进行体外培养的过程中,复合支架表现出了良好的细胞相容性。并在对肝细胞白蛋白分泌功能的维持上有着显著的优越性。该GC/PCL复合支架能够作为一种合适的支架材料用于生物人工肝支持系统的应用中。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 组织工程概述
• 1.2 肝组织工程及其材料
• 1.2.1 肝脏的组织学特点
• 1.2.2 生物人工肝和生物反应器
• 1.2.3 肝细胞的体外培养
• 1.2.4 天然大分子材料
• 1.2.5 人工合成生物材料
• 1.3 肝组织工程材料的设计方法
• 1.3.1 普通半乳糖基团进行修饰的材料
• 1.3.2 多功能半乳糖基修饰材料
• 1.3.3 具有一定电荷的材料
• 1.3.4 具有不同亲疏水性质的材料
• 1.3.5 具有特定表面形貌的材料
• 1.3.6 材料的立体结构设计
• 1.4 课题的提出
• 第二章 半乳糖化壳聚糖的合成及其在聚己内酯平面膜上的固定
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料与试剂
• 2.1.2 半乳糖化壳聚糖的制备
• 2.1.3 半乳糖化壳聚糖的测试与表征
• 2.1.4 碱解PCL膜的制备
• 2.1.5 半乳糖化壳聚糖在膜表面的固定
• 2.1.6 PCL膜表面羧基含量的测定
• 2.1.7 PCL膜表面亲疏水性变化
• 2.1.8 PCL膜表面固定GC的含量变化
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 半乳糖化壳聚糖的制备
• 2.2.2 PCL膜表面羧基含量的变化
• 2.2.3 膜的亲疏水性质
• 2.2.4 复合膜上的GC含量变化
• 2.3 本章小结
• 第三章 半乳糖化壳聚糖/聚已内酯多孔支架的制备和性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原材料和试剂
• 3.1.2 PCL多孔支架的制备和碱解处理
• 3.1.3 半乳糖化壳聚糖/聚已内酯（GC/PCL）复合支架的制备
• 3.1.4.支架的测试与表征
• 3.2.结果与讨论
• 3.2.1 碱解对支架性能的影响
• 3.2.2 支架的力学性能
• 3.2.3 GC在复合支架上的含量及稳定性
• 3.3 本章小结
• 第四章 半乳糖化壳聚糖/聚已内酯复合材料的细胞相容性研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料与试剂
• 4.1.2 膜和支架样本的制备及灭菌处理
• 4.1.3 细胞相容性检测
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 细胞活性
• 4.2.2 细胞形态
• 4.3 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 作者简介