新型软骨组织工程支架的制备及性能研究

新型软骨组织工程支架的制备及性能研究

论文摘要

组织工程技术出现于上世纪80年代,它的出现标志着医学器官移植开始步入器官再造的新时代。作为组织工程研究的重要分支,软骨组织工程技术近年来发展迅速,取得了许多重要的成果,但同时也存在一些关键问题亟待解决,其中首要的问题是研制开发新型载体支架。本文首次将多聚羟基烷酸类材料羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯(PHBHOx)应用到软骨组织工程载体支架的制备当中,以其为主体材料,复合脱细胞软骨基质(ACM)进行软骨组织工程支架的制备,并对支架的各项性能进行检测和评估,以期制备出各项性能满足软骨组织工程要求的支架,为利用组织工程技术修复软骨损伤拓展新的材料来源。我们首先在无菌条件下切取猪膝关节表面透明软骨,然后采用非离子型去污剂TritonX-100、低渗Tris-HCl以及Dna酶和Rna酶等联合进行脱细胞处理并通过HE、Masson和甲苯胺蓝染色检测脱细胞效果。将上述处理过的软骨薄片低温粉下粉碎后与PHBHOx以不同比例[0%(对照组)、2%、4%、6%、8%、10%]混合均匀,以事先筛分好的粒径为100-300um的NaCl晶体作为致孔剂,采用溶剂浇铸-颗粒沥滤技术制备支架。之后对所制备支架的孔径、孔隙率、亲水性、降解性、降解液PH值稳定性、生物力学强度等性能进行检测并依据软骨组织工程支架标准筛选出性能最优支架。分离培养猪关节软骨细胞,选取第3代细胞进行细胞-支架体外复合培养试验,在培养至2周时,利用扫描电镜观察软骨细胞在支架上的黏附生长情况,MTT比色法测定细胞在支架上的存活状态并对测定结果做出相应分析。研究结果显示,HE染色证明采用联合脱细胞方法有效地脱去了软骨细胞,MASSON和甲苯胺蓝染色证明软骨中细胞外基质成份(胶原和糖胺聚糖)得到了保留。扫描电镜观察可见支架呈三维连通的海绵状结构,图像分析仪测得支架平均孔径为206.91±52.33um,比重法测得支架孔隙率介于(71.51±4.66)%至(83.53±3.21)%之间,亲水性均在100%以上,体外降解实验表明支架降解性能突出、降解液pH值稳定,电子万能试验机测得支架生物力学强度介于(3.20±0.41)MPa至(7.90±0.22)MPa之间,且上述性能均可通过调整致孔剂以及材料间的复合比例而改变。利用酶组织消化法提取的猪关节软骨细胞,数量大,成活率高,是一种较为可靠的种子细胞培养方法。软骨细胞与支架在体外复合培养至2周时,扫描电镜观察可见细胞在支架上粘附较为紧密,部分细胞已伸出伪足,在支架上延伸、铺展,MTT比色法证实软骨细胞在支架内生长良好。上述研究结果表明,以羟基丁酸-羟基辛酸共聚体为主体材料,复合脱细胞软骨基质构建的复合材料支架各项性能基本符合软骨组织工程对支架的要求,有望成为软骨组织工程新的载体材料。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 前言
  • 第二章 脱细胞软骨基质的制备及效果检测
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料和试剂
  • 1.2 主要仪器
  • 1.3 ACM的制备
  • 1.4 ACM效果检测
  • 2 结果与分析
  • 2.1 HE染色结果
  • 2.2 Masson染色结果
  • 2.3 甲苯胺蓝染色
  • 3 讨论
  • 第三章 PHBHOx/ACM支架的制备及性能研究
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料和试剂
  • 1.2 主要仪器
  • 1.3 PHBHOx/ACM支架的制备
  • 1.4 PHBHOx/ACM支架性能测试
  • 1.4.1 形态观察
  • 1.4.2 孔径测定
  • 1.4.3 孔隙率测定
  • 1.4.4 亲水性测定
  • 1.4.5 降解率测定
  • 1.4.6 pH值稳定性测定
  • 1.4.7 生物力学强度测定
  • 1.5 统计学分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 形态观察
  • 2.2 孔径
  • 2.3 孔隙率
  • 2.4 亲水性
  • 2.5 pH值稳定性
  • 2.6 降解率
  • 2.7 弹性模量
  • 3 讨论
  • 3.1 支架制备及方法选择
  • 3.2 支架性能探讨
  • 第四章 猪关节软骨细胞的分离培养
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料和试剂
  • 1.2 主要仪器
  • 1.3 软骨细胞的分离培养
  • 2 结果与分析
  • 3 讨论
  • 第五章 PHBHOx/ACM支架-软骨细胞体外复合培养研究
  • 1 材料与方法
  • 1.1 主要材料、试剂及仪器
  • 1.2 细胞-支架体外复合培养
  • 1.3 细胞黏附率测定
  • 1.4 MTT比色法测定软骨细胞存活率
  • 1.5 扫描电镜观察软骨细胞生长形态
  • 1.6 统计学分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 细胞黏附率
  • 2.2 MTT比色法测定结果
  • 2.3 支架上软骨细胞扫描电镜观察
  • 3 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 致谢
  • 相关论文文献

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