一系列羟基磷灰石复合材料的合成及生物活性研究

论文摘要

本论文主要对纳米羟基磷灰石的合成和性质进行了研究。在第二章中,进行了纳米药物/羟基磷灰石复合体的原位组装及浸渍组装的方法、复合体的结构及复合体中的药物含量、药物活性和体外释放量的比较。对于溶菌酶/羟基磷灰石复合体,原位合成法组装酶量为79 mg/g远远大于通过浸渍法组装的酶量15 mg/g。其酶活力为196 F.I.P.-U/mg大于浸渍组装的酶活力56. 8 F.I.P.-U/mg。对于氯霉素/羟基磷灰石复合体,原位合成法组装药量为186.83 mg/g,而通过浸渍法组装的药量为123.8 mg/g。对于原位组装的复合体,药物的组装与HAP的合成同步进行,组装量较大,药物以分子状态均匀存在HAP中,而浸渍组装的药物主要靠吸附作用较多的存在复合体的外部,而复合体内部的药物含量较低。在释放初期,对于原位组装的复合体中药物的释放量低于利用吸附作用组装体,但随着低结晶度HAP在酸性条件逐渐水解,能控制内部的药物的均匀释放,从而高于通过浸渍组装的复合体的释放量。在第三章中,利用湿法原位合成了3种未见报道的有机/无机杂化物（RE-HQ/HAP）,它是同时具有抗菌功能和骨修复功能的复合材料。本实验选择两种细菌大肠杆菌和金黄葡萄球菌作为抗菌试验的研究对象,通过多种方法进行表征并采用抑菌圈法、最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）的测定研究了复合材料对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑制和杀灭作用,同时探讨了其抗菌机理。在第四章中利用湿法合成和水热法合成一系列的RE/HAP复合材料,对其结构进行了表征并且考察了RECL3加入不同量时与单纯的HAP纳米材料的结构和抗肿瘤效应的差异。观察复合材料作用于Hale细胞的形态学,RE/HAP作用后的Hela细胞生长受到干扰,发生细胞变小、脱壁现象,通过细胞生长曲线及细胞生长抑制率的定量研究,发现不同材料浓度和作用时间对Hela细胞都有明显抑制作用,这种抑制作用有一定的剂量和时间依赖关系。从MTT和细胞流式测试结果可以看出,单纯的HAP在各浓度下对细胞生长的抑制率较低,而纳米复合材料RE2a/HAP皆对宫颈癌细胞Hela的生长具有显著的抑制作用,其抑制作用主要是稀土粒子缓慢释放的结果,通过引起肿瘤细胞的凋亡或坏死而抑制了肿瘤细胞的生长率。RE2a/HAP作用细胞后与对照组相比, G1期细胞明显增多,S期细胞相应减少。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 生物学材料的发展概述
• 1.1.1 生物医学材料的概念
• 1.1.2 生物医学材料的研究进展和发展趋势
• 1.1.3 生物学材料的类型与应用
• 1.2 纳米材料
• 1.2.1 纳米材料与纳米结构的定义
• 1.2.2 纳米材料的特性
• 1.2.3 纳米材料的制备方法
• 1.2.4 纳米医用复合材料的分类和制备
• 1.2.5 生物材料的生物相容性及生物学评价
• 1.2.6 纳米材料在生物医药领域的应用与发展
• 1.3 羟基磷灰石及其复合材料
• 1.3.1 HAP 的晶体结构
• 1.3.2 HAP与其它材料复合
• 1.4 本课题选题的目的、意义和主要结果
• 1.4.1 选题的目的和意义
• 1.4.2 本课题的主要结果
• 参考文献
• 第2章 纳米药物/羟基磷灰石复合体的原位组装及药物活性的研究
• 2.1 引言
• 2.2 纳米溶菌酶/羟基磷灰石复合体的原位组装及酶活性的研究
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 实验试剂
• 2.2.1.2 主要仪器和表征方法
• 2.2.1.3 纳米羟基磷灰石的湿法合成
• 2.2.1.4 溶菌酶的组装
• 2.2.1.5 组装酶量的测定
• 2.2.1.6 酶活力测定
• 2.2.1.7 不同溶菌酶/羟基磷灰石复合体中溶菌酶释放速率的比较
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 溶菌酶/羟基磷灰石复合体粉末 X 射线衍射分析
• 2.2.2.2 溶菌酶/羟基磷灰石复合体红外光谱分析
• 2.2.2.3 溶菌酶/羟基磷灰石复合体扫描电镜分析
• 2.2.2.4 溶菌酶/羟基磷灰石复合体紫外漫反射光谱
• 2.2.2.5 溶菌酶/羟基磷灰石复合体 N2 吸附曲线
• 2.2.2.6 溶菌酶/羟基磷灰石复合体热重分析
• 2.2.2.7 溶菌酶的组装量、活性与释放
• 2.3 纳米羟基磷灰石/氯霉素复合体的原位组装及释放性能的研究
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 实验试剂
• 2.3.1.2 主要仪器和表征方法
• 2.3.1.3 纳米羟基磷灰石的湿法合成
• 2.3.1.4 氯霉素的组装
• 2.3.1.5 氯霉素组装量的测定
• 2.3.1.6 氯霉素/羟基磷灰石不同组装体中氯霉素释放速率的比较
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.2.1 氯霉素/羟基磷灰石复合体粉末 X 射线衍射分析
• 2.3.2.2 氯霉素/羟基磷灰石复合体红外光谱分析
• 2.3.2.3 氯霉素/羟基磷灰石复合体扫描电镜分析
• 2.3.2.4 氯霉素/羟基磷灰石复合体紫外漫反射光谱
• 2.3.2.5 氯霉素/羟基磷灰石复合体 N2 吸附曲线
• 2.3.2.6 氯霉素/羟基磷灰石复合体热重分析
• 2.3.2.7 氯霉素的组装量与释放
• 2.4 本章小节
• 参考文献
• 第3章 羟基磷灰石和稀土乙酸8－羟基喹啉三元配合物的纳米有机/无机主客体组装复合生物抗菌材料的研究
• 3.1 引言
• 3.2 羟基磷灰石和稀土乙酸8－羟基喹啉三元配合物的纳米有机/无机主客体组装和表征
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.1.1 实验试剂
• 3.2.1.2 主要仪器和表征方法
• 3.2.1.3 稀土氯化物的制备
• 3.2.1.4 醋酸稀土8－羟基喹啉三元配合物的合成
• 3.2.1.5 纳米羟基磷灰石的湿法合成
• 3.2.1.6 有机/无机复合材料的湿法合成
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 La-HQ/HAP 的研究
• 3.2.2.2 Y-HQ/HAP 的研究
• 3.2.2.3 Gd-HQ/HAP 的研究
• 3.3 羟基磷灰石和稀土乙酸8－羟基喹啉三元配合物的纳米有机/无机复合材料的抗菌性能测定
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.1.1 试剂
• 3.3.1.2 菌种
• 3.3.1.3 主要仪器和表征方法
• 3.3.1.4 抑菌圈法的测定
• 3.3.1.5 最低抑菌浓度和最低杀菌浓度的测定
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 RE-HQ/HAP 抑菌圈实验
• 3.3.2.2 RE-HQ/HAP 抗菌 MIC、MIB 实验
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第4章 掺杂稀土的纳米稀土/羟基磷灰石复合体的合成、表征和抗肿瘤作用的研究
• 4.1 引言
• 4.2 纳米稀土/羟基磷灰石的合成及表征
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.1.1 实验试剂
• 4.2.1.2 主要仪器和表征方法
• 4.2.1.3 稀土氯化物的制备
• 4.2.1.4 纳米羟基磷灰石的湿法合成
• 4.2.1.5 纳米羟基磷灰石的水热合成
• 4.2.1.6 纳米稀土/羟基磷灰石复合体的湿法合成
• 4.2.1.7 纳米稀土/羟基磷灰石复合体的水热合成
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.2.1 ICP 表征
• 4.2.2.2 纳米稀土/羟基磷灰石复合体粉末X 射线衍射分析
• 4.2.2.3 纳米稀土/羟基磷灰石复合体红外光谱（IR）分析
• 4.2.2.4 纳米稀土/羟基磷灰石复合体扫描电镜（SEM）分析
• 4.2.2.5 纳米稀土/羟基磷灰石复合体 TG 分析
• 4.3 纳米稀土/羟基磷灰石复合体抗肿瘤作用的研究
• 4.3.1 实验部分
• 4.3.1.1 实验试剂
• 4.3.1.2 肿瘤细胞株
• 4.3.1.3 主要仪器和表征方法
• 4.3.1.4 细胞培养和形态观察
• 4.3.1.5 细胞生长抑制率
• 4.3.1.6 流式细胞仪检测
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.3.2.1 细胞形态学观察
• 4.3.2.2 细胞生长抑制率
• 4.3.2.3 纳米稀土/羟基磷灰石复合体对 Hela 细胞周期时相的影响
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢
• 作者简历
• 博士论文期间发表或接收的论文情况