学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

丝素蛋白/碳酸钙复合支架材料的制备及其理化性能、生物相容性研究

作　者: 侯春春
导　师: 徐水
学　校: 西南大学
专　业: 特种经济动物饲养
关键词: 丝素蛋白碳酸钙复合材料组织工程理化性能生物相容性
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 69次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

骨组织工程是基于种子细胞、生长因子和支架材料的概念,其中支架材料是骨组织工程的关键因素,一方面作为种子细胞和生长因子的载体,另一方面给新生骨提供力学支撑作用。因此,对于支架材料的研究成为骨组织工程的重要方面,研究者都致力于开发出更符合骨组织工程要求的支架材料。丝素蛋白具有良好的机械性能和理化性质,如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气吸湿性、生物相容性、生物降解性、无毒、无刺激性等。其作为纯天然生物高分子材料应用于生物医学领域已有很长历史,在组织工程领域的应用已成为丝素蛋白研究的热点,被广泛应用于人工神经、皮肤、骨骼、血管、肌腱、韧带和角膜等领域。早在90年代初就有将碳酸钙应用于骨组织工程中的研究,人们将天然珊瑚(主要成分是碳酸钙)制成细胞支架,用于多种细胞的体外培养。2003年,陈晓明等制备出一种多孔碳酸钙陶瓷,并对其理化性能和生物相容性进行了较为全面的测试,结果表明其具有良好的生物可降解和细胞相容性。因此,多孔碳酸钙陶瓷作为骨组织工程的支架材料日益受到人们的重视。基于此,本实验采用来源广泛、生物相容性良好的丝素蛋白和碳酸钙共混制备复合支架材料,并对其理化性能和生物相容性进行相关测试,旨在为骨组织工程提供一种制备简便、成本低廉、性能优异的人工骨材料。本实验以碳酸钠和无水氯化钙为原料,分别采用普通法和滴定法制备碳酸钙,通过研究分析发现,滴定法制备的碳酸钙是亚稳型的球霰石晶体,易于转变为更稳定的方解石或者文石晶体,易于发生团聚现象：而普通法制备的碳酸钙为方解石和球霰石的混合晶体,呈现球形的、中空多孔结构,粒径分布在1-3μm,并且在微粒表面存在大量的纳米碳酸钙和丰富的孔道。因此本实验采用普通法制备碳酸钙以进行后续实验。以丝素蛋白溶液和自制碳酸钙为原料,通过调节其共混质量比、采用不同的制备方法,探索丝素蛋白/碳酸钙复合支架的制备工艺,并对其理化性能和生物相容性进行了相关测试。支架理化性能测试的结果表明：①各样品的横截面均蜂窝状结构,孔径介于20-300μm之间,孔与孔之间存在3-10μm的微孔相互连通;孔隙率介于43%-76%之间,当丝素蛋白与碳酸钙比例为6：4时孔隙率最高。②力学性能测试结果表明,复合支架材料的弹性模量和压缩强度成负相关,弹性模量介于23-1802MPa,压缩强度介于8-41MPa。③FTIR谱显示,样品中同时存在丝素和碳酸钙的吸收峰,并且存在峰的偏移、削弱和消失,由此推测丝素和碳酸钙之间发生了一定的复合。④DSC测试表明,碳酸钙微粒的加入,促进了丝素蛋白由无规卷曲向β-折叠构象的转变,结晶度得到提高。支架生物相容性测试结果表明,复合支架无毒性反应、致敏反应、刺激反应、热源反应和溶血现象,有良好的生物相容性和体外降解性,具有临床应用的可能性。为了进一步奠定其临床应用的基础,在后续研究中还应对其遗传毒性、致癌性、生殖毒性、植入后局部反应、降解产物与可溶出物毒代动力学等进行深入研究。同时,还可探索将其与种子细胞、生长因子相结合,制备出具有优异的骨诱导性和骨传导性的骨组织工程支架材料。

全文目录

缩略词表  8-9
中文摘要  9-11
ABSTRACT  11-14
第1章文献综述  14-26
  1.1 生物材料概述  14-16
    1.1.1 生物材料的概念  14
    1.1.2 生物材料的发展历程  14-15
    1.1.3 生物材料的分类  15-16
  1.2 骨组织工程简介  16-19
    1.2.1 骨缺损修复的现状及研究进展  16-17
    1.2.2 组织工程支架制备方法概述  17-19
  1.3 丝素及其复合材料在骨组织中的应用及研究进展  19-24
    1.3.1 丝素作为骨组织工程修复材料的优越性能  19-20
    1.3.2 丝素在骨组织工程中的应用  20-24
  1.4 多孔碳酸钙在骨组织工程中的应用及研究进展  24-26
第2章引言  26-28
  2.1 研究的目的与意义  26
  2.2 主要研究内容  26-27
    2.2.1 可溶性丝素蛋白的制备  26
    2.2.2 多孔碳酸钙的制备  26
    2.2.3 丝素蛋白/碳酸钙复合支架的制备  26
    2.2.4 支架理化性能测试  26
    2.2.5 支架生物相容性检测  26-27
  2.3 技术路线  27-28
第3章可溶性丝素蛋白的制备  28-30
  3.1 实验材料、仪器和药品  28
    3.1.1 实验材料  28
    3.1.2 仪器和药品  28
  3.2 实验方法  28-29
  3.3 小结  29-30
第4章多孔碳酸钙的制备  30-36
  4.1 实验材料、仪器和药品  30
    4.1.1 实验材料  30
    4.1.2 实验仪器  30
  4.2 实验方法  30
    4.2.1 普通法  30
    4.2.2 滴定法  30
  4.3 结果和分析  30-35
    4.3.1 两种制备方法的分析比较  30-32
    4.3.2 不同PSS添加量的分析比较  32-33
    4.3.3 不同反应温度的分析比较  33-35
  4.4 小结与讨论  35-36
    4.4.1 小结  35
    4.4.2 讨论  35-36
第5章丝素蛋白/碳酸钙复合支架的制备  36-40
  5.1 实验材料、仪器和药品  36
    5.1.1 实验材料  36
    5.1.2 仪器和药品  36
  5.2 实验方法  36
  5.3 结果与分析  36-38
    5.3.1 丝素浓度对支架制备的影响  36-37
    5.3.2 速冻方式对支架制备的影响  37
    5.3.3 丝素与碳酸钙的共混比例对支架制备的影响  37-38
  5.4 小结与讨论  38-40
    5.4.1 小结  38
    5.4.2 讨论  38-40
第6章支架理化性能测试  40-50
  6.1 实验材料、仪器和药品  40
    6.1.1 实验材料  40
    6.1.2 实验仪器和药品  40
  6.2 实验方法  40-41
    6.2.1 扫描电镜分析(SEM)  40
    6.2.2 红外光谱(FTIR)  40
    6.2.3 DSC热分析检测  40
    6.2.4 孔隙率测试  40
    6.2.5 力学性能测试  40-41
  6.3 结果与分析  41-48
    6.3.1 支架的外貌形态  41-45
    6.3.2 红外光谱分析(FTIR)  45-46
    6.3.3 DSC热分析检测  46
    6.3.4 孔隙率测试  46-47
    6.3.5 力学性能测试  47-48
  6.4 小结与讨论  48-50
    6.4.1 小结  48
    6.4.2 讨论  48-50
第7章支架生物相容性检测  50-60
  7.1 实验材料、仪器和药品  50
    7.1.1 实验材料  50
    7.1.2 实验仪器和药品  50
  7.2 实验方法  50-55
    7.2.1 急性全身毒性试验  50-51
    7.2.2 皮肤致敏试验  51-52
    7.2.3 皮内刺激试验  52-53
    7.2.4 热源试验  53
    7.2.5 溶血试验  53-54
    7.2.6 细胞毒性试验  54-55
    7.2.7 体外降解率测定  55
  7.3 结果与分析  55-59
    7.3.1 急性全身毒性试验  55-56
    7.3.2 皮肤致敏试验  56-57
    7.3.3 皮内刺激试验  57
    7.3.4 热源试验  57
    7.3.5 溶血试验  57-58
    7.3.6 细胞毒性试验  58
    7.3.7 体外降解率测定  58-59
  7.4 小结与讨论  59-60
第8章总结与展望  60-62
  8.1 多孔碳酸钙的制备  60
  8.2 丝素蛋白/碳酸钙复合支架的制备  60
  8.3 支架的理化性能和生物相容性  60
  8.4 展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-68
在校期间发表论文及参研课题  68
  发表的论文目录  68
  参加的课题  68

丝素蛋白/碳酸钙复合支架材料的制备及其理化性能、生物相容性研究

内容摘要

全文目录

相似论文