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多孔性羟基磷灰石微球的制备及其性能研究

作　者: 薛辉
导　师: 姚菊明
学　校: 浙江理工大学
专　业: 材料学
关键词: 多孔性羟基磷灰石复合微球药物释放生物学评价
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

羟基磷灰石作为一种应用于骨填充材料领域的材料一直都被广泛的研究和应用。羟基磷灰石是骨基质的重要的无机组成部分,具有良好的生物相容性,骨传导性等优点,但是羟基磷灰石自身不具备诱导骨组织形成的能力,因此单一的羟基磷灰石材料不能诱导受体骨的形成,也就无法满足受体对植入材料的生理需求。针对羟基磷灰石不能诱导骨组织形成的缺点,本文将具有骨诱导能力的一种生长因子——重组的Ⅱ型骨形态发生蛋白,与羟基磷灰石进行复合,制备了一种内部吸附有重组的Ⅱ型骨形态发生蛋白的多孔中空的羟基磷灰石微球复合材料。主要完成了以下几个方面开展工作:1.以自制的纳米羟基磷灰石颗粒为原料,在明胶/水/植物油微乳液体系中制得明胶/羟基磷灰石微球,经过高温处理将明胶去除后,得到了多孔的羟基磷灰石微球。采用TEM、XRD、TG、SEM、压汞仪对产品进行了表征。结果表明:利用此方法制得的羟基磷灰石微球尺寸较均匀,约为800±200μm;该微球呈现多孔结构,且孔隙率随微乳体系中明胶含量的增加而增加。当羟基磷灰石/明胶的质量比为4:6时,微球出现空心现象。2.以布洛芬作为模式药物,在真空条件下以溶液形式将布洛芬吸附到所制备的多孔的羟基磷灰石微球中,制备布洛芬/羟基磷灰石复合微球。将载有布洛芬的羟基磷灰石复合微球置于PBS中,在37℃的摇床中进行释放实验,研究该羟基磷灰石微球的释放动力学性能。以布洛芬在PBS中的累积释放的含量作为表征微球的释药能力的依据。结果表明:三种微球均有一定的储存药物能力。随着孔隙率的提高,微球装载的布洛芬的量和在PBS中的释放时间均有增加的趋势。3.在真空的条件下,将重组的Ⅱ型骨形态发生蛋白以溶液的形式装载到羟基磷灰石/明胶的质量比为4:6时所制备的微球中,制备复合微球。将复合微球与骨肉瘤细胞株MG-63进行共培养,该复合材料的生物相容性通过骨肉瘤细胞株MG-63的碱性磷酸酶活性测试进行表征。实验结果表明:该复合微球能够明显的促进骨肉瘤细胞株MG-63的碱性磷酸酶的活性表达,因而证明该复合材料具有促进成骨细胞分化的性能,是一种理想的复合生物材料。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-24
  1.1 骨组织与骨组织工程  10-14
    1.1.1 骨组织的组成与结构  10-11
    1.1.2 骨组织工程  11-12
    1.1.3 骨填充材料  12-14
  1.2 羟基磷灰石的研究现状  14-19
    1.2.1 羟基磷灰石的结构与性质  14-15
    1.2.2 羟基磷灰石的制备方法  15-17
    1.2.3 羟基磷灰石的应用  17-19
  1.3 重组Ⅱ型骨形态发生蛋白的研究现状  19-22
  1.4 本研究立题依据与研究目的  22-24
第二章羟基磷灰石微球的制备及其表征  24-34
  2.1 引言  24-25
  2.2 实验材料与方法  25-26
    2.2.1 实验药品与仪器  25
    2.2.2 羟基磷灰石微球的制备  25-26
      2.2.2.1 羟基磷灰石粉末的制备  26
      2.2.2.2 明胶/羟基磷灰石复合微球的制备  26
      2.2.2.3 多孔羟基磷灰石微球的制备  26
  2.3 材料的表征测试  26-27
    2.3.1 透射电镜  26
    2.3.2 X-衍射光谱测定  26-27
    2.3.3 热重分析  27
    2.3.4 扫描电镜  27
    2.3.5 压汞仪测试  27
  2.4 实验结果与分析  27-33
    2.4.1 羟基磷灰石粉末的表征  27-28
    2.4.2 明胶/羟基磷灰石复合微球的数码照片  28-29
    2.4.3 明胶/羟基磷灰石复合微球的烧结工艺制定  29-30
    2.4.4 多孔羟基磷灰石微球的扫描电镜分析  30-31
    2.4.5 多孔羟基磷灰石微球的孔径分布和孔隙率分析  31-32
    2.4.6 多孔羟基磷灰石微球的物相分析  32-33
  2.5 小结  33-34
第三章载药微球的体外释放研究  34-40
  3.1 引言  34-35
  3.2 实验材料与方法  35-36
    3.2.1 实验药品与仪器  35
    3.2.2 布洛芬/羟基磷灰石复合微球的制备  35-36
    3.2.3 布洛芬/羟基磷灰石复合微球的体外模拟释放  36
  3.3 实验结果与分析  36-39
    3.3.1 布洛芬的标准曲线绘制  36-38
    3.3.2 多孔羟基磷灰石微球的载药量  38
    3.3.3 布洛芬/羟基磷灰石复合微球的体外模拟释放曲线  38-39
  3.4 小结  39-40
第四章 BMP-2/羟基磷灰石微球复合材料的生物学评价  40-54
  4.1 引言  40-41
  4.2 实验材料与方法  41-51
    4.2.1 实验药品与仪器  41-46
    4.2.2 BMP-2 的表达、纯化  46-48
      4.2.2.1 感受态细胞的制备  46
      4.2.2.2 转化  46-47
      4.2.2.3 诱导目的基因表达  47
      4.2.2.4 目的蛋白的分离纯化  47
      4.2.2.5 目的蛋白检测  47-48
    4.2.3 MG-63 细胞准备  48-50
      4.2.3.1 MG-63 细胞复苏  48
      4.2.3.2 消化MG-63 细胞  48-49
      4.2.3.3 细胞计数  49
      4.2.3.4 细胞传代  49
      4.2.3.5 细胞冻存  49-50
    4.2.4 BMP-2/HA 复合微球的生物学评价  50-51
      4.2.4.1 细胞培养复合材料的准备  50
      4.2.4.2 成骨样细胞MG-63 的接种  50
      4.2.4.3 碱性磷酸酶(ALP)活性测定  50-51
  4.3 实验结果与分析  51-53
    4.3.1 重组BMP-2 的SDS-PAGE 检测  51
    4.3.2 微球吸附蛋白量  51-52
    4.3.3 MG-63 细胞株的培养  52
    4.3.4 ALP 活性检测  52-53
  4.4 小结  53-54
第五章结果与展望  54-55
参考文献  55-65
附录  65-66
致谢  66

多孔性羟基磷灰石微球的制备及其性能研究

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