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银离子金属复合材料生物创面膜的研究

作　者: 赵亮
导　师: 李敏
学　校: 福建师范大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 含银创面膜硝酸银蛛丝蛋白聚乙烯醇生物相容性
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

皮肤损伤的治疗,需要清创,防止感染。生物创面膜是用预制的生物活性材料或组织(皮肤)模块覆盖创伤局部,起到皮肤屏障作用,为创面愈合提供一个有利的微环境,促进局部细胞增生和皮肤损伤的愈合,提高皮肤损伤愈合的速率,并减少甚至消除瘢痕。在创面的治疗中,抗感染是很重要的,微生物对抗生素的抗性是伤口治疗领域面临的主要问题。有研究表明金属离子具有良好的抗菌性,如银离子。银离子的抗菌机理是一个十分复杂的病理生理过程,当敷料吸收伤口渗出液后,纤维高度膨胀,抑制进入敷料的细菌进一步迁移,此时从纤维上释放下来的银离子可以杀死伤口渗出液中的细菌,阻止细菌的繁殖。本室前期通过静电纺丝技术制备了RGD-重组蛛丝蛋白pNSR16(简称pNSR16)/聚乙烯醇(PVA)复合支架材料作为生物创面膜。实验中观察到虽然蛛丝蛋白具有较好的生物相容性,PVA安全低毒,但是存在抗菌性能不强的问题。本研究将硝酸银、pNSR16和PVA共混,静电纺丝制备pNSR16/PVA/硝酸银的银金属复合材料生物创面膜(简称含银创面膜),以期得到既具有优良的力学性能和较好的生物相容性,也具有良好的抗菌性的复合支架材料。研究结果如下：1.应用静电纺丝技术制备硝酸银浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%的含银创面膜,通过弹性性能、孔隙率、分布比、吸湿性、体外降解、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外线光谱(FTIR)等方法,表征不同银离子浓度的含银创面膜的力学和理化性能。结果表明,随着银离子浓度的增加,含银创面膜的断裂伸长率随之提高,孔隙率、分布比和孔径下降,但吸湿性能增强,降解速率逐渐加快。不同银离子浓度的含银创面膜的结晶度均较为稳定,银离子与pNSR16和PVA的结合方式是化学交联。2.应用Matlab软件设计函数模型,确定含银创面膜的最佳银离子浓度。应用定积分求得银离子的最佳浓度为0.5%,设计抑菌圈和噻唑蓝(MTT)实验对理论计算进一步验证。实验结果表明,0.5%的含银创面膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均产生明显的抑菌圈。含银创面膜材料浸提液培养的成纤维细胞增殖性良好。3.含银创面膜的血液相容性研究。0.5%含银创面膜的复钙化时间明显短于对照组医用胶原,在统计学上有显著性差异。0.5%含银创面膜的凝血性能优于医用胶原,对红细胞的破坏程度很小,符合生物材料的溶血要求。实验中也观察到随着银离子浓度的提高,含银创面膜的凝血性能不断增强。4.含银创面膜应用于SD大鼠深Ⅱ度烫伤的研究。构建SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型,0.5%含银创面膜覆盖大鼠烫伤创面,通过创面愈合时间、创面收缩率、皮肤含水率、羟脯氨酸含量等四个指标,对烫伤部位的修复效果进行评价。修复结果指出,动物烫伤创面整体愈合速度为0.5%含银创面膜>医用胶原>医用纱布,皮肤成纤维细胞的增殖及胶原合成速度明显高于医用纱布。本研究制备的含银创面膜具有较好的理化特性和良好的生物相容性,应用于SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型能促进创面的愈合。

全文目录

中文摘要  2-4
Abstract  4-6
中文文摘  6-10
目录  10-14
绪论  14-24
第1章静电纺丝制备含银创面膜及其表征  24-36
  1.1 材料与仪器  24
    1.1.1 主要试剂  24
    1.1.2 主要溶液  24
    1.1.3 仪器与设备  24
  1.2 方法  24-27
    1.2.1 含银创面膜的制备  24-25
    1.2.2 断裂伸长率测试  25
    1.2.3 XRD分析实验  25
    1.2.4 FTIR研究不同银离子浓度的含银创面膜  25
    1.2.5 纺丝液全波长扫描实验  25-26
    1.2.6 含银创面膜的体外降解实验  26
    1.2.7 孔隙率实验  26
    1.2.8 伤口渗出模拟液在纤维间及纤维内的分布比  26
    1.2.9 吸湿性实验  26-27
  1.3 结果与讨论  27-31
    1.3.1 含银创面膜的电镜扫描  27
    1.3.2 断裂伸长率  27-28
    1.3.3 含银创面膜的XRD  28
    1.3.4 FTIR分析  28-29
    1.3.5 电纺液全波长扫描  29
    1.3.6 含银创面膜的体外降解  29-30
    1.3.7 孔隙率  30
    1.3.8 伤口渗出模拟液在纤维间及纤维内的分布比  30
    1.3.9 吸湿性  30-31
  1.4 结论  31-33
  本章附图  33-36
第2章应用数学建模获得含银创面膜银离子最佳浓度的研究  36-50
  2.1 材料与仪器  36-37
    2.1.1 实验材料  36
    2.1.2 主要溶液  36
    2.1.3 仪器与设备  36-37
  2.2 方法  37-40
    2.2.1 定性探究含银创面膜的抗菌性  37
    2.2.2 含银创面膜对细菌生长曲线的影响  37
    2.2.3 NIH-3T3细胞与含银创面膜复合培养实验  37-38
    2.2.4 不同材料下细胞存活率实验  38
    2.2.5 在不同材料条件下细胞的生长曲线  38
    2.2.6 构建函数模型及求最佳浓度  38-39
    2.2.7 抗菌性验证试验  39-40
    2.2.8 细胞相容性验证实验  40
  2.3 结果与讨论  40-46
    2.3.1 抗菌性定性测试结果  40
    2.3.2 不同银离子浓度的含银创面膜浸提液对细菌生长曲线的影响  40-41
    2.3.3 细胞与含银创面膜复合生长  41-42
    2.3.4 不同含银创面膜条件下的细胞存活率  42
    2.3.5 在不同材料条件下细胞的生长曲线  42-43
    2.3.6 构建函数模型及求最佳浓度  43-45
    2.3.7 抗菌性的验证  45-46
    2.3.8 细胞相容性的验证  46
  2.4 结论  46-48
  本章附图  48-50
第3章含银创面膜的血液相容性研究  50-54
  3.1 材料与仪器  50
    3.1.1 主要材料  50
    3.1.2 主要溶液  50
    3.1.3 仪器与设备  50
  3.2 方法  50-51
    3.2.1 血浆复钙化凝血时间  50
    3.2.2 溶血率实验  50-51
    3.2.3 血栓实验  51
  3.3 结果与分析  51-52
    3.3.1 血浆复钙化凝血时间  51
    3.3.2 溶血实验  51-52
    3.3.3 栓实验  52
  3.4 结论  52-53
  本章附图  53-54
第4章含银创面膜应用于SD大鼠皮肤烫伤修复的研究  54-62
  4.1 材料与仪器  54-55
    4.1.1 主要材料  54
    4.1.2 实验动物  54
    4.1.3 主要溶液  54
    4.1.4 手术器械  54
    4.1.5 仪器与设备  54-55
  4.2 方法  55-56
    4.2.1 建立SD大鼠深Ⅱ度烫伤模型  55
    4.2.2 实验分组及取材  55
    4.2.3 大体观察  55
    4.2.4 创面愈合时间  55
    4.2.5 创面收缩率  55-56
    4.2.6 皮肤含水率  56
    4.2.7 羟脯氨酸测定  56
  4.3 结果与分析  56-58
    4.3.1 深Ⅱ度烫伤模型的建立  56-57
    4.3.2 大体观察  57
    4.3.3 创面愈合时间  57
    4.3.4 创面收缩率  57
    4.3.5 皮肤含水率  57-58
    4.3.6 羟脯氨酸含量测定结果  58
  4.4 结论  58-60
  本章附图  60-62
结论  62-66
附录英文缩略词表  66-68
参考文献  68-74
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  74-76
致谢  76-78
个人简历  78-79

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