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《骨組織工程誘導(dǎo)性支架材料修復(fù)骨缺損的實驗研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號密級UDC單位代碼10733甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文骨組織工程誘導(dǎo)性支架材料修復(fù)骨缺損的實驗研究ExperimentalResearchofBoneTissue-engineeringInducedCompositeScaffoldinRepairingBoneDefects唐俊杰指導(dǎo)教師姓名趙紅斌教授(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州730070)(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院蘭州730050)學(xué)科專業(yè)名稱發(fā)育生物學(xué)研究方向骨組織工程論文答辯日期2015年5月29日學(xué)位授予日期2015年6月答辯委員會主席劉在新研究員評閱人侯天德教授張勇教授2015年6月甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2015屆碩士學(xué)位論文
2、摘要骨缺損是臨床上常見的疾病之一,自體骨移植是修復(fù)骨缺損的金標(biāo)準(zhǔn),但由于其來源的限制,嚴(yán)重制約了其在臨床上的應(yīng)用。近幾年,隨著組織工程學(xué)和材料學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展,有望能有效地解決臨床上骨缺損修復(fù)的瓶頸問題。靜電紡絲技術(shù)是當(dāng)前有效的制備組織工程支架材料的方法之一,使用其制備的支架材料具有納米纖維結(jié)構(gòu),具有一定的孔隙,有利于物質(zhì)的交換。淫羊藿苷是傳統(tǒng)中藥,已明確其具有誘導(dǎo)成骨功能?;谝陨显?,本研究利用淫羊藿苷、羥基磷灰石(HA)、膠原(COL)和聚己內(nèi)酯(PCL),通過靜電紡絲技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)和京尼平交聯(lián)構(gòu)建載淫羊藿苷藥物的CS/Col/PCL/HA復(fù)合支架和無負(fù)載藥物的
3、Col/PCL/HA復(fù)合支架,通過系列實驗評價該材料對骨缺損修復(fù)的效果,以期成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型骨修復(fù)材料。具體包括以下研究內(nèi)容:1.復(fù)合支架的制備及表征:利用Col/PCL/HA材料通過靜電紡絲技術(shù)構(gòu)建支架材料的殼層部分;利用Col材料采用冷凍干燥方法制備材料的芯層部分,芯層嵌入殼層經(jīng)京尼平溶液交聯(lián)構(gòu)建復(fù)合支架材料。通過材料學(xué)相關(guān)實驗檢測支架材料的成分、微觀結(jié)構(gòu)、透氣性、吸水率、孔隙率;生物力學(xué)方法評價材料的力學(xué)性能;體外降解方法分析材料的降解程度;體外緩釋技術(shù)評價載藥微球的緩釋效果;通過綜合實驗結(jié)果分析,證明構(gòu)建的復(fù)合支架材料符合骨組織工程材料的要求。2.細(xì)胞
4、與支架材料復(fù)合培養(yǎng)觀察:分離大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymalstemcells,MSCs)并傳代培養(yǎng);細(xì)胞分別與材料的殼層和芯層支架材料復(fù)合培養(yǎng),復(fù)合培養(yǎng)3天、7天、14天時取樣并固定,利用掃面電鏡、組織學(xué)染色(H&E染色)和細(xì)胞熒光染色方法觀察細(xì)胞在材料中的粘附、生長和增殖特性。3.支架材料植入宿主并觀察修復(fù)骨缺損的效果:復(fù)制青紫蘭兔脛骨平臺缺損(直徑0.9cm,深度0.5cm)動物模型,復(fù)合支架材料植入缺損處,分別于術(shù)后4周、12周和24周時,采用X射線和三維CT重建技術(shù)觀察成骨效果,處死動物后取材、固定,切片,運用組織學(xué)染色(H&E染色和Masson染
5、色)和免疫組織化學(xué)方法,綜合分析并評價支架材料的降解情況、新生骨形成及對缺損骨修復(fù)的效果。研究結(jié)果顯示:復(fù)合支架材料殼層具有納米纖維結(jié)構(gòu)、良好的物理特性和降解性,芯層具有疏松多孔結(jié)構(gòu),符合組織工程支架的特性要求;交聯(lián)后殼層的吸水率和透氣率顯著I甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2015屆碩士學(xué)位論文高于未交聯(lián)殼層(P<0.05),交聯(lián)后殼層的斷裂載荷、最大載荷、彈性模量顯著高于未交聯(lián)殼層(P<0.01);材料與細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)結(jié)果顯示,細(xì)胞可以在材料表面粘附、生長并增殖,支架材料無毒性,且負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架細(xì)胞數(shù)量明顯多于無負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架;動物實驗顯示兩組支架材料均可以促進(jìn)損傷區(qū)新骨
6、的形成,兩組組織學(xué)染色比較表明負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架的骨修復(fù)效果明顯好于無負(fù)載藥物的復(fù)合支架,免疫組織化學(xué)染色顯示負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架組12周時堿性磷酸酶(ALP)的表達(dá)水平顯著高于4周、24周和無負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架組,負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架組的I型膠原(COLI)、骨鈣蛋白(OCN)、骨橋蛋白(OPN)表達(dá)水平明顯高于無負(fù)載藥物微球的復(fù)合支架組。綜上所述,本實驗結(jié)果表明制備的負(fù)載藥物微球CS/Col/PCL/HA復(fù)合支架具有多孔性、良好的生物相容性、組織誘導(dǎo)性功能和較佳的骨修復(fù)效果,通過后續(xù)的改進(jìn)和進(jìn)一步評價,有望成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的骨修復(fù)材料。關(guān)鍵詞:生物材
7、料;骨缺損;膠原;殼聚糖;聚己內(nèi)酯;羥基磷灰石;復(fù)合材料;骨組織工程;II甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2015屆碩士學(xué)位論文SummaryBonedefectsisoneofcommondiseasesinclinical,autologousbonegraftasthegoldstandardtorepairbonedefect.However,duetolimitationsofautologousbone-derivedseverelyrestricteditsuseinclinical.Inrecentyears,withthetheadvanc