三維多孔炭支架材料的制備及其對(duì)成骨細(xì)胞功能基因影響的研究.pdf

1、骨缺損的修復(fù)與替代一直是醫(yī)學(xué)上的難題之一。常規(guī)治療骨缺損的方法如自體骨移植、異體骨移植等都存在一定的弊端，而組織工程技術(shù)構(gòu)建的組織工程骨是解決這些弊端的一個(gè)新方案。在組織工程中，體外構(gòu)建組織工程骨時(shí)需要大量高活性的種子細(xì)胞，而細(xì)胞在體外平面培養(yǎng)時(shí)存在增殖速率低、易退化等問(wèn)題，因此研制出一種生物相容性良好的三維細(xì)胞培養(yǎng)支架以滿足細(xì)胞高活性高密度的增殖可以解決組織工程的這個(gè)難題。本文研究了具有三維網(wǎng)絡(luò)連通孔結(jié)構(gòu)的多孔炭支架的制備與性能，并初

2、步討論了該多孔炭支架對(duì)MG-63細(xì)胞的生物相容性以及生長(zhǎng)、分化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的影響。
　　本研究分兩個(gè)部分，第一部分是研究如何制備出機(jī)械性能合適、開孔率高的三維多孔炭支架。本文選用聚氨酯泡沫為模板，酚醛樹脂為先驅(qū)體，采用模板法制備多孔炭支架。首先嘗試將酚醛樹脂逐滴滴加到模板上，然后經(jīng)過(guò)120℃固化、900℃碳化制備出多孔炭支架材料。結(jié)果表明該方法制備出的炭支架開孔率較高，表觀密度較大，但其機(jī)械性能無(wú)法滿足細(xì)胞培養(yǎng)的需求。通過(guò)研究聚氨

3、酯泡沫的預(yù)處理方法，酚醛樹脂的浸漬、固化方法和碳化工藝對(duì)炭支架的機(jī)械性能和開孔率的影響，本文建立了一套制備具有較好機(jī)械性能和較高開孔率的多孔炭支架的方法：聚氨酯泡沫模板首先經(jīng)過(guò)30min無(wú)水乙醇浸泡處理，接著需要重復(fù)酚醛樹脂浸漬聚氨酯泡沫模板、固化這兩個(gè)步驟4-5次，最后將固化的材料在900℃下碳化。通過(guò)上述方法可以得到開孔率在80％以上、機(jī)械性能合適的炭支架材料。
　　第二部分是研究用本文所述方法制備的多孔炭支架的生物相容性及其

4、對(duì)MG-63細(xì)胞生長(zhǎng)、分化的影響。首先將MG-63細(xì)胞接種在多孔炭支架上，通過(guò)環(huán)境掃描電鏡觀察細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖情況。結(jié)果表明MG-63細(xì)胞增殖明顯；經(jīng)過(guò)6d培養(yǎng)后MG-63細(xì)胞基本長(zhǎng)滿材料表面，說(shuō)明炭支架材料具有優(yōu)越的生物相容性。本文采用Alamar Blue法定量地測(cè)定MG-63細(xì)胞在該多孔炭支架的增殖狀況和在培養(yǎng)板平面的增殖狀況。檢測(cè)結(jié)果表明：MG-63細(xì)胞在多孔炭支架材料上的增殖速度明顯高于培養(yǎng)板上的增殖速度，說(shuō)明多孔炭支架材料相比