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文檔簡介
1、依據(jù)生物礦化的有機基質(zhì)調(diào)控理論,運用分子仿生學和仿生材料化學技術(shù),仿生合成新一代骨組織修復材料。本研究對天然聚陽離子多糖——殼聚糖(chitosan,CS)進行磷酸化本體改性,合成殼聚糖磷酸酯(phosphorylatedchitosan,PCS),以PCS為研究工具,構(gòu)建一種CS和PCS組成的聚電解質(zhì)復合物(polyelectr-olytecomplex,PEC)水凝膠,做為生物礦化的生物大分子模板,調(diào)控磷灰石(hydroxyapat
2、ite,HA)晶體的形成與組裝,仿生合成一種可降解的、可促進成骨細胞增殖和分化的新一代骨組織再生材料。 首先,對天然聚陽離子多糖——殼聚糖進行磷酸化本體改性。殼聚糖的甲黃酸溶液與P2O5反應,通過改變P2O5的量和反應時間,獲得不同取代度(degreeofsubstitute,DS)的殼聚糖磷酸酯(PCS)。并把PCS置入模擬體液(simulatedbodyfluid,SBF)中仿生礦化,評價PCS對HA形成的作用;把PCS和其
3、礦化產(chǎn)物與成骨細胞共同培養(yǎng),評價其細胞相容性。其次,通過CS聚陽離子和PCS聚陰離子兩溶液直接混合,控制反應條件,合成由CS-PCS組成的PEC水凝膠,作為生物礦化的有機基質(zhì)模板的預組織形式,模擬骨組織的細胞外基質(zhì)特點?!癙EC-HA”水凝膠復合體與成骨細胞共同培養(yǎng),評價它的細胞相容性。最后,把PEC形成技術(shù)和藥物緩釋微囊技術(shù)結(jié)合,把PEC的合成與其對HA晶體的組裝一步完成,形成類似于骨礦化過程中的基質(zhì)小泡性質(zhì)的“PEC-HA”微囊新型
4、骨組織再生材料。 結(jié)果顯示:PCS可以誘導磷灰石晶體的生成,且其誘導能力與DS有關(guān)系,較高取代度的PCS誘導HA形成的能力反而不如DS相對低的PCS;PCS不利于成骨細胞的附著和生長。合成了PEC水凝膠為多等級孔隙的互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),大孔的孔徑約5-100μm(平均60μm),構(gòu)成大孔的壁又有無數(shù)的微孔組成,微孔的孔徑約100~120nm,組成微孔的纖維直徑約0.1~5μm;PEC水凝膠在鈣磷過飽和溶液中,可以誘導HA晶體的形成,調(diào)
5、控HA晶體的形態(tài)和生長,這種“HA-PEC”水凝膠類似于骨組織的細胞外基質(zhì)特點:三維的納米復合水凝膠,含有氨基多糖和HA晶體;在生物學上,對成骨細胞表現(xiàn)了良好的生物相容性??梢源龠M細胞的增殖和分化,細胞在PEC水凝膠內(nèi)呈三維立體生長,體外研究對成骨細胞的作用也就優(yōu)于常規(guī)HA生物陶瓷?!癙EC-HA”微囊類似于骨礦化過程中的基質(zhì)小泡:大小約幾個——20微米;在組成上,無機物的含量占總重量的70%,與骨組織類似,無機相為低結(jié)晶的含碳酸根的納
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