收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

PHEMA/SiO_2/n-HA凝胶膜的制备和生物相容性研究

陈鹏  
【摘要】: 关节软骨损伤是骨科较为常见的一种疾病,软骨损伤后不能进行有效地修复,可导致关节软骨组织学环境、关节内力学环境和生物学环境的紊乱,使受损面积扩大,最终导致骨关节炎等严重疾患,寻觅理想的骨创伤修复材料成为治疗该类疾患的关键。 用于软骨组织工程研究的支架材料很多,主要天然材料和人工合成的材料。天然生物材料,修复效果较好但生物力学性能差,不能提供移植后的即时应力支撑,造成移植组织的有害应力损害和周围软骨的异常应力集中,影响修复效果。合成材料具有良好的力学性能,但是由于它的疏水性,使水分子难以在材料中扩散,也不利于关节内营养物质的输运,仿生性能较差。 甲基丙烯酸羟乙酯聚合物(PHEMA)水凝胶比较柔软,力学强度较高,具有一定的透氧性、亲水性,利于关节内外营养物质和代谢产物的交换。但是,PHEMA水凝胶其生物力学性能及机械性能不理想,改造方法是制备PHEMA的复合材料,本研究的设计思路,从改进PHEMA材料的力学强度出发,添加无机成分——SiO_2和n-HA,掺杂入无机成分之后,将使制备的PHEMA无机复合材料在生物力学性能和机械性能上得到改善,n-HA的引入主要考虑使所制备的材料更接近于天然仿生材料,使骨细胞更易生长。本研究的主要创新点在于引入两种无机成分于PHEMA中,并在制备过程通过工艺改革得到具有双层骨架的PHEMA/ SiO_2/ n-HA无机复合凝胶膜,通过生物学实验证明了本研究制备的材料具有良好的生物相容性,适宜于作为骨创伤的仿生修复材料。 本论文主要做了以下几方面研究: 1、以蒸馏水为溶剂,以N',N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,制备了PHEMA水凝胶。通过电子扫描电镜对PHEMA凝胶的显微形貌进行了观察;研究了MBA添加量对PHEMA凝胶在蒸馏水中的溶胀特性、收缩动力学的影响。实验结果表明添加7.5wt%MBA的PHEMA水凝胶膜表面褶皱和沟痕更少,整体面光滑、表面形态理想,接近于软骨结构。既增加了材料的强度和减少了摩擦又不明显降低吸水量等重要指标。在生理温度下是稳定的,也更接近于人的关节软骨。 2、在前期单纯PHEMA的基础上,加入SiO_2拟制备出含无机盐SiO_2的PHEMA无机复合凝胶膜,以及PHEMA与n-HA复合材料膜,发现两种无机分子都能与HEMA形成良好的共溶混合物,基于生物软骨材料中软骨下骨富含钙,综合考虑,在制备的仿生生物软骨膜中引入两种无机成分,更能贴近原生材料,因此,通过混合HEMA与纳米级SiO_2和n-HA通过引发剂进行聚合,最终制备既含有SiO_2又含有n-HA的双层支架软骨凝胶膜,并对他们的理化性能、膨胀性能、机械性能作了探索。 PHEMA/SiO_2/n-HA无机复合凝胶膜中SiO_2为0.5 wt% ,n-HA的比为1 wt%时所制备的材料为双层支架式材料,它的吸水溶胀性能要比单纯PHEMA、PHEMA/SiO_2、PHEMA/n-HA无机复合凝胶膜低,保水性能良好。在滑动和固定磨料磨损条件下具有很高的耐磨性,PHEMA/SiO_2/n-HA无机复合凝胶膜具有良好的摩擦学性能,能满足受损关节软骨的替换修复后的正常摩擦耐受考验。蛋白吸附实验表明该双层框架结构的无机复合凝胶膜具有良好的吸附蛋白的作用,且在生物蛋白溶液中,不使蛋白质发生变性,揭示了所制备的PHEMA/SiO_2/n-HA无机复合凝胶膜具有良好的生物相容性,将会给生物细胞的培植生长提供一个良好的生存环境。 3、观察人工合成材料PHEMA对兔软骨细胞增殖影响及体内移植骨关节修复情况与炎症反应,采用胶原酶消化法培养兔股关节软骨细胞,免疫细胞化学法鉴定兔股关节软骨细胞;MTT法测定软骨细胞的增殖;流式细胞仪测软骨细胞的生长周期;比色法检测软骨细胞碱性磷酸酶活性; ELISA法测关节液IL-1β、TGF-β、TNF-α;HE染色观察关节修复情况;体内试验取健康成年新西兰大白兔10只,制备双侧直径为1.5cm膝关节缺损模型,采用同体对照方法实验侧(左侧)移植人工合成材料,对照侧自体移植缺损部份骨组织。结果表明PHEMA材料加入0.5% SiO_2不改变软骨细胞增殖活性;软骨细胞活性与PHEMA/0.5%SiO_2/ n-HA无机复合凝胶膜中n-HA含量有关;PHEMA/0.5%SiO_2/n-HA无机复合凝胶膜中含1%n-HA最适合软骨细胞生长;PHEMA/0.5%SiO_2/n-HA无机复合凝胶膜中含1%n-HA可促进软骨损伤缺损修复。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈竹生;童新明;蔡道章;刘斌;;纳米P(LLA-b-CL)与犬关节软骨细胞体外生物相容性实验研究[J];中国矫形外科杂志;2009年17期
2 陈建英;宋海波;贺艳丽;刘杰;;交联透明质酸凝胶膜的制备及其生物相容性的研究[J];生物医学工程研究;2009年02期
3 叶春婷,邹海燕,叶惠贞,梁佩红,李斯明;猪软骨Ⅱ型胶原的生物相容性研究[J];中国临床康复;2002年06期
4 周秀苗;王迎军;任力;;新型壳聚糖/PBLG-co-PGA复合膜的研究[J];功能材料;2009年12期
5 王向春;;运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年12期
6 程友,黄金中,杜江,文忠,李景红,唐乔;甲壳胺无纺布的降解性及生物相容性观察[J];中国耳鼻咽喉颅底外科杂志;2005年04期
7 王伟;李彦林;施永彦;李锦华;赵宙;曾小军;;兔脱钙骨基质材料复合骨髓间充质干细胞的体外培养[J];郧阳医学院学报;2010年01期
8 美国、加拿大和英国毒理学小组;奚廷斐;;医用装置生物相容性评价指南[J];国际生物医学工程杂志;1988年01期
9 吴华,朱通伯,杜靖远,洪光祥,孙淑珍,徐小红;磁性多孔磷酸三钙陶瓷的生物相容性分析[J];北京生物医学工程;1992年01期
10 顾延;;聚乳酸在骨组织内的吸收、生物相容性和固定性能[J];国际骨科学杂志;1992年01期
11 徐大年;黄豪萍;金美英;吴军;;新型胶状基托树脂的研究[J];口腔材料器械杂志;1993年03期
12 刘阳,孙玉鹗,黄孝迈,江朝光,郭锦芳,成玉英;镍钛记忆合金气管内植入的医学基础研究[J];中国生物医学工程学报;1996年03期
13 文学军,严洪海,张宁,赵士芳,曹征旺;表面等离子渗氮处理钛的生物相容性评价──3.耐腐蚀性能评价[J];中国口腔种植学杂志;1997年01期
14 王芹;汪竹平;戈扬;张冬梅;田月洁;刘修鑫;;重组人骨形成蛋白-2与生物活性骨水泥复合材料生物相容性评价研究[J];生物医学工程研究;1998年04期
15 梁卫东,石应康;细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展[J];生物医学工程学杂志;1999年01期
16 刘敬肖,杨大智,王伟强,陈吉华,蔡英骥;表面改性在生物医用材料研究中的应用[J];材料研究学报;2000年03期
17 郑斌,谢微加;透析膜生物相容性与透析低血压[J];今日科技;2000年07期
18 赵廷宝,范清宇,周勇,张殿忠,裘秀春,文艳华;复合骨形成蛋白骨修复材料的生物相容性研究[J];中国矫形外科杂志;2002年02期
19 闫福华,骆凯,金岩,刘源,赵宇,王新文;牙周膜成纤维细胞与三种可吸收引导组织再生膜生物相容性实验研究[J];口腔医学研究;2003年03期
20 路新丽,张东生,顾宁,郑杰,唐秋莎,金立强,万美玲;纳米锰锌铁氧体的生物相容性研究[J];南京医科大学学报(自然科学版);2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张亚;王晓东;尹航;张锡庆;董寅生;;兔骺板软骨细胞与多孔聚乳酸、多孔丝素材料的体外相容性[A];中华医学会第八次全国小儿外科学术会论文集[C];2010年
2 巨勇;李研;张祯;胡君;李伟娜;李广涛;;新型含甾体/三萜骨架功能分子的合成与性能研究[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
3 郑小龙;张西正;胡平;李瑞欣;张春秋;王贵林;;聚羟基丁酸酯/羟基磷灰石可吸收骨折内固定材料性能研究[A];天津市生物医学工程学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
4 张民;卫小春;王建生;;可注射性含硅磷酸钙骨水泥促进成骨的实验研究[A];第18届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2009年
5 孙艳荣;张靠民;范涛;;羟基磷灰石形貌调控及复合材料的研究进展[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
6 陈晓农;鹿浩;王雨生;魏小飞;苏志强;;PNIPAM-PEG微凝胶的制备与应用研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
7 吴爽;郭旭虹;;热控乳液聚合制备生物相容性纳米球形聚电解质刷[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 冯亚凯;赵海洋;郭锦棠;赵婵;孟繁茹;;生物相容性聚碳酸酯聚氨酯微纤维人工血管的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
9 寇玉辉;杨明;韩大成;张培训;姜保国;;镁钙合金对人软骨细胞毒性的实验研究[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
10 刘华;李红;朱敏鹰;韩媛媛;周长忍;;新型可注射磷酸钙骨水泥的实验研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈鹏;PHEMA/SiO_2/n-HA凝胶膜的制备和生物相容性研究[D];福建医科大学;2010年
2 丁仲如;新型全镍钛合金室间隔封堵器的研制及动物实验[D];第二军医大学;2006年
3 杨春露;珍珠层人工骨骨诱导作用及相关机制实验研究[D];第一军医大学;2007年
4 李元城;微流控芯片上胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对兔关节软骨细胞体外增殖的影响[D];大连医科大学;2010年
5 孙宝宾;鼻中隔软骨细胞与神经肽关系的实验研究[D];复旦大学;2004年
6 杨朝晖;钠离子通道阻断剂利多卡因体内外干预关节软骨的生物学效应[D];山西医科大学;2011年
7 杜佳梅;以小耳残耳软骨细胞为种子细胞的组织工程软骨的实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2008年
8 龚逸鸿;聚乳酸多孔支架的制备、改性及组织工程化软骨的构建[D];浙江大学;2006年
9 傅捷;含软骨细胞的纤维蛋白胶修复兔关节软骨缺损的实验研究[D];第二军医大学;2000年
10 杨运东;骨炎定对体外培养软骨细胞的影响[D];广州中医药大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祁军;壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架的生物相容性研究[D];华中科技大学;2008年
2 李雪盛;人鼻中隔软骨细胞和新型与改性聚乳酸支架在软骨组织工程的应用前期研究[D];第一军医大学;2001年
3 刘时兵;生物工程用新型低弹性模量钛合金材料研究[D];机械科学研究院;2005年
4 姜海英;氟处理AZ31B生物可降解镁合金的生物相容性研究[D];中国医科大学;2009年
5 贺亚敏;几种医用材料的生物相容性评价[D];东南大学;2003年
6 白雪;磁感应肿瘤热疗用镍铜热籽生物相容性的研究[D];佳木斯大学;2007年
7 王涛;氰基丙烯酸酯在小梁切除术的实验及临床研究[D];重庆医科大学;2007年
8 段志广;类人胶原蛋白止血海绵的性能研究[D];西北大学;2008年
9 王上元;载阿伦磷酸钠丙烯酸骨水泥的生物相容性研究[D];中南大学;2008年
10 马佳妮;仿细胞膜结构纳米聚合物胶束的合成与应用研究[D];西北大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 保健时报特约记者 方序;体外“养”一块软骨补膝盖[N];保健时报;2011年
2 记者 冯海波;医用镁合金极具发展前景[N];广东科技报;2011年
3 记者 邰举;韩用猪软骨细胞制成生物材料[N];科技日报;2008年
4 王镐;医学用钛量增长明显[N];中国有色金属报;2011年
5 民泾;EPCs捕获技术改善支架生物相容性[N];医药经济报;2003年
6 通讯员 姚春雨、钱勇 记者 范又;新型生物可降解性血管内支架研制成功[N];光明日报;2003年
7 吴一福;西安交大:用人胎儿软骨细胞培养成功软骨组织工程种子细胞[N];中国医药报;2006年
8 凤慧;全球医药塑料产量5年内将达45亿公斤[N];中国包装报;2010年
9 陈如为;骨关节炎折磨千万人软骨细胞缺氧是元凶[N];医药经济报;2000年
10 于峰;哪些运动有助孩子长高[N];中国中医药报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978