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仿生液晶态氧化石墨烯/多糖复合体系的构建及其对hBMSCs生物学行为的影响

孙凯  
【摘要】:本研究核心创新思路是模拟细胞外基质(ECM)的类液晶态结构,以氧化石墨烯(GO)液晶(LCs)作为液晶态元,以透明质酸(HA)/海藻酸(SA)为基质,分别制备了GO/HA和GO/SA二元复合液晶体系。研究结果发现,GO液晶与透明质酸和海藻酸构建的液晶体系,可以显著降低GO液晶的临界浓度(约降低10倍),且此类液晶体系具有长程取向结构(纯GO液晶内部多个液晶畴存在是短程取向)。本研究的核心技术是采用冷冻干燥和Sr~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)的交联改性技术构建了二元液晶体系的3D支架,不仅保持了液晶态的长程取向和多孔互串互通结构,还显著增强了支架材料的力学强度(压缩强度提高了约5倍),即使GO含量极低时仍具有优异的力学性能。本研究的体内外实验结果表明:Ca~(2+)或Sr~(2+)交联的液晶态支架和自组装液晶态纤维膜均有利于人骨髓间充质干细(h BMSCs)粘附、铺展、增殖和成骨分化,具有明显的促颅骨缺损修复活性。本研究开发了一种结构和性能优异的支架材料的制备新方法,具有较好的应用前景。基于GO/HA液晶体系制备液晶态细胞培养基,模拟细胞在体内液晶态的生长环境,h BMSCs细胞的增殖实验显示培养基生物相容性良好,有利于细胞生长,为细胞培养开辟了一种新体系。


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