丝素蛋白壳聚糖三维多孔支架材料的构建表征与细胞学体外实验研究

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1、南方医科大学2009级硕士学位论文丝素蛋白／壳聚糖三维多孔支架材料的构建表征与细胞学体外实验研究Preparationandcharacterizationofporoussilkfibroin／chitosanscaffoldsandcytologicalstudyinvitro课题来源：广东省科技计划项目(20118031300022)广东省中医药局科研基金(20111145)专业名称学位申请人指导教师答辩委员会主席答辩委员会成员口腔临床医学柳磊曾曙光教授王佐林教授徐欣教授吴补领教授章锦才教授赵建江教授论文评阅人许竞主任医师任力教授2012年5月3日广州硕士学位论文丝素蛋白／壳聚糖

2、三维多孔支架材料的构建表征与细胞学体外实验研究硕士研究生：柳磊指导教师：曾曙光教授摘要骨组织工程是应用生命科学和工程学的基本原理和技术，再生新的骨组织，用以修复骨组织病变或缺损。其基本思路是将特异性成骨细胞种植于具有一定生物特性的并在人体内可逐渐降解吸收的支架材料上，经体外培养形成细胞生物材料复合物，然后将复合物植入人体的骨组织缺损部位，在细胞不断增殖并分泌基质的同时，支架材料逐步降解被人体吸收，最终形成新的具有与原功能和形态相似的骨组织ll】。骨组织工程是近年来最受关注的领域之一，它在解决由于创伤、感染、肿瘤等原因所造成的骨缺损这一问题上具有很大的优势。在骨组织工程三要素：种子细胞、

3、生长因子、支架材料中【2】，支架材料是骨组织工程的关键，它不仅将种子细胞和生长因子运送至缺损区，还给新生骨组织提供支撑作用。目前，支架材料是骨组织工程中的研究热点，尤其是复合支架材料。丝素蛋白和壳聚糖都是天然高分子材料，具有良好的生物特性及独特的机械特性，成为近年来较热门的组织工程学材料。本试验将一定浓度的丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液以不同质量比例相混合，通过数次冷冻干燥合并化学交联的方法制备出具有一定强度的多孔性支架，对其微观结构及相关的性能进行初步研究，筛选出适合成骨细胞生长的理想支架材料，为今后的骨缺损修复改建打下实验基础。中文摘要第一部分丝素蛋白／壳聚糖三维多孔支架材料的构建及结构

4、表征的研究目的通过冷冻干燥合并化学交联的方法，制备出各种不同组分的丝素蛋白及壳聚糖的复合支架材料，对其材料结构表征进行分析。方法通过CaCl2：C2HsOH：H20=I：2：8(摩尔比)溶解体系溶解、过滤、浓缩提纯制备出浓度为2％的丝素蛋白溶液，壳聚糖溶解于乙酸溶液配制成3％壳聚糖溶液，将二者溶液按不同质量比混匀后，经数次冷冻干燥以及浸泡交联后，制得成品支架材料，采用电镜观察形貌，计算孔隙率并对支架的内部结构进行红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射表征(XRD)、EDS电子能谱分析。结果丝素蛋白／壳聚糖(SF／CS)内部为三维多孔支架，尤以40％丝素蛋白．60％壳聚糖(40％SF．60

5、％CS)组支架材料，以其适合成骨细胞直径的孔径大小有望成为骨组织工程中的优良支架材料，且孔隙率保持在90％以上。本实验也通过红外图谱分析、X射线衍射分析和能谱分析，阐释了二者混合后内部结构的变化，证实了二者互为改性的试验方法是稳定且成功的。第二部分丝素蛋白／壳聚糖三维多孔支架材料的理化性能及降解试验的研究目的对不同组分配比的SF／CS支架材料的吸水率、溶胀率进行研究，筛选出最佳配比的组分，然后进行该最佳组分的降解试验，观察是否具有良好的降解率以适应生物材料在体内的降解时间，以及降解液的pH值范围是否适合体内进行新陈代谢活动。II硕士学位论文方法制备出各个不同组分支架材料(同第一部分)，

6、通过固态支架材料浸入水中所吸收水的重量对其浸水前实测重量的百分率计算吸水率，而将固态的支架材料浸入水等溶剂液体时，湿态较其干态的体积变化的比率计算溶胀率。综合以上试验结果，得到最优配比组为40％SF．60％CS组。将其置入人工体液(SBF)，进行为期64天的降解试验，检测丝素蛋白／壳聚糖(SF／CS)支架材料的降解速率以及降解液pH值的变化。结果各组质量配比的丝素蛋白／壳聚糖复合支架材料均具有良好的吸水率，统计学分析发现组间差异不显著(P>0．05)，但溶胀率随着丝素蛋白含量的增多而减小，在纯壳聚糖组，溶胀率接近80％，与其他各组有显著区别妒

7、0％SF．60％CS组的溶胀率略高于60％SF．40％CS组和80％SF．20％CS组，差异有统计学意义(尸