纳米级多孔β-磷酸三钙支架材料的制备、表征及细胞相容性研究

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1、复旦大学硕士学位论文复旦大学硕士学位论文(专业学位）纳米级多孔卩-磷酸三钙支架材料的制备、表征及细胞相容性研究Preparation,CharacterizationandCytocompatibilityofNano-^-TricalciumPhosphatePorousScaffold硕士研究生：刘家祺专业：外科学（整形外科）研究生导师：亓发芝导师组成员：施越冬副主任医师杨震副主任医师论文提交日期：2012年4月学位授予日期：2012年6月国家纳米重大科学研究计划资助项目（2009CB930000)2复旦大学硕士学位论文目录中文摘要ϊ1英文摘要ϊ3缩略词表ϊ6」,?—^_mgϊ7第

2、一部分纳米级多孔磷酸三钙支架材料的制备和表征弓唁ϊ10材料方法ϊϊϊ12翻ϊ16ϊϊϊ24结论ϊϊϊ26第二部分纳米级多孔磷酸三钙支架材料的细胞相容性研究弓ϊϊϊϊϊ27材料方法ϊϊϊ29结杲ϊϊϊϊϊ33舰ϊϊϊ39跳ϊϊϊϊϊ41参考文献ϊ42综述…ϊϊϊϊ48发表M.....ϊϊϊϊ57翻士ϊϊϊϊϊϊϊ583复旦大学硕士学位论文中文摘要第一部分纳米级多孔e-磷酸三钙支架材料的制备和表征目的：多孔支架材料是组织工程学的材料基础，它不仅为细胞生长提供支持和保护，而且能够通过与细胞的相互作用调节细胞的形态发生过程，并影响细胞的生长、迁移、增殖和代谢功能。多孔支架材料的形态结构和理化特

3、性，对实现其作用与功能有重要的影响。P-憐酸三韩（P-tricalciumphosphate,P-TCP)材料具有良好的细胞相容性和骨传导性，在骨移植和修复领域发挥了重要作用，致力于提升0-磷酸三钙材料强度及孔隙连通性的研究一直是组织工程学的重点之一。目前，制备纳米级多孔0-TCP支架材料的方法繁多，但是制备方法复杂，对实验室的条件要求较高。本研究的目的在于利用纳米技术，在普通实验室条件下制备纳米级多孔P-TCP支架材料，为进一步的研究奠定基础。方法：以硝酸钙和磷酸氢二铵溶液为原料，液相沉淀法制备纳米级TCP粉体，以氯化铵为造孔剂，程序升温法烧结成纳米级多孔P-TCP支架材料。对材料的

4、物相进行X线衍射（X-raydiffraction,XRD)、傅里叶红外线转换光谱分析仪（Fouriertransforminfraredspectroscopy,FTIR)测试，万能试验机测定材料的抗压强度，液体静力称量法测定材料的孔隙率和吸水率，对材料的微观结构进行扫描电子显微镜（Scanningelectronmicroscope,SEM)观察。结果:材料成分为0-TCP,晶粒尺寸31.5nm,孔隙率73.47±0.21Vol%(n:5)，吸水率37.56±0.28Wt%(n=5),抗压强度7.98±0.05MPa(n=5)，孔隙均匀丰富，连通性好。结论：实验制备的纳米级0-TC

5、P粉体反应完全，无杂质，晶粒细腻，烧结出的纳米级多孔P-TCP支架材料具有良好的孔隙结构和孔隙连通性，并具备一定的抗压强度，可以作为支架材料为进一步的实验所使用。实验所需原料易于获取，制备工序简单，所得材料性质稳定，可以在普通实验室条件下制备。第二部分纳米级多孔P-磷酸三钙支架材料的细胞相容性研究目的：组织工程学研究中的另一个重要内容是获取良好的种子细胞。脂肪来1复旦大学硕士学位论文源干细胞（adiposederivedstemcells,ADSCs)是一种具有自我更新能力和一定分化潜能的成体干细胞。近十年来的体外实验已经证实其具有增殖能力和多向分化潜能。由于其来源广、取材便利，因此有

6、希望成为新的骨组织工程种子细胞。理想的支架材料应该能与脂肪干细胞良好复合。有研究表明机械应力对细胞的生长、增殖、分化过程有刺激作用，在细胞与材料的复合过程中，对机械应力刺激作用的研究是不可忽视的。本研究通过与脂肪干细胞的复合了解纳米级多孔P-TCP支架材料的细胞相容性，观察动态接种条件下细胞在支架材料上的生长情况。方法：以兔脂肪来源干细胞为种子细胞，CCK-8法检测细胞毒性。制备细胞-支架材料复合物，分别于第1、4、7天以扫描电子显微镜观察细胞生长情况，评估支架材料的细胞相容性。以动态接种法为实验组，常规接种法为对照组，接种细胞，分别于第1、4、7天取出，CKK-8法检测细胞-支架材料

7、复合物的细胞生长情况。结果：细胞在各浓度支架材料浸提液中生长良好，相对增殖率均>100%;细胞在材料表面及孔隙内的生长良好，第1天可见细胞在支架材料表面吸附，第4天见细胞向孔隙内生长，第7天观察到细胞外基质。实验组在第4、第7天的OD(opticaldensity)值大于对照组。结论：制备的纳米级多孔P-TCP支架材料无细胞毒性，兔ADSCs可在支架材料的表面及孔隙内生长，支架材料的细胞相容性好。动态接种条件下，纳米级多孔0-TCP支架材料也能