具有微纳交替结构的多层支架对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

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1、国内图书分类号：R318．08国际图书分类号：620西南交通大学研究生学位论文密级。：公开县查邀纳窒鲞结构的墨星童翌型量髓阊壅匮王细胞盛量佥丝的墅喧年级．．2Q!．!级姓名工珊申请学位级别堡堂亟±专业生塑丝堂皇筮王生塑堂指导老师周绍基数援二零一四年五月ClassifiedIndex：R318．08U．D．C：620SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisAMICRO-NANOAIJERNp汀INGMUIJILAYERSCAFFOLDFOROSTEO(狃NESISOFBONEMARROWMESENC

2、HYMALSTEMCELLSGfade：2011Candidate：ShanOingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：BiochemistryandMolecularBiologySupervisor：Prof．ShaobingZhouMay,2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据

3、库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密函，使用本授权书。(请在以上方框内打‘‘√”)学位论文作者签名：了聊吁日期：如J啦5．q⋯虢月巍殳隰例啦岁西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本学位论文中主要工作(贡献)如下：(1)将静电纺丝技术和微流控技术相结合，制备了一种新型PCL电纺纳米纤维和海藻酸钙水凝胶微球交替的多层微纳结构支架。通过扫描电子显微镜(sEM)、体视显微镜、流变仪以及激光共聚焦显微镜(CLsM)对其进行了表征；(2)将骨髓间充质干细胞包裹

4、进微纳结构中，考察该结构对干细胞活性、增殖、分化的影响：(3)通过进行大鼠皮下移植实验，研究该微纳结构支架的异位成骨作用。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：丁硼日期：2,0tq-．5．玛本论文得到以下项目资助国家重大科学研究计划(2012CB933602)“多级微纳结构生物活性材料促进骨组织

5、快速修复的研究”国家自然科学基金(51373138)“具有三重形状记忆功能的高分子表面微图案及其与细胞作用机制"西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要虽然用于骨组织工程的支架繁多，但其各自均有不足之处，很难满足目前对骨组织修复，替代，重建的要求。因此，制备生物相容性好，能够模仿细胞外基质，力学强度适宜，而且具有良好成骨作用的新型骨组织工程支架或者改性支架成为关键。在本论文中，基于目前骨组织工程存在的问题，制备了一种新型具有微纳交替结构的多层支架，通过向其中载入大鼠骨髓间充质干细胞(fBMSCs)和骨形态发生蛋白一2(BMP一2)，研究了该材料的

6、成骨分化功能。首先，我们利用静电纺丝技术制备了PCL纳米纤维膜，并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌和直径大小进行了表征。结果发现，纤维较光滑，呈无规分布，表面形貌良好，平均直径为282lllIl。接着，我们自行设计、装配了微流控装置，并利用微流控技术制各了海藻酸钙水凝胶微球，通过体视显微镜，流变仪等对微球的表面形貌和流变性能进行了考察。结果表明，微球呈球形，大小均一，而且分散均匀。同时，确定了其粘弹性，也证明了该水凝胶的三维交联网络结构。之后，将静电纺丝制备的纳米纤维膜和微流控制备的微球通过层层不断叠加，最终得到一层纤维膜，一层微球的多层

7、微纳结构支架。其次，我们从大鼠胫腓骨中提取了原代的骨髓问充质干细胞(rBMSCs)，将其包裹进海藻酸钙微球中，利用活死细胞染色和Ahmarbk法考察了微球包裹细胞的生存状态和增殖情况，结果发现微球中的细胞大部分处于存活状态，存活率较高(大于85％)。包裹的细胞与空白对照组相比，有较缓慢的增殖。接着，将干细胞和骨形态发生蛋白一2(BⅧ．2)共同载入微球和微纳结构中，检测其碱性磷酸酶(√岫)的表达量，发现含有BMP一2的微纳结构支架组在14和21天时，均具有最高的ALP表达量。通过茜素红S(AlizariIlRedS)染色定性和定量地考察了体外培养2

8、l天时钙盐的沉积。结果与21天时的ALP结果类似。最后，我们进行了体内动物实验，将微纳结构支架植入到SD大鼠皮下，考察其异位成骨作用。在