论文部分内容阅读
本论文针对目前聚乳酸组织工程材料存在的细胞相容性问题，对聚乳酸材料进行了三种不同类型的促细胞相容性表面设计与研究，并对促细胞相容性表面修饰的聚乳酸组织工程材料进行了软骨细胞和成骨细胞相容性测试。 两亲共聚物-氨基酸(RGD)杂化体原位自修饰构建聚乳酸细胞相容性表面的研究一本论文首先设计并合成了一类含疏水聚乳酸(PLA)链段和亲水聚氧乙烯(PEO)链段的两亲嵌段共聚物材料(PLA-PEO)，利用PEO链端的活性官能团羟基固定了促细胞粘附的氨基酸及整合素配体多肽片段RGD。采用简单的溶液共混-成膜法，获得了两亲共聚物表面自修饰的聚乳酸(PLA)组织工程材料。利用衰减全反射傅立叶转换红外光谱(ATR-FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)分析以及接触角测定对改性聚乳酸材料表面进行了表征。基于两亲共聚物在疏水高聚物材料内的自迁移和表面富集行为，在聚乳酸材料上构建了以PEO桥联氨基酸或整合素配体多肽片段的类细胞外基质表面。 在两亲共聚物-氨基酸(RGD)修饰的聚乳酸平面材料上的软骨细胞和成骨细胞相容性测试结果表明：以碱性氨基酸及RGD为活性端基的两亲共聚物改性聚乳酸体系，对细胞的粘附、生长及活性均有明显的促进作用。在该体系中，PEO的链长对细胞的粘附与生长也有重要的影响作用。本论文的实验结果在PEO链长为2000分子量时对软骨细胞的粘附与生长有最佳的作用。 采用基于水相体系的盐溶-沥出(salt-leaching)技术和两亲共聚物表面自富集行为有机结合，本文成功地获得了一种在三维支架成型过程中原位自修饰获得PEO桥联氨基酸(RGD)表面的制备方法。该改性技术可显著提高聚乳酸支架的亲水性，尤其可显著提高聚乳酸支架的吸水能力，非常有利于三维支架的细胞培养。激光共聚焦显微镜(CLSM)对荧光标记两亲共聚物修饰聚乳酸支架的研究表明，两亲共聚物材料确实在聚乳酸支架内表面形成了很大程度的富集。这种亲水表面不仅有利于细胞悬液和培养介质的进入，并可以通过PEO桥联的氨基酸(RGD)为细胞在三维多孔支架内的生长提供类细胞外基质环境； 根据以上结果，本文对碱性氨基酸为PEO链端基的两亲共聚物-氨基酸类细胞外基质修饰的聚乳酸三维支架进行了细胞相容性的测试。软骨细胞的蛋白质含量和细胞活性测试结果表明，软骨细胞在原位自修饰的聚乳酸三维支架内有较强的分裂增殖能力和较高的细胞活性。扫描电镜和激光共聚焦显微镜的测试结果显示了软骨细胞在原 浙江大学博士学位论文（2003）位自修饰的聚乳酸三维支架内部良好的粘附与生长情况。成骨细胞在原位自修饰聚乳酸三维支架内的蛋白质含量、DNA含量和细胞活性测试结果表明，成骨细胞在原位自修饰的聚乳酸三维支架内有较高的细胞活性和较强的分裂增殖能力。扫描电镜的分析结果显示了软骨细胞在原位自修饰的聚乳酸三维支架内部良好的粘附与生长情况。该结果显示两亲共聚物－氨基酸杂化体原位自修饰聚乳酸组织工程支架材料具有良好的细胞亲和性。但本文成骨细胞碱性磷酸酶活性的测试结果表明两亲共聚物－氦基酸类细胞外基质修饰的聚乳酸材料对成骨细胞的分化没有明显的促进作用。 生物大分子截留洁构建聚乳酸细胞相容性表面的研究一本文通过将氨基酸（L－天冬氨酸。L－精氨酸、L。赖氨酸和卜苯丙氨酸）和天然聚多糖（海藻酸钠和壳聚糖）结合，设计了模拟细胞外基质组分的天然聚多糖．氨基酸衍生物。核磁氢谱厂HNMRX傅立叶转换红外光谱吓TIR）和紫外－苟三酮（n讪吟drin－UV）的分析结果证实产物具有预期的结构。论文突破传统表面截留技术仅针对合成聚合物的局限，将其拓展到天然生物大分子一聚多糖及其氨基酸衍生物在聚乳酸组织工程材料的表面修饰中，构建了新型的细胞相容性表面。结合聚多糖的荧光标记技术，本文首次利用激光共聚焦显微镜研究并直接验证了表面截留区域的存在。利用该技术，测得生物大分子表面截留层的厚度为 10上0pm。对截留表面进行的衰减全反射傅立叶转换红外光谱（ATRFTIR）、X－射线光电于能谱（XPS）分析、接触角测定以及原子力显微镜观察也显示：通过表面截留技术，可以在聚乳酸材料上获得稳定的亲水化聚多糖－氨基酸截留表面。 软骨细胞的细胞粘附率、增殖率和细胞活性以及细胞形态的实验结果表明，聚多糖及其氨基酸衍生物改性的聚乳酸表面能明显促进软骨细胞的粘附与生长，并具有较高的细胞活性。该结果表明聚多糖及其氨基酸衍生物改性聚乳酸材料表面具有良好的细胞相容性。 生物大分子静电自组装构建聚乳酸细胞相容性表面的研究一本文通过大分子胺解的方法，将聚乙烯亚胺（PEI通过化学键合固定在聚乳酸组织工程材料上，在聚乳酸材料表面构建了稳定的正电荷表面层。采用静电自组装（Electrostatic Assemb火技术，本文将各种类细胞外基质组分如蛋白质、聚多糖等天然大分子材料固定在阳离子化的聚乳酸材料表面，构建了第三种细胞相容性表面。X－射线光电子能谱（XPS）和衰减全反射傅立叶转换红外（ATR－FTIR）对PEI活化聚乳酸表面的分析结果显示：聚