壳聚糖静电纺丝纳米纤维结构组织工程支架的构建 与研究.doc

壳聚糖论文胶原蛋白论文:
新型类人胶原蛋白—壳聚糖静电纺丝纳米纤维结构组织工程支架的构建与研究 
【摘要】: 本研究首次尝试静电纺丝法制备类人胶原蛋白(Human-like collagen, HLC)-壳聚糖(chitosan)纳米纤维薄膜,并采用扫描电镜对获得的薄膜的表面形貌进行了观察,通过对比不同配比纺丝溶液的性质与静电纺丝结果之间的关系,探索了HLC与chitosan水溶液成功进行纺丝的条件。研究发现,改变分子排布状态是静电纺丝成功的关键,物质成功进行静电纺丝均是通过分子长链在合适的溶剂中舒展后进行缠绕与拉伸实现的。由于HLC分子量过低,分子链太短导致纯的HLC水溶液无法纺丝;纯的chitosan分子在酸性水溶液中存在分子内氢键与疏水聚合作用无法舒展开,达不到纺丝所必须的分子链缠绕与拉伸,也无法进行纺丝。加入大分子量的聚环氧乙烷(PEO)能够为HLC分子链提供彼此缠绕的轴,并且能够打断chitosan分子间的较强作用力使其与PEO分子相互缠绕拉伸,从而大大改善了HLC与chitosan的纺丝性质,使其可纺。后期的红外检测表明交联与漂洗处理后的薄膜中不含或只含痕量PEO,这意味着PEO作为静电纺丝的添加剂,具有可以去除的优点。这一部分的研究首次总结出使各类生物大分子材料均能够成功进行纺丝的条件,也为成功通过静电纺丝复合亲水性与疏水性材料做了前期研究与理论分析。在不同配比的HLC/chitosan水系溶液中混合不同浓度的PEO后成功纺丝,可获得纤维直径为112±35 nm-413±62 nm的薄膜,电镜观察纤维中无串珠结构。交联处理时发现只有当类人胶原蛋白与壳聚糖的总浓度为PEO浓度的4倍以上时,漂洗过程中薄膜结构不会瓦解。同组相比,交联后纤维直径增大;交联后不含壳聚糖的薄膜会失去纤维结构,仅能观察到纤维痕迹;而HLC与chitosan的复合材料组中,G组(HLC/chitosan/PEO=4/3/1)材料的纤维形貌最为均一,能够模拟细胞外基质的组成与构象。热重分析表明交联后的薄膜具有更好的热稳定性。获得的G组薄膜最大应力为630±23 kPa,应变可达13±%,± MPa。体外降解、细胞实验以及体内植入实验表明,相比其纯组分材料,形貌均一的G组类人胶原蛋白/壳聚糖复合材料克服了纯组分材料降解过快的缺陷,能够有效促进细胞贴附与增殖,组织相容性良好。
【关键词】:类人胶原蛋白壳聚糖静电纺丝组织工程支架
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【作者】:陈岚
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【目录】:
中文摘要3-4
英文摘要4-6
目录6-9
第一章绪论9-24
组织工程与组织工程支架材料9-11
组织工程的概念与优点9-10
组织工程支架材料的概念10
理想的组织工程支架10-11
组织工程支架材料的发展状况11-13
组织工程生物材料的发展现状11-12
组织工程支架制备技术的发展现状12-13
制备的组织工程支架的评价方法13-15
材料的化学性质13-14
三维结构14
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