骨—软骨生长因子缓释纳米微球研究

骨—软骨生长因子缓释纳米微球研究【摘要】：组织工程技术在上个世纪80年代就已经有人开始研究,它代表着医学研究已经开始进入到器官克隆新时代。骨组织工程的研究是组织工程的一个重要分支技术,为当今骨科医学解决关节软骨损伤修复的研究热点方向,并取得了很多研究成果,但在研发过程中也伴随着新的问题亟待解决。修复损伤器官的组织工程技术从工程支架,种子细胞和生长因子三大方面进行研究。生长活性因子在人体内的半衰期短,马上就会被代谢稀释,完全不能满足组织自身修复再生的需要。研制生长因子缓释微球,其目的在于延长生长因子在体内的存活时间,为应用组织工程技术修复软骨损伤奠定物质基础。生长因子属蛋白类物质容易被体内蛋白酶降解,导致其半衰期短,难以满足组织工程修复损伤的需要。制备载生长因子缓释纳米微球,旨在延长其在体内的存活时间,以一定的缓释率释放,诱导种子细胞分化并形成骨或软骨组织。我们创建聚羟基丁酸与羟基辛酸(PHBHOx)载骨形成蛋白(rBMP)纳米微球制备方法,研发rBMP-PHBHOx缓释纳米微球,为关节一体化支架硬骨区细胞提供生长因子。分别采用溶剂挥发法、静电纺丝法、W1O/W2超声乳化法制备微球,并以载药量、包封率为技术指标经正交试验优化了超声乳化法制备纳米微球的操作条件,以磷酸盐缓冲液作为释放介质(pH7.4)考察微球的体外缓释性能,并通过真空泵产生负压将纳米微球胶体液吸纳到骨组织工程支架的空隙中去,用电镜扫描,观察两者的粘附性和相容性。在以上三种方法中,静电纺丝法制备的微球,颗粒较大且在高压电流作用下可使其rBMP失活；溶剂挥发法制备的微球易粘连并会形成较大颗粒群。超声乳化法制备的微球粒径小,颗粒圆润,分散性较好。经制备条件优化,主要制备条件为PHBHOx浓度为6.5%,乳化剂Tween80为5%及Span80为1%,生长因子浓度10%,PVA浓度为3%,有机相水相体积比为3：1。制备的纳米微球平均粒径为(564.75±53.46)nm,载药量为(1.172±0.262)×10-2%,包封率为(83.50±2.82)%,体外释药率13天可达87.89%。微球负压法纳入骨组织工程支架,可见微球在支架上粘附性好且分布均匀。本文建立了超声乳化制备rBMP-PHBHOx新方法,研发出rBMP-PHBHOx生长因子缓释纳米微球制剂,为一体化支架的骨关节损伤修复研究奠定了一定基础。【关键词】：骨髓间充质干细胞聚羟基丁酸与羟基辛酸rBMP缓释微球骨组织工程支架【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：R318.08【目录】：中文摘要10-12ABSTRACT12-14第一章文献综述14-241.1骨组织工程中支架材料14-191.1.1支架的作用14-151.1.2支架的材料15-191.1.3支架制备技术191.2种子细胞19-211.2.1胚胎干细胞201.2.2骨髓干细胞20-211.3生长因子211.4微球211.5微球的制备技术21-221.5.1机械粉碎法211.5.2物理分散法21-221.5.3化学合成法221.6存在问题和发展趋势221.7本论文的立题依据与研究意义22-231.8本论文创新点23-24第二章聚羟基丁酸羟基辛酸载骨形成蛋白缓释纳米微球研究24-322.1材料242.1.1主要试剂242.1.2主要仪器242.2方法24-272.2.1不同微球制备方法的比较24-252.2.2PHBHOx载rBMP纳米微球的超声乳化法制备及其工艺优化25-262.2.3PHBHOx载rBMP纳米微球的基本特性研究26-272.2.4PHBHOx载rBMP纳米微球与组织工程支架相容性研究272.3结果与讨论27-312.3.1PHBHOx纳米微球制备方法的筛选27-282.3.2超声乳化法制备PHBHOx纳米微球工艺条件研究282.3.3超声乳化法制备PHBHOx载rBMP纳米微球28-292.3.4PHBHOx载rBMP纳米微球的基本特性29-302.3.5体外释药率测定302.3.6PHBHOx载rBMP纳米微球应用于组织工程支架SEM观察30-312.4结论31-32第三章兔骨髓间充质干细胞的分离和扩增32-363.1材料32-333.1.1试验动物323.1.2主要试剂323.1.3主要仪器32-333.2方法333.2.1细胞提取333.2.2细胞培养333.2.3细胞的鉴定333.3结果与讨论33-353.3.1细胞分离及传代33-353.3.2细胞的生长曲线353.4结论35-36第四章聚羟基丁酸羟基辛酸载骨形成蛋白纳米缓释系统对骨髓间充质干细胞增殖的影响36-404.1材料364.1.1主要试剂364.1.2主要仪器364.2方法36-374.2.1W_1/O/W_2超声乳化法制备PHBHOx载rBMP纳米微球364.2.2全骨髓法培养骨髓间充质干细胞364.2.3实验分组36-374.2.4MTT法检测细胞增殖状况374.2.5统计学分析374.3结果与讨论37-384.3.1PHBHOx载rBMP纳米微球SEM观察和骨髓间充质干细胞观察374.3.2不同浓度的单纯rBMP、rBMP-P(HBHO)NPs对骨髓间充质干细胞增殖检测结果37-384.4结论38-40结论与展望40-42参考文献42-47攻读学位期间取得的研究成果47-48致谢48-49个人简介及联系方式49-51本论文购买请联系页眉网站。