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本论文研究工作围绕骨组织工程中材料与细胞、材料与生长因子之间的相互关系开展,重点研究了材料性质对间充质干细胞成骨分化的影响以及载BMP-2多肽的壳聚糖基骨修复材料。采用等离子体聚合的方法,分别以烯丙基胺(AAm)、丙烯酸(AAc)、1,7-辛二烯(OD)和乙醇(ET)为单体,制备了分别富含氨基(–NH2)、羧基(–COOH)、甲基(–CH3)和羟基(–OH)的表面。研究了体外培养在这些表面上的脂肪干细胞(hASCs)的行为,尤其是干细胞的成骨分化。在此基础上,通过控制等离子体聚合过程中1,7-辛二烯(OD)和烯丙基胺(AAm)的用量,制备并表征了氨基含量逐渐变化的化学梯度表面,探索等离子体聚合改性表面影响脂肪干细胞分化的相关机理。结果表明,氨基表面能促进hASCs的贴附、铺展、增殖以及成骨分化。其可能的机理是表面化学性质通过与血清蛋白作用来影响hASCs的行为,而不是直接与细胞相互作用,ERK1/2可能是涉及表面化学性质影响干细胞分化的信号通路。制备了直径约为30 nm的单分散纳米银粒子,并研究了不同浓度纳米银(0、10、50和100μg/m L)对人间充质干细胞(hMSCs)成骨分化的影响。存在于hMSCs中的纳米银不影响其细胞周期、碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙素(OC)基因表达、骨桥蛋白(OPN)表达以及体外矿化钙结节的形成,表明纳米银不影响hMSCs的成骨分化能力。这些结果为纳米银在骨组织工程中的应用,尤其是作为抗菌剂加入骨组织工程支架/植入物的应用提供积极的参考意义。在壳聚糖基骨修复材料载BMP-2多肽研究中,先通过2-亚氨基硫烷盐酸盐对壳聚糖进行巯基改性。然后将巯基化壳聚糖与末端为半胱氨酸的BMP-2多肽P24反应,制备接枝多肽的壳聚糖(CS-P24),再与羟基磷灰石粉(HA)复合,制备CS-P24/HA复合支架。同时将制备所得水溶性巯基化壳聚糖(CS-TBA)与β-甘油磷酸钠(β-GP)和羟基磷灰石(HA)复合,制备CS-TBA/β-GP/HA温敏性凝胶体系。巯基化壳聚糖凝胶体系具有多孔结构,羟基磷灰石均匀分布其中;具有合适的降解速率以及较低的细胞毒性;由于巯基化凝胶体系中的巯基与BMP-2多肽P24中的巯基发生反应,可以减缓BMP-2多肽的释放。