论文部分内容阅读
胶原蛋白和糖胺聚糖在体内分布广泛且种类繁多,是性能非常优良的生物大分子。本研究旨在利用胶原蛋白和糖胺聚糖这两类生物大分子为主要原料,进行适当的修饰和交联以构建生物相容性良好、可降解的生物材料,通过溶胀测试、生物降解性能测试、扫描电镜（SEM）形貌表征、力学性能测定、细胞相容性评价等手段对制备所得材料进行分析和研究,并选取最优比例和制备方案,同时进一步探究制备所得的生物材料在组织工程中的应用。（1）将胶原蛋白（COL）分别与透明质酸（HA）和肝素（HP）按一定比例混合制成COL-HA和COL-HP复合双膜,用5 mM的EDC溶液进行交联后,双膜的韧性和机械强度得到增强,最大拉伸强度可达0.42 MPa;同时7 d降解率由交联前的100%降低到72%,热变性温度由136.2°C升高到147.5°C,证明交联后双膜稳定性增强。通过COL-HA层膜对成纤维细胞（COS-7）以及COL-HP层膜对人微血管内皮细胞（HMEC）的生物相容性评价,发现该双膜材料有利于细胞粘附、增殖以及伸长,有作为人造血管材料的潜力。（2）在COL分子上修饰对羟基苯甲酸（PHBA）得到产物COL-P,HA分子上修饰酪胺（Tyr）得到产物HA-Tyr,紫外分光光度法测定COL-P和HA-Tyr的接枝率分别为12.4%和14.2%,通过0.1 mg/mL辣根过氧化酶（HRP）和0.1%双氧水（H2O2）催化交联3%wt的COL-P和HA-Tyr制备原位COL-HA水凝胶,水凝胶可在2 min形成,且对COS-7和HMEC细胞具有良好生物相容性。进一步通过FT-IR,TGA,DSC来鉴定COL-HA水凝胶交联情况,通过SEM观察凝胶形貌和凝胶溶胀性能测定,表征其具有一定的孔隙结构和吸水性能,有利于营养物质和气体交换,将COL-HA水凝胶用于COS-7和HMEC细胞的3D培养,经过一段时间的培养,细胞呈现良好增殖状态;且皮下注射实验表明该水凝胶不会引起急性炎症反应,在小鼠表皮伤口愈合实验中发现,其可有效促进伤口修复和愈合,14 d时伤口愈合率可达96.44±0.47%,对伤口修复效果优于单一组分水凝胶。（3）以生物大分子糖原（Gly）作为一种新型的生物交联剂,分别进行开环氧化得到醛基化糖原（Gly-CHO）以及进一步化学修饰得到苯酚基因和胍基基团修饰的糖原（Gly-PHBA-GAA）,利用Gly-CHO与COL交联构建刚性网络,Gly-PHBA-GAA与HA-Tyr交联构建柔性网络,并通过刚性网络与柔性网络的进一步互穿形成仿软骨基质双网络水凝胶（COL-Gly-HA）,通过测定,双网络水凝胶储存模量可达16.9 kPa,最大压缩强度为0.14 MPa,均强于单网络水凝胶。通过Gly-PHBA-GAA与羟基磷灰石（HAP）的亲和力实现无机成分HAP在双网络水凝胶中的较好分散,加入适当比例的HAP后,水凝胶的最大压缩强度上升到0.16 MPa。通过大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）在水凝胶上的生物培养发现,水凝胶的生物相容性良好,可用于软骨填充与修复。