【摘 要】
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本文基于组织工程学的基本原理,以分化能力强、自我更新速度快的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）为种子细胞。生物支架材料选择石墨相氮化碳（Graphite phase carbon nitride,g-C3N4）,其具备优异的理化性质,这与成骨支架的基本要求相契合。此外,g-C3N4是一种光电半导体材料,这种材料可以实现光与电的相互转
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本文基于组织工程学的基本原理,以分化能力强、自我更新速度快的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）为种子细胞。生物支架材料选择石墨相氮化碳（Graphite phase carbon nitride,g-C3N4）,其具备优异的理化性质,这与成骨支架的基本要求相契合。此外,g-C3N4是一种光电半导体材料,这种材料可以实现光与电的相互转化。通过对g-C3N4进行红光照射,材料就会产生一定强度的光电流,这电流会给予BMSCs一定的刺激,我们希望这种刺激对成骨效果具有明显的提高作用。g-C3N4存在化学惰性和疏水性的短板,本文通过将其与丝素蛋白（silk fibroin,SF）形成复合支架和吸附胰岛素样生长因子（insulin like growth factor,IGF）、神经生长因子（nerve growth factor,NGF）的方法以改善其骨诱导性、骨传导性和亲水性,从而展现出更好的成骨化和神经化效果。本文通过单轴静电纺丝技术制备了氮化碳支架（C3N4）、掺杂磷元素的氮化碳支架（C3N4（P））和吸附IGF的掺杂磷元素的氮化碳支架（C3N4（P）+IGF）,同时采用共轴静电纺丝技术制备了一种具有核壳结构的复合纳米纤维支架,其以吸附NGF的SF为外壳、以吸附IGF的掺杂磷元素的氮化碳为内芯（C3N4（P）+IGF@SF+NGF）。综上四个实验组分别为:（1）C3N4;（2）C3N4（P）;（3）C3N4（P）+IGF;（4）C3N4（P）+IGF@SF+NGF。因g-C3N4具有光电转化效应,增设实验组（5）红光+C3N4（P）+IGF@SF+NGF。分别探究以上五组个实验方案对BMSCs增殖、成骨分化和矿化的影响,同时初步探究C3N4和红光+C3N4（P）+IGF@SF+NGF两种实验方案对BMSCs诱导成的神经干细胞神经分化的影响。综合实验结果和分析,与C3N4组相比,C3N4（P）+IGF@SF+NGF组能较好地促进BMSCs的增殖、成骨分化和矿化,红光+C3N4（P）+IGF@SF+NGF的促进效果最为显著。初步探究神经化的结果表明,红光+C3N4（P）+IGF@SF+NGF能够更好地促进神经干细胞的分化。因此,红光+C3N4（P）+IGF@SF+NGF为骨组织工程提供一种更为合适的支架选择。
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