丝蛋白水凝胶的力学性能调控及对骨髓间充质干细胞行为影响的研究
发布时间：2023-12-04 19:24
骨髓间充质干细胞(BMSCs)是一种具有多向分化潜能的成体干细胞,能够向神经、内皮、肌肉、软骨、骨等方向分化,成为了组织工程中重要的种子细胞。在细胞微环境中,除了生物化学因素,还包括一些生物物理因素,如力学性能,微结构等对细胞粘附、铺展、增殖、迁移、分化等行为有影响。在组织工程领域,设计出可以匹配不同组织力学性能的生物活性材料,仍然是一项富有挑战的任务。丝蛋白水凝胶含水量高、生物相容性好,结构和性能更接近天然组织,但如何在维持其优异综合性能的基础上(如微观形貌、降解性、生物相容性),实现更大范围的力学性能调控,一直是丝蛋白材料研究者们需要解决的难题。本文以具有纳米纤维结构的丝蛋白为基元,运用酶交联的方法,实现了丝蛋白水凝胶力学性能的更大范围的调节和提高,构建了一种可以模拟不同组织细胞外基质的基底材料。首先,以本课题组制备的非晶丝蛋白纳米纤维溶液为基元,利用酶交联的方法制备了丝蛋白纳米纤维水凝胶。通过优化丝蛋白与交联剂辣根过氧化物酶(HRP)和过氧化氢(H2O2)的比例,调节水凝胶的力学性能。研究发现在低浓度的丝蛋白溶液中(2%),丝蛋白纳米颗粒溶液制备的水凝胶力学可调范围较小(0.41...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 引言
1.1 水凝胶的概念及研究现状
1.1.1 水凝胶的概念
1.1.2 水凝胶的分类
1.1.3 水凝胶在模拟细胞微环境中的应用
1.2 丝蛋白水凝胶概述
1.2.1 丝蛋白的结构
1.2.2 丝蛋白的性能
1.2.3 丝蛋白水凝胶的研究现状
1.3 本研究的目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 丝蛋白纳米纤维水凝胶的制备及性能研究
2.1 材料设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 传统丝蛋白溶液的制备
2.2.2 非晶丝蛋白纳米纤维溶液的制备
2.2.3 微观形貌表征
2.2.4 二级结构表征
2.2.5 凝胶时间测定
2.2.6 力学性能表征
2.2.7 不同浓度交联剂制备丝蛋白水凝胶
2.2.8 不同浓度丝蛋白纳米纤维水凝胶制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 丝蛋白纳米纤维的基本性能
2.3.2 凝胶时间
2.3.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶微观形貌
2.3.4 HRP交联对丝蛋白纳米颗粒和丝蛋白纳米纤维的二级结构的影响
2.3.5 丝蛋白纳米纤维水凝胶力学性能的调节
2.4 本章小结
第三章 不同力学性能的丝蛋白纳米纤维水凝胶对骨髓间充质干细胞行为影响研究
3.1 材料设备
3.1.1 实验材料与试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
3.2.1 再生丝素蛋白颗粒和纳米纤维溶液的制备(同第二章)
3.2.2 丝蛋白纳米纤维水凝胶的体外降解性能
3.2.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶的对骨髓间充质干细胞行为的影响
3.3 结果与讨论
3.3.1 丝蛋白纳米纤维水凝胶的降解性
3.3.2 丝蛋白纳米纤维水凝胶的细胞相容性
3.3.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶上细胞的铺展与增殖
3.3.4 丝蛋白纳米纤维水凝上干细胞的分化
3.4 本章小结
第四章 力学性能可调节的各向异性丝蛋白水凝胶的研究
4.1 材料与方法
4.1.1 实验材料与试剂(同第二章)
4.1.2 实验仪器(同第二章)
4.1.3 实验方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 各向异性丝蛋白水凝胶的形貌
4.2.2 各向异性丝蛋白水凝胶的结构
4.2.3 交联反应时间对各向异性丝蛋白水凝胶的形貌和力学性能的影响
4.2.4 各向异性丝蛋白水凝胶力学性能的优化
4.2.5 各向异性丝蛋白水凝胶表面细胞的增殖
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
综述：丝蛋白水凝胶的研究进展
参考文献
攻读硕士期间发表论文
致谢
本文编号：3870560
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 引言
1.1 水凝胶的概念及研究现状
1.1.1 水凝胶的概念
1.1.2 水凝胶的分类
1.1.3 水凝胶在模拟细胞微环境中的应用
1.2 丝蛋白水凝胶概述
1.2.1 丝蛋白的结构
1.2.2 丝蛋白的性能
1.2.3 丝蛋白水凝胶的研究现状
1.3 本研究的目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 丝蛋白纳米纤维水凝胶的制备及性能研究
2.1 材料设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 传统丝蛋白溶液的制备
2.2.2 非晶丝蛋白纳米纤维溶液的制备
2.2.3 微观形貌表征
2.2.4 二级结构表征
2.2.5 凝胶时间测定
2.2.6 力学性能表征
2.2.7 不同浓度交联剂制备丝蛋白水凝胶
2.2.8 不同浓度丝蛋白纳米纤维水凝胶制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 丝蛋白纳米纤维的基本性能
2.3.2 凝胶时间
2.3.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶微观形貌
2.3.4 HRP交联对丝蛋白纳米颗粒和丝蛋白纳米纤维的二级结构的影响
2.3.5 丝蛋白纳米纤维水凝胶力学性能的调节
2.4 本章小结
第三章 不同力学性能的丝蛋白纳米纤维水凝胶对骨髓间充质干细胞行为影响研究
3.1 材料设备
3.1.1 实验材料与试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
3.2.1 再生丝素蛋白颗粒和纳米纤维溶液的制备(同第二章)
3.2.2 丝蛋白纳米纤维水凝胶的体外降解性能
3.2.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶的对骨髓间充质干细胞行为的影响
3.3 结果与讨论
3.3.1 丝蛋白纳米纤维水凝胶的降解性
3.3.2 丝蛋白纳米纤维水凝胶的细胞相容性
3.3.3 丝蛋白纳米纤维水凝胶上细胞的铺展与增殖
3.3.4 丝蛋白纳米纤维水凝上干细胞的分化
3.4 本章小结
第四章 力学性能可调节的各向异性丝蛋白水凝胶的研究
4.1 材料与方法
4.1.1 实验材料与试剂(同第二章)
4.1.2 实验仪器(同第二章)
4.1.3 实验方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 各向异性丝蛋白水凝胶的形貌
4.2.2 各向异性丝蛋白水凝胶的结构
4.2.3 交联反应时间对各向异性丝蛋白水凝胶的形貌和力学性能的影响
4.2.4 各向异性丝蛋白水凝胶力学性能的优化
4.2.5 各向异性丝蛋白水凝胶表面细胞的增殖
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
综述：丝蛋白水凝胶的研究进展
参考文献
攻读硕士期间发表论文
致谢
本文编号：3870560
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