生物分子调控下难溶钙盐的仿生合成及其骨缺损修复和药物控释应用研究

发布时间：2017-05-24 13:12

  本文关键词：生物分子调控下难溶钙盐的仿生合成及其骨缺损修复和药物控释应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：仿生合成是人们由自然界生物矿化的现象中得到启示，从而发展出的一种新颖的材料合成方法。不同于一般矿化的显著特征,生物矿生在分子水平上一个高度可控的过程。它通过生物体内的有机基质和无机离子在界面发生的相互作用,来控制无机矿物的结晶,从而使得天然的生物矿物具有各式各样的多级结构和功能。 仿生合成的纳米材料在骨缺损修复中初步显示出优越的应用潜力。但是，目前已有的骨修复材料距离理想的骨修复材料还有很大差距，这就需要研究仿生材料表面特性对细胞行为的调控规律，目前在这方面的研究还比较少。本论文以以多种不同的氨基酸生物分子为基质，以聚酰亚胺为基底，仿生合成羟基磷灰石/聚酰亚胺二维修饰表面；以聚乳酸为基底，仿生合成羟基磷灰石/聚乳酸二维修饰表面。并加工成具有不同表面组成和拓扑结构的杂化纳米组装材料。从而系统的研究纳米尺度下，，仿生材料对骨缺损修复相关细胞行为的调控。目标是认识其调控机理，为指导合成出具有自修复功能的新型的骨缺损修复材料提供理论基础和实验依据。 难溶无机钙盐因其理想的生物相容性、生物可降解性和低残留毒性成为潜在的药物载体材料，但目前该类载体材料均基于被动靶向机理传输抗肿瘤药物，对肿瘤靶向性较低，存在明显毒副作用，应用范围具有一定的局限性。本论文设计以能够与人体癌细胞表面过度表达的受体分子特异性结合的生物靶向配体为形貌控制剂和靶向试剂，可控合成具有良好生物相容性、生物可降解性、高比表面积和主动靶向性的多孔难溶无机钙盐/靶向配体杂化微纳米抗肿瘤药物载体材料，基于靶向配体与肿瘤表面受体间的特异性相互作用，将其靶向传输至肿瘤部位并通过内吞作用进入肿瘤细胞，通过载体材料在肿瘤细胞弱酸性环境中的缓慢降解持续可控释放药物以有效治疗肿瘤。同时系统研究合成方法、合成条件、靶向配体种类及载体材料理化性质对药物负载、靶向传输和持续可控释放性能的调控机理，为设计合成理想的主动靶向性无机/靶向配体杂化微纳米载体材料以有效治疗肿瘤疾病提供坚实的理论基础和实验依据。 本论文主要进行了以下几点研究： （1）在不同的氨基酸分子的指导下制备具有不同表面拓扑结构的羟基磷灰石/聚酰亚胺二维修饰表面。利用XRD、SEM、AFM、BCA、MTT等测试手段对材料的组成、结构和形貌等理化性质进行表征，同时对其与成骨细胞间的相互作用进行了细胞生物学效应研究。 （2）在不同的氨基酸分子的指导下制备具有不同表面拓扑结构的羟基磷灰石/聚乳酸二维修饰表面。利用XRD、SEM、AFM、BCA、MTT等测试手段对材料的组成、结构和形貌等理化性质进行表征，同时对其与成骨细胞间的相互作用进行了细胞生物学效应研究。 （3）以叶酸分子同时作为有机基质和靶向分子，可控合成了叶酸/碳酸钙杂化无定形纳米棒。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TG-DSC、UV-Vis和MTT等测试手段对材料的组成、结构和形貌等理化性质进行表征，同时深入研究了所得无定形纳米棒对于抗肿瘤药物的负载、靶向传输和持续可控释放性能，结果表明了所合成的材料在该领域具有一定的潜在的应用。 （4）以硫酸软骨素同时作为有机基质和靶向分子，可控合成了硫酸软骨素/羟基磷石杂化介孔微米棒。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TG-DSC、UV-Vis和MTT等测试手段对材料的组成、结构和形貌等理化性质进行表征，同时深入研究了所得介孔微米棒对于抗肿瘤药物的负载、靶向传输和持续可控释放性能，研究结果显示了所合成的介孔微米棒在肿瘤的临床治疗方面具有一定的潜在应用。
【关键词】：羟基磷灰石 碳酸钙 人骨修复 抗肿瘤药物 靶向传输 持续可控释放
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08;R943
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 仿生合成简介及其研究现状12-13
• 1.1.1 仿生合成简介12
• 1.1.2 仿生合成研究现状12-13
• 1.2 骨修复材料的重要性及研究现状13-19
• 1.2.1 研究骨修复材料的重要性和必要性13-15
• 1.2.2 骨修复材料的研究现状15-17
• 1.2.3 骨修复材料的发展趋势17-19
• 1.3 靶向传输体系和药物控释简介及发展现状19-23
• 1.3.1 研究靶向传输体系和药物控释的意义19-20
• 1.3.2 靶向传输体系和药物控释的研究现状及发展趋势20-22
• 1.3.3 靶向无机微纳米抗肿瘤药物载体的优势22-23
• 1.4 本论文的选题背景和主要研究内容23-26
• 1.4.1 选题背景23-24
• 1.4.2 主要研究内容和创新点24-26
• 第二章 氨基酸作用下聚酰亚胺基底上羟基磷灰石二维修饰表面的仿生合成及其细胞生物学效应研究26-38
• 2.1 引言26-28
• 2.2 实验试剂及仪器28-31
• 2.2.1 实验试剂28-29
• 2.2.2 实验仪器29
• 2.2.3 实验方法及测试表征手段29-31
• 2.3 结果与讨论31-36
• 2.3.1 SEM 表征31-32
• 2.3.2 所得二维修饰表面的 X-射线粉末衍射(XRD)表征32-33
• 2.3.3 所得二维修饰表面的原子力显微镜(AFM)表征33-34
• 2.3.4 所得二维修饰表面的亲水性测试34-35
• 2.3.5 所得二维修饰表面的蛋白吸附性能测试35
• 2.3.6 所得二维修饰表面的细胞生物学效应35-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 氨基酸作用下聚乳酸基底上羟基磷灰石二维修饰表面的合成及其细胞生物学效应研究38-48
• 3.1 引言38-39
• 3.2 实验部分39-42
• 3.2.1 实验试剂39-40
• 3.2.2 实验仪器40
• 3.2.3 实验方法及测试表征手段40-42
• 3.3 结果与讨论42-47
• 3.3.1 SEM 表征42-43
• 3.3.2 所得二维修饰表面的 X-射线粉末衍射(XRD)表征43-44
• 3.3.3 所得二维修饰表面的原子力显微镜(AFM)表征44-45
• 3.3.4 所得二维修饰表面的亲水性测试45
• 3.3.5 所得二维修饰表面的蛋白吸附性能测试45-46
• 3.3.6 所得二维修饰表面的细胞生物学效应46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 叶酸/碳酸钙无定形杂化纳米棒的仿生合成及抗肿瘤药物靶向传输和可控释放性能研究48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验部分49-53
• 4.2.1 实验试剂49-50
• 4.2.2 实验仪器50
• 4.2.3 实验方法和样品表征50-53
• 4.3 结果与讨论53-60
• 4.3.1 FA/CaCO_3无定形纳米棒的 HRTEM 测试结果53-54
• 4.3.2 FA/CaCO_3纳米棒的 X-射线粉末衍射(XRD)测试结果54-55
• 4.3.3 FA/CaCO_3纳米棒的红外吸收光谱(FT-IR)测试结果55-56
• 4.3.4 FA/CaCO_3无定形纳米棒的热重-差示扫描量热(TG-DSC)测试结果56-57
• 4.3.5 FA/CaCO_3无定形纳米棒的体外药物吸附---释放实验57-58
• 4.3.6 细胞生物学活性实验结果58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 硫酸软骨素调控下羟基磷灰石介孔棒的仿生合成及其抗肿瘤药物靶向传输和可控释性能研究62-76
• 5.1 引言62-63
• 5.2 实验部分63-67
• 5.2.1 实验试剂63-64
• 5.2.2 实验仪器64
• 5.2.3 实验方法及样品测试表征64-67
• 5.3 实验部分67-75
• 5.3.1 CS/HAP 介孔棒的扫描电镜(SEM)测试结果67-68
• 5.3.2 CS/HAP 微米棒的结晶机理研究68-69
• 5.3.3 CS/HAP 微米棒的 X-射线粉末衍射(XRD)测试结果69-70
• 5.3.4 CS/HAP 微米棒和 CS 的红外吸收光谱(FT-IR)测试结果70
• 5.3.5 CS/HAP 微米棒的热重-差示扫描量热（TG-DSC）分析表征70-71
• 5.3.6 CS/HAP 介孔微米棒的 BET-BJH 测试71-72
• 5.3.7 CS/HAP 介孔微米棒的体外药物负载---释放实验72-73
• 5.3.8 细胞生物学活性实验结果73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-86
• 致谢86-88
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录88-89

【参考文献】

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1 蒋毅,尹光福,周大利,张云,王sセ

本文编号：390882