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基于丝素/胶原/羟基磷灰石仿生骨材料的多维结构及其性能

论文摘要

目的体外构建丝素蛋白（silk fibroin,SF）、Ⅰ型胶原（type Ⅰ collagen,Col-I）和羟基磷灰石（hydroxyapatite, HA）共混体系制备二维复合膜和三维仿生支架,研究其理化性质和生物相容性,探讨其在组织工程支架材料中应用的可行性。方法通过在细胞培养小室底部共混SF/Col-I/HA以及低温3D打印结合真空冷冻干燥法制备二维复合膜及三维支架。通过机械性能测试、电子显微镜和Micro-CT检测材料的理化性质,检测细胞的增殖评估其生物相容性。结果通过共混和低温3D打印获得稳定的二维复合膜及三维多孔结构支架;力学性能具有较好的一致性,孔径、吸水率、孔隙率和弹性模量均符合构建组织工程骨的要求;支架为网格状的白色立方体,内部孔隙连通性较好; HA均匀分布在复合膜中,细胞黏附在复合膜上,呈扁平状;细胞分布在支架孔壁周围,呈梭形状,生长及增殖良好。结论利用SF/Col-I/HA共混体系成功制备复合膜及三维支架,具有较好的孔连通性与孔结构,有利于细胞和组织的生长以及营养输送,其理化性能以及生物相容性符合骨组织工程生物材料的要求。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料
  •   1.2 复合膜及其支架的制备
  •     1.2.1 SF制备
  •     1.2.2 Col-I蛋白制备
  •     1.2.3 SF/Col-I/HA复合膜和复合支架制备
  •   1.3 复合膜及支架的理化性能检测
  •     1.3.1 复合膜及支架吸水率测定
  •     1.3.2 扫描电镜、Micro-CT扫描观察及有限元分析
  •     1.3.3 三维建模及有限元分析
  •     1.3.4 复合膜及支架力学性能检测
  •   1.4 MC3T3-E1细胞与复合膜及支架复合培养
  •   1.5 复合膜和三维支架上MC3T3-E1细胞的增殖和形态学观察
  • 2 结果
  •   2.1 复合膜及支架的大体及其微观形态观察
  •   2.2 支架有限元分析
  •   2.3 复合膜及三维支架力学性能
  •   2.4 SEM观察细胞在复合膜及支架表面的形态
  •   2.5 HE观察细胞在复合支架表面的形态
  •   2.6 MTT检测复合支架上的成骨细胞增殖
  • 3 讨论与结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 程威,张扬,宋秀钢,林祥龙,刘洋,李瑞欣,徐云强,张西正

    关键词: 仿生骨材料,复合膜,三维支架,多维结构,生物相容性

    来源: 医用生物力学 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 医药卫生科技

    专业: 生物医学工程

    单位: 天津医科大学总医院骨科,天津医科大学研究生院临床医学系,军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所,天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津市口腔医院中心实验室

    基金: 国家自然科学基金项目(31470935,11432016)

    分类号: R318.08

    DOI: 10.16156/j.1004-7220.2019.06.009

    页码: 623-630

    总页数: 8

    文件大小: 569K

    下载量: 214

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/97d8fc4635a7ffa59d25256c.html