【摘 要】
:
骨骼是人体中较为坚硬的部分,主要负责为肌肉的活动提供机械支持。在骨细胞的细胞外基质(ECM)中存在独特的磷酸钙矿物质成分,该成分可以增强骨骼组织强度并起到支撑作用。然而当骨骼遭受损伤时,自身骨组织无法自主恢复,此时人工设计具有修复功能的生物材料就十分必要。因为它们可以提供类似细胞外基质的环境来促进细胞的生长分化,进一步促进骨组织的修复。现在研究较为广泛的生物材料主要是有机/无机复合材料,有机材料部
论文部分内容阅读
骨骼是人体中较为坚硬的部分,主要负责为肌肉的活动提供机械支持。在骨细胞的细胞外基质(ECM)中存在独特的磷酸钙矿物质成分,该成分可以增强骨骼组织强度并起到支撑作用。然而当骨骼遭受损伤时,自身骨组织无法自主恢复,此时人工设计具有修复功能的生物材料就十分必要。因为它们可以提供类似细胞外基质的环境来促进细胞的生长分化,进一步促进骨组织的修复。现在研究较为广泛的生物材料主要是有机/无机复合材料,有机材料部分主要为具有良好生物相容性的多糖、蛋白质、多肽等聚合物,为成骨细胞提供类细胞外基质的环境。无机部分主要为磷酸钙(Ca P),用于增强凝胶的机械性能并发挥成骨诱导功能。基于该思路设计的生物材料不仅可以为细胞生长提供适宜的环境而且可以通过外源添加诱导因子促进成骨诱导。因此该类生物材料在再生医学领域和组织工程领域有广泛的应用前景。本文以自组装的两亲性多肽为有机材料部分,通过外源添加磷酸钙的方式,使磷酸钙分布于多肽纤维表面,并加入功能化肽来构建两亲性肽/功能化肽/磷酸钙的复合水凝胶材料。以该材料作为小鼠前成骨细胞的培养支架,研究其对细胞生长分化能力的影响。首先,设计并合成了富含谷氨酸(E)的两亲性多肽:Ac-IIIIISEE-NH2(I5SE2)和Ac-IIIIIESE-NH2(I5ESE)。其次,主要通过圆二色光谱、原子力显微镜、透射电镜以及流变仪等研究了多肽的自组装行为以及pH值、盐离子、磷酸钙对组装体二级结构、形貌以及成胶性能的影响。然后构建了两亲性肽/功能化肽/磷酸钙复合水凝胶材料,并通过扫描电镜、透射电镜来考察磷酸钙的尺寸形貌并分析I5SE2和I5ESE对磷酸钙生长的影响。最后利用该材料进行了细胞培养实验,通过Calcein-AM/PI双染实验、MTT实验、ALP活性实验、骨钙素浓度等实验来考察材料的生物相容性和促进细胞生长分化的能力。通过实验研究我们得到以下结果和结论性认识。(1)对多肽组装行为研究发现,pH对多肽溶解性有较大影响,pH 7.0时,两条多肽组装体二级结构都为β-sheet构型。随着pH值升高,I5SE2结构变为无规卷曲,且自组装体纤维高度逐渐降低;而I5ESE仍然为β-sheet构型,且多肽纤维高度没有发生改变。Na+、Cl-和H2PO4-的加入对多肽的组装结构和形貌不会产生太大影响。而Ca2+、Ca P的加入会明显引起多肽纤维的聚集,溶液迅速成胶变浑浊,说明钙离子通过与谷氨酸侧链羧基结合后在多肽纤维之间发挥桥联作用,令纤维交联聚集形成凝胶网络。(2)AFM和流变实验发现功能化肽PFSSTKT的加入促进了两亲性肽的交联聚集,改善了成胶性能,也说明功能化肽与两亲性肽以共组装的形式存在。向共组装结构中加入磷酸钙后弹性模量可以高达15.0 k Pa,验证磷酸钙对溶液成胶起到了正向作用。另外在多肽存在的条件下,磷酸钙由直径100 nm左右的球形颗粒变为10-30 nm左右的小颗粒,这更有利于增强细胞的活性和增殖率。(3)通过Calcein-AM/PI双染实验和MTT实验证明了该材料具有良好的生物相容性。并且细胞迁移实验证明了该材料可以提供类似细胞外基质的3D培养环境。最后ALP活性实验和骨钙素浓度实验不仅证明了功能化肽能够在凝胶体系中发挥功能,还证明了经过多肽纤维调控的磷酸钙在增强细胞活性方面也发挥着重要作用。
其他文献
近年来丙烯产能扩张速度放缓,丙烯供应不足,而与之相反的是,丙烯下游产品需求旺盛,导致出现丙烯供不应求的局面。以富余的C4烯烃和富含乙烯的催化裂化干气为原料,通过烯烃歧化反应增产丙烯是可选途径之一。本文以纯1-丁烯和纯乙烯为原料,以MCM-41介孔材料为载体研究了载体酸性质,钨负载量,反应温度、预处理气氛等反应条件以及不同的制备方法对钨基催化剂烯烃歧化性能的影响,为1-丁烯和乙烯歧化催化剂的设计与改
裂解C9馏分是烃类裂解生产乙烯过程中的重要副产物,其中含有较多的芳烃,具有较高的辛烷值,加氢精制后是一种良好的高辛烷值汽油调和组分。论文选用工业Al2O3载体,浸渍镁和铈制备改性Al2O3载体;采用硝酸镍等体积浸渍法制备镁和铈改性的Ni/Al2O3催化剂。对所制备的两个系列催化剂采用XRD、NH3-TPD、NH3-TPR、Py-IR等表征方法进行了分析表征,以石脑油稀释的裂解C9为原料,在10 m
随着科技社会的飞速发展以及人们对高生活水平的追求,传统的石化能源已经不能满足日益增长的需要,所以寻求一种高效、清洁、可替代的能源及存储设备是解决此类问题的关键。在众多的储能设备中,超级电容器因其具有较强的充放电能力、良好的循环稳定性、较高的功率密度、较低的成本以及环境友好性等优点脱颖而出,而选择一种适宜的电极材料则是推动超级电容器发展的关键因素。其中,过渡金属硫化物由于其独特的结构、较高的导电性和
清洁能源的使用是未来能源发展的大趋势,对柴油的硫、氮含量和十六烷值也提出了更高的要求。非负载催化剂具备很强的加氢活性但开环选择性较差,将具备酸性组分的分子筛与非负载催化剂组合,采取不添加水的固相反应法制备出的双功能催化剂具备很好的应用前景。本文考察了固相反应法制备条件对ZSM-5分子筛的影响,发现合成的分子筛的最佳晶化时间为36 h,结晶度可达87.67%;随着硅铝比的增加,总酸量和B酸含量明显减
随着汽车产业的迅速发展和世界范围内对车用燃油品质要求的不断提高,对高辛烷值清洁汽油调和组分的需求逐年增加。将轻汽油馏分进行临氢芳构化,既可以生产高辛烷值汽油调和组分,也可以生产需求量较大的BTX芳烃(苯、甲苯、二甲苯)。本论文以硅铝比50的HZSM-5分子筛和氢氧化铝为主要原料,采用混捏法制备HZSM-5催化剂,等体积浸渍法分别制备不同Mg O、Ni O和Zn O含量的Mg/HZSM-5、Ni/H
多肽药物所具有的较高的生物相容性,较高的选择性等特点,是传统化疗药物所不可比拟的优势,但是同时也存在半衰期较短,易降解,作用浓度较高等缺陷。因此对药物分子的修饰以及自组装以提高其治疗效率已成为临床上重要的手段。由于亲水药物的脂质化可以增加药物对细胞膜的穿透性,同时脂化分子也具有较好的组装能力,所以本课题对亲水性抗癌肽酪丝缬肽(Tyrosine-Serine-Valine,YSV)进行脂质化修饰,设
电解水制氢催化剂中,过渡金属化合物,尤其是钼基化合物,由于价格低、储量大及化学稳定性好,具有替代贵金属催化剂的潜在能力,但其电催化析氢性能仍需进一步提升。本论文以钼基化合物为研究对象,通过各类掺杂方式调控钼基催化剂的电子结构以实现高效析氢。论文采用自模板法和水热法分别制备了镍钼双金属催化剂、钴钼双金属催化剂及不同程度硫掺杂的钴钼氧化物催化剂,并以催化剂的析氢过电位为评价指标,优化合成条件及煅烧条件
针状焦是制备石墨电极和锂电负极的主要材料,针状焦的品质影响着其后续制品的品质。而国内针状焦质量较国外优质针状焦相比存在着一定的差距,如何提高针状焦品质,改善针状焦成焦特性很有必要。本文研究了不同馏分组成对针状焦的热膨胀系数、可石墨化度等成焦特性的影响,具有重要的理论与现实意义。本论文以油浆及其馏分油和残渣油为原料,在相同实验条件下,分别进行馏分油与残渣油单独炭化及馏分油及残渣油与油浆循环共炭化,考
SiO2/C是一种颇具前景的下一代锂离子电池负极材料。在制备该复合材料的诸多原料中,稻壳展现出显著优势,这是因为它量大价廉,且同时含有SiO2和C。然而,以稻壳制备该复合材料的现有研究需要采用有害/较贵的化学品,或繁琐的操作步骤,使其工业化应用较为困难。探索具有工业化应用前景的方法制备稻壳基高储锂性能SiO2/C,是需要解决的重要课题。本研究提出了部分脱灰—气体活化工艺,将稻壳制取生物油的副产物—