探究TiO_2纳米管表面细胞外基质构建及其生物相容性

更新时间:2024-01-26 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:钛及其合金具有良好的机械性能、抗腐蚀性能及生物相容性,作为生物医用金属材料被较广泛地运用于制备植介入器械和人工器官。有探讨表明Ti02纳米管表面的拓扑结构能够推动细胞的粘附、增殖并诱导其分化,该结构也能刺激细胞分泌较多的细胞外基质,体现出优良的生物相容性。细胞自分泌的细胞外基质含有对细胞粘附、生长、增殖有推动作用的多种活性因子,由此将Ti02纳米管的拓扑结构与细胞自分泌的细胞外基质相结合运用于表面改性,能赋予材料表面优异的生物学性能。本论文运用阳极氧化的策略在纯钛表面成功地制备TiO2纳米管,通过扫描电子显微镜(SEM)观察TiO2纳米管的表面形貌,表明运用阳极氧化法能够制备出大小均一、排列整齐的TiO2纳米管,这些纳米管垂直于钛基排列,管径随着电压的增大而增大;X射线衍射(XRD)浅析表明经过热处理后的Ti02纳米管为锐钛矿与金红石的混合晶型;静态接触角结果显示TiO2纳米管是一种超亲水性表面,其接触角小于10°;细胞评价实验表明本探讨制备的TiO2纳米管均不利于内皮细胞的粘附和增殖,但是对人脐动脉平滑肌细胞的粘附和增殖体现出一定的推动作用,其中在管径为30nm的TiO2纳米管表面平滑肌细胞有最为显著的推动作用。选取孔径为30nm的TiO2纳米管作为构建细胞外基质的基底材料,采取脱细胞的策略,在其表面构建平滑肌细胞自分泌的细胞外基质以来实现对TiO2纳米管的进一步生物化改性。采取免疫荧光染色的策略观察脱细胞前后样品表面变化,探讨表明脱细胞法能够将细胞全部脱去,没有细胞碎片有着;通过免疫荧光染色探讨发现,脱细胞后的TiO2纳米管表面含有层粘连蛋白、纤维连接蛋白、Ⅳ型胶原成分;采取扫描电子显微镜和原子力显微镜观察构建细胞外基质前后样品表面的形貌变化,证明细胞外基质是一种交联的网络状多孔结构,具有较大的表面粗糙度:傅里叶红外光谱结果显示构建细胞外基质后的样品表面均体现出蛋白质的特点基团酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带基团;X光电子能谱仪浅析表明构建细胞外基质后的样品表面出现了氮元素的结合能,这可能来源于细胞外基质成分中的蛋白质等生物分子;构建细胞外基质后的纯钛和TiO2纳米管表面的水接触角增加,亲水性降低。体外人脐静脉内皮细胞和人脐动脉平滑肌细胞实验结果表明,构建细胞外基质后的TiO2纳米管表面内皮细胞的粘附与增殖能力得到了提升,显著优于未构建细胞外基质的TiO2纳米管表面和纯钛表面,内皮细胞的形态与体内内皮细胞形态相似。在沉积细胞外基质的TiO2纳米管表面,人脐动脉平滑肌细胞的粘附与增殖与未构建细胞外基质的TiO2纳米管表面基本上相同。这说明在TiO2纳米管表面构建平滑肌细胞外基质后,具有良好的促内皮细胞粘附与增殖的作用。由此,在TiO2纳米管表面构建细胞自分泌的细胞外基质是改善钛表面生物相容性的有效生物化改性策略。关键词:TiO_2纳米管论文细胞外基质论文脱细胞法论文人脐静脉内皮细胞论文生物相容性论文
本论文由www.808so.com摘要6-8
Abstract8-13
第1章 绪论13-27
1.1 生物医用材料及生物相容性13-15
1.1.1 生物医用材料概述13-14
1.1.2 生物相容性14-15
1.2 生物材料表面改性15-19
1.2.1 生物材料表面改性策略15-16
1.2.2 生物材料的表面改性探讨16-19
1.3 基于细胞外基质成分的生物化表面改性19-22
1.3.1 生物材料表面固定细胞外基质成分19-21
1.3.2 材料表面构建细胞外基质21-22
1.4 钛基材料表面TiO_2纳米管构建探讨22-25
1.4.1 钛基材料表面TiO_2纳米管制备22-24
1.4.2 具有TiO_2纳米管材料运用于生物材料的探讨24-25
1.5 本论文的探讨作用及探讨内容25-26
1.6 技术路线26-27
第2章 TiO_2纳米管的制备及其表征27-41
2.1 实验材料、试剂及仪器27-28
2.1.1 实验材料及试剂27-28
2.1.2 实验仪器28
2.2 实验策略28-31
2.2.1 钛片的预处理28-29
2.2.2 阳极氧化29
2.2.3 热处理29
2.2.4 TiOs纳米管表征29-30
2.2.5 人脐静脉内皮、平滑肌细胞体外培养及传代30-31
2.2.6 TiO_2纳米管生物相容性评价31
2.3 结果与讨论31-39
2.3.1 TiO_2纳米管表面SEM形貌浅析31-32
2.3.2 TiO_2纳米管制备前后XRD图谱浅析32-33
2.3.3 TiO_2纳米管制备前后接触角结果浅析33-35
2.3.4 TiO_2纳米管制备前后内皮细胞免疫荧光染色及CCK-8结果浅析35-36
2.3.5 TiO_2纳米管制备前后平滑肌细胞免疫荧光染色及CCK-8结果浅析36-38
2.3.6 TiO_2纳米管制备前后平滑肌细胞SEM形貌浅析38-39
2.4 讨论39-40
2.5 小结40-41
第3章 TiO_2纳米管表面细胞外基质构建及其表征41-52
3.1 实验材料、试剂及仪器41
3.1.1 实验材料及试剂41
3.1.2 实验仪器及器皿41
3.2 实验策略及原理41-43
3.2.1 实验原理41-42
3.2.2 实验策略42-43
3.3 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后实验结果与讨论43-49
3.3.1 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后免疫荧光染色43-44
3.3.2 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后SEM形态44
3.3.3 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后FTIR谱图浅析44-45
3.3.4 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后XPS图谱浅析45-47
3.3.5 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后接触角结果浅析47
3.3.6 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质前后AFM检测结果浅析47-49
3.3.7 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质后Ⅳ型胶原、FN及LN的免疫荧光染色结果与浅析49
3.4 讨论49-50
3.5 小结50-52
第4章 TiO_2纳米管表面构建细胞外基质后细胞相容性探讨52-60
4.1 实验所用仪器和试剂52
4.1.1 实验所用仪器52
4.1.2 实验所用试剂52
4.2 实验策略及原理52-53
4.2.1 实验策略52-53
4.2.2 实验原理53
4.3 结果与浅析53-57
4.3.1 沉积细胞外基质后的TiO_2纳米管表面内皮细胞粘附的免疫荧光染色及CCK-8结果与浅析53-55
4.3.2 沉积细胞外基质后的TiO_2纳米管表面平滑肌细胞粘附的免疫荧光染色及CCK-8结果与浅析55-57
4.4 讨论57-59
4.5 小结59-60
结论60-61
致谢61-62
参考文献62-70
硕士论文期间发表的论文70

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