改性明膠-聚丙稀酰胺復合水凝膠及其用于軟骨缺損修復的研究.pdf

1、因人口老齡化、運動或意外事故導致的創(chuàng)傷所引發(fā)的關節(jié)軟骨疾病非常常見，嚴重危害到人們的生活。然而，關節(jié)軟骨自身不含血管、淋巴和神經(jīng)，導致其自修復能力相當有限，開發(fā)新的關節(jié)軟骨修復材料顯得尤為重要。明膠基水凝膠因其優(yōu)異的生物相容性、細胞粘附性、生物可降解性和生物活性因子負載能力等特點而廣泛應用于組織工程領域。然而，明膠基水凝膠熱穩(wěn)定性差，在正常生理溫度下不易成型;降解速率過快無法與組織生長速率匹配，以及力學性能難以滿足關節(jié)軟骨修復的需要。<

2、br>　　本論文通過對明膠進行甲基丙烯酸酐(MA)改性，改善明膠水凝膠的熱穩(wěn)定性;采用紫外光引發(fā)自由基聚合的技術，并引入丙烯酰胺(AM)與甲基丙烯酸酐改性明膠（GelMA）共聚，得到力學性能優(yōu)異、降解速率可控的改性明膠/聚丙烯酰胺（GelMA/PAAM）復合水凝膠。主要分為以下三個部分:
　　首先，進行GelMA的合成及GelMA水凝膠的制備與表征。采用接枝反應方法，制備了三種MA取代度（取代度分別為21％、48％和62％）的Ge

3、lMA。通過紫外光引發(fā)自由基聚合分別制備了不同取代度的GelMA水凝膠。熱穩(wěn)定性測試表明GelMA水凝膠能夠在37℃保持良好的穩(wěn)定性。粘彈性測試表明該水凝膠的彈性隨取代度升高而增加。溶脹性和降解實驗結(jié)果表明，水凝膠的溶脹比和降解速率均隨取代度增加而降低，這說明水凝膠的交聯(lián)度隨取代度增加而增加。壓縮測試表明取代度為48％的GelMA水凝膠在37℃的表現(xiàn)最好。綜上，取代度為48％的改性明膠(GelMA48)水凝膠的各項性能優(yōu)異。
　　

4、其次，以GelMA48為主要成分，引入AM單體，制備GelMA/PAAM共聚復合水凝膠。先制備不同GelMA和AM比例的復合水凝膠，通過壓縮測試和微觀結(jié)構篩選得到，當GelMA和AM質(zhì)量比為1∶0.5時，得到的GelMA/PAAM1-05復合水凝膠有較好的壓縮性能和適合細胞生長及組織長入的多孔結(jié)構。然后比較GelMA/PAAM1-0.5復合水凝膠與PAAM水凝膠、GelMA水凝膠的粘彈性、壓縮性能、溶脹性、降解性及其對生物活性因子的固載

5、與釋放能力，結(jié)果表明GelMA/PAAM1-0.5復合水凝膠有良好的壓縮性能（0.38 MPa，75％）和彈性(儲能模量:1000 Pa)、可控的降解速率和生物因子緩釋能力。
　　最后，對GelMA/PAAM1-0.5復合水凝膠進行生物學測試。體外軟骨細胞培養(yǎng)結(jié)果顯示，與該水凝膠共培養(yǎng)的軟骨細胞增殖效果明顯，表明該水凝膠具有很好的細胞粘附性和良好的細胞相容性。通過兔膝關節(jié)缺損模型，考察該復合水凝膠的關節(jié)軟骨缺損的修復能力。結(jié)果顯示