明胶蒙脱土-壳聚糖生物材料的制备及体外生物相容性研究

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时间:2019-05-15

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1、摘要摘要明胶是胶原的部分变性衍生物,是一种亲水性蛋白质,其分子链上带有大量正负电荷,具有两性聚电解质性质;蒙脱土(MMn是一种天然纳米层状硅酸盐,在溶液中大分子链可以插入MMT层间,形成插层复合物。本实验通过溶液插层法,制备了明胶/蒙脱土一壳聚糖(Gel/MMT-CS)新型组织工程生物材料。X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)表征了复合物的微观结构,证实复合物中MMT层间距显著增加,形成了插层结构;并且Gel、CS分子间存在较强的相互作用,形成了聚电解质配合物(PEC)。通过冷冻干燥法制备Gel/MMT-CS三维多孔支架,扫描电镜(SEM)图

2、表明支架孔径均匀,孔隙率高(>90呦,孔径、孔的连通情况符合细胞培养的要求。实验结果表明固含量、预冻温度、MMT含量对Gel/MMT-CS支架的孔结构及性能有很大影响:体系固含量降低,支架厚度、表观密度减小,孔径有所增加,孔壁变薄,通孔率较高,含水率在固含量为3.6%时出现最大值。预冻温度降低使得支架孔径减小,支架厚度降低,含水率降低,表观密度增加。MMT含量较低对,Gen伽T-CS复合支架具有与Gel.CS支架相似的孔形态,MMT含量达到20%时,支架孔形态变得不规则,孔呈叶片状。MMT含量增加,导致支架含水率逐渐降低。降解实验考察了GelmdMT’cS复

3、合膜及支架的水解、酶解规律。由于纳米分散的MMT片层对液体小分子渗透的阻隔,以及对明胶分子链上的部分亲水基团的屏蔽作用,插层复合材料的降解率随着MMT含量增加而下降,降解率可以通过MMT含量调节。力学性能测试表明MMT以纳米尺度分散在复合材料中,可以大幅度改善材料的力学性能,对湿态力学性能也有一定的提高。并且固含量高的Gel/MMT-CS复合支架力学性能较好。本实验选用基质千细胞系,采用体外细胞培养法及MTT测试评价Ge删T-cS插层复合材料的生物相容性。SEM图表明基质干细胞可以在Gel/MMT-CS膜及支架上正常地粘附,生长旺盛,形态与细胞培养板(TCP

4、s)组细胞无差异。MTT试验证明,生长在Gel,MMT.CS膜上的基质干细胞与TCPs组细胞具有同样的增殖趋势,表明了Gel/MMT-CS复合材料对基质干细胞具有良好的生物相容性。关键词:明胶,蒙脱土,壳聚糖,插层,组织工程支架,体外降解,生物相容性ABsTRACTABSTRACTGelatin,whichjsakindofbydrophilieprotein,ispartiallydenaturedderivativeofcollagen.Asanaturalamphotericpolyelectrolyte,avariablenumberofpositi

5、veandnegativechargesfirerandomlylocatedonmolecularchains.Montmorillonite(MMDisal【indofnaturalnano-scalelayeredsilicate.MaeromoleculesinsolutioncaninsertintoMMTlayerstoformtheintercalatedcomposite.Inthispaper,anovelkindofbiomateriaifortissueengineeringbasedongelatin/MMT-chitosan(Gel

6、/MMT-CS)Waspreparedbysolutionintercalationprocess.ThemicrostructurewasinvestigatedbyX—Raydiffraction(XRD)andFouriertransformedinfrared(FT-IR)analysis.TheintercalationstructurewastestifiedthroughtheobviousincreaseofthedistanceofMMTlayersandpolyeleetrolytecomplexes(PEC)wasformedasthe

7、intenseinteractionbetweengelatinandchitosan.Three·-dimensionalporousGel/MMT-CSscaffoldWaspreparedbyfreeze·-dryingtechnique.Scanningelectronmicroscopeimages(SEM)revealedthatthescaffoldspossessedhighporosity(>90%),properporesizeandgoodinter-connection,whichweresuitableforcellsimplant

8、ation.111eresultssuggested

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