生物礦化的三維石墨烯支架對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和分化的影響研究.pdf

1、組織工程(TE)是一個(gè)關(guān)注化學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)、生命和臨床科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用，用于解決重要的健康問題的科學(xué)，如組織損失和器官衰竭等問題。骨組織工程中最關(guān)鍵的部分是可以為細(xì)胞間相互作用和成骨細(xì)胞外基質(zhì)的形成提供支架，為新組織的形成提供一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。這樣的支架對(duì)骨再生的應(yīng)用必須滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)，包括可以在骨修復(fù)位點(diǎn)提供類似自然骨組織中的機(jī)械性能，生物相容性和生物降解的速度要符合使用的要求等。石墨烯，一種碳納米材料，是以六角形蜂

2、巢晶格為單位而形成的單層碳原子，擁有獨(dú)一無(wú)二的機(jī)械、光學(xué)、熱學(xué)、電子學(xué)以及磁力性質(zhì)。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)在骨組織工程領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。而人的間充質(zhì)干細(xì)胞(hMSC)在骨再生領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景，但是對(duì)于增加MSC的增殖和誘導(dǎo)其分化一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。
　　本文的工作重點(diǎn)在于將二維和三維石墨烯基底材料進(jìn)行仿生礦化并且研究其在間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和分化方面的影響。首先，實(shí)驗(yàn)中利用仿生礦化，形成一種基于石墨烯和納米級(jí)的羥基磷灰石

3、顆粒組成的典型的混合支架。并且探索不同濃度HCO3–（5，10，15和20mM）對(duì)材料拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著HCO3–濃度的增加，材料表面發(fā)生改變，從光滑的片層形狀，到納米顆粒形狀，再到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在10SBF溶液中HCO3–濃度在10 mM時(shí)，材料表面被修飾上納米級(jí)羥基磷灰石，經(jīng)過生物相容性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該條件修飾的材料對(duì)細(xì)胞活性影響最小。說明材料具有良好的生物相容性，可以用于細(xì)胞培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)中將上述優(yōu)化的材料用于研究對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞(h