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

1、組織工程(TE)是一個關(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胞間相互作用和成骨細胞外基質(zhì)的形成提供支架，為新組織的形成提供一個良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。這樣的支架對骨再生的應(yīng)用必須滿足一定的標準，包括可以在骨修復(fù)位點提供類似自然骨組織中的機械性能，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，擁有獨一無二的機械、光學(xué)、熱學(xué)、電子學(xué)以及磁力性質(zhì)。由于其獨特的結(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)干細胞(hMSC)在骨再生領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景，但是對于增加MSC的增殖和誘導(dǎo)其分化一直是一個挑戰(zhàn)。
　　本文的工作重點在于將二維和三維石墨烯基底材料進行仿生礦化并且研究其在間充質(zhì)干細胞增殖和分化方面的影響。首先，實驗中利用仿生礦化，形成一種基于石墨烯和納米級的羥基磷灰石

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）對材料拓撲結(jié)構(gòu)的影響，實驗發(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，材料表面被修飾上納米級羥基磷灰石，經(jīng)過生物相容性檢測發(fā)現(xiàn)，該條件修飾的材料對細胞活性影響最小。說明材料具有良好的生物相容性，可以用于細胞培養(yǎng)。實驗中將上述優(yōu)化的材料用于研究對間充質(zhì)干細胞(h