检索结果-南通市图书馆

作者：苏玉雯苏州大学

学位级别：硕士

将活性药物成分或其他生物活性物质分散并包埋在惰性载体中,能够在加工与储藏过程中保护有效成分活性、提升药物生物利用度、调控有效成分在体内的释放过程。喷雾干燥技术能够高效、快速地将含有生物活性物质与保护载体的进料液转化为粉... 详细信息

将活性药物成分或其他生物活性物质分散并包埋在惰性载体中,能够在加工与储藏过程中保护有效成分活性、提升药物生物利用度、调控有效成分在体内的释放过程。喷雾干燥技术能够高效、快速地将含有生物活性物质与保护载体的进料液转化为粉体,而保护载体的组成以及粉体的颗粒特性可影响生物活性颗粒的功能性,明确喷雾干燥中载体材料与生物活性物质的相互作用机理,理解雾化液滴在干燥过程中的颗粒形成行为,有助于实现功能性生物颗粒的按需设计。然而,喷雾干燥过程中,数亿雾化液滴同时在塔内干燥,难以对单一液滴的连续变化过程进行监测与研究,在本研究中,采用单液滴干燥与测量技术,在模拟喷雾干燥条件下对含有生物活性物质或保护载体的单一液滴的干燥过程进行研究,监控液滴的干燥动力学、形貌变化以及不同干燥阶段的活性变化,研究不同生物活性颗粒的颗粒形成机理,并依此优化喷雾干燥。首先研究活性益生菌粉体制备过程,以乳酸菌鼠李糖乳杆菌GG（LGG）作为模型菌株,采用单液滴干燥技术监控干燥过程中LGG的活性变化历程,再应用均一粒径喷雾干燥技术制备LGG粉体,表征粉体颗粒特性及粉体中LGG的活性和生长能力,分别研究保护载体材料和菌体预适应处理对喷雾干燥后LGG存活率的影响。分别在乳糖与海藻糖两种基质载体中加入抗氧化剂或钙离子作为保护组分,研究载体组分作用机制,结果显示,加入0.5%（w/w）的维生素C或EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）,LGG活性仅在添加有EGCG的粉体中出现明显提升,从4%增加至约12%,说明降低菌体在干燥过程中的氧化损伤有助于保护菌体活性,但实际保护效果具有抗氧化剂特异性;而加入1 mM氯化钙,可将LGG存活率从5%提升至约30%,且不显著改变粉体颗粒特性,说明钙离子的保护作用来源于其与LGG细胞之间的相互作用。为明确乳酸菌耐受性对喷雾干燥粉体中LGG存活率的影响,通过改变乳酸菌培养条件及与保护载体的混合方式,培养高耐受性菌细胞,结果显示,将LGG培养温度从37℃提升至42℃,可将LGG存活率提升约1倍,而混菌过程中对LGG进行一定热休克处理,可将存活率提升至约80%。结果表明,保护载体可通过调控乳酸菌对不利因素的耐受性来提升喷雾干燥后的存活率,而乳酸菌作为一类特殊的生物活性物质,自身生物特性是决定粉体功能性的关键因素之一。由于众多活性药物成分具有疏水特性,干燥制粉过程需要采用有机溶剂完成,为明确不同溶剂在干燥相同固相组分时的液滴干燥动力学、颗粒形成过程及干颗粒微观结构影响,本课题建立了一种新型单液滴干燥技术,对单一溶剂液滴和复合溶剂液滴的干燥过程进行定量研究,考察了复杂干燥过程——反溶剂蒸气干燥中溶剂吸收、干燥与颗粒形成间的关系。结果显示,复合溶剂液滴呈现由易挥发溶剂至难挥发溶剂的分阶段干燥过程,依据复合溶剂的组成不同,药物载体液滴的颗粒形成过程与干颗粒表面形貌出现较大区别,不良溶剂占比增加导致颗粒表面的褶皱显著增多。反溶剂蒸气干燥过程是在干空气中混入反溶剂蒸气作为干燥介质,液滴边干燥边吸收反溶剂蒸气,干燥与吸收速率取决于初始液滴中的原溶剂特性、反溶剂特性以及二者的互溶性,在乙醇馏分的控制下,干燥后期经历一个平衡阶段,液滴温度保持在乙醇湿球温度附近,最终干颗粒的形貌受液滴内乙醇摩尔分数控制,呈现海胆状、交联网状、均一无定形微球等,颗粒尺寸由2μm至100 μm不等。本课题基于活性乳酸菌粉体制备与有机溶剂液滴干燥两个体系,分别研究了保护载体、活性物质自身特性、溶剂组分以及气流组分对多组分生物活性颗粒制备过程的影响,明确了不同载体材料和不同预适应方式对乳酸菌耐受性的提升效果,为生产高活性乳酸菌粉末提供了有效途径;改进了单液滴干燥技术,拓展了该技术在有机溶剂液滴干燥研究中的应用,反溶剂蒸气干燥法对制备1-2 μm的亚微米级药物颗粒具有重要意义。

关键词：单液滴干燥喷雾干燥活性干益生菌生物活性颗粒有机溶液反溶剂蒸气干燥

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硅纳米活性颗粒/明胶复合支架构建组织工程骨及修复小鼠骨缺损的研究

硅纳米活性颗粒/明胶复合支架构建组织工程骨及修复小鼠骨缺损的...

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作者：黎中雪西南大学

学位级别：硕士

研究背景:目前临床上对骨修复材料的需求日益增长,组织工程骨相较于自体骨,具有来源广泛,可避免获取自体骨时对患者造成二次伤害,且尺寸可控等优势;相较于同种异体骨,组织工程骨成骨活性更高,骨修复能力更高。理想的移植材料应具有与自... 详细信息

研究背景:目前临床上对骨修复材料的需求日益增长,组织工程骨相较于自体骨,具有来源广泛,可避免获取自体骨时对患者造成二次伤害,且尺寸可控等优势;相较于同种异体骨,组织工程骨成骨活性更高,骨修复能力更高。理想的移植材料应具有与自体骨相似的力学特征,并且能促进成骨细胞的分化,在缺损处作为新生骨、血管及软组织生长的临时支架。组织细胞外基质的主要成分为胶原蛋白,具有良好的生物相容性、生物降解性和无毒性,可以被许多细胞类型识别和粘附,已被广泛应用于组织工程支架材料和药物载体的研究中。天然有机高分子-明胶是胶原蛋白的水解形式,而单纯的明胶力学特性差,在体内过快地降解,达不到理想骨移植材料的标准,因此需要添加无机材料组成复合物满足强度需求,同时添加交联剂使其更稳定。硅基生物材料作为一种无机材料,具有较好生物相容性,因此研究很普遍,已被用于骨再生、血管生成、药物递送等相关研究。在研究的生物玻璃中已经证明硅能促进成骨细胞的成骨分化,但是单纯的二氧化硅不具有体外生物活性,浓度过高会抑制细胞的活性,需要添加体外矿化不可缺少的物质——钙。而如何将二者结合,同时结合物影响成骨作用如何还缺乏研究。明胶和硅基生物材料在物理、化学特性方面具有很强的互补性,利用目前的技术将明胶和硅基材料整合成复合材料,作为骨组织工程支架材料将可能具有一定的优势。同时,通过构建材料表面的组成和地质形貌会影响细胞的吸附、增殖和分化。复合材料的多孔结构有利于细胞与胞外离子、营养物质的交换,研究表明,当材料的孔隙率到达60%以上有利于骨再生。在纳米尺度表面粗糙度对成骨细胞有明显影响,具有促成骨作用,抑制成纤维细胞初始黏附。传统复合材料的组成相在微米尺度上相互作用,这可能导致溶解过程中两者不同的吸收速率,导致体内物质的不稳定性。若是组成相在纳米尺度上发生化学作用,形成Ⅱ类杂化材料,就能控制复合材料的降解率和机械性能等参数。研究目的为解决上述问题,本研究中采用非溶胶-凝胶法,将Si O与Ca(OH)制作成纳米尺寸的生物活性颗粒(Bioactive Particles,BPs),采用Ⅱ类杂化的方式,使明胶与BPs通过共价键的方式形成稳定的连接。有机成分提高材料的生物相容性、增加材料的韧性、也作为无机纳米颗粒的附着物,无机成分提高材料的硬度,促进成骨分化;两种成分之间具有协同效应。通过调整两者的比例,优化材料的机械性能、生物活性以及物理表征,使其利于接种种子细胞而用于构建组织工程骨,发挥促成骨作用实现骨缺损的修复。研究方法1、材料的物理表征:采用溶胶—凝胶法制作纳米尺径的BPs,调整颗粒与明胶的比例,制作4种比例的材料—BPs/gel-0%、BPs/gel-20%、BPs/gel-50%、BPs/gel-100%。扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)检测材料孔径分布、颗粒分布和体外矿化的能力,接触角实验测试材料的亲水性,力学试验机检测材料的机械性能,电感耦合等离子体发射光谱仪(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer ICP-OES)检测材料中钙和硅的释放。2、体外细胞实验:系列浓度梯度的BPs和4种复合材料分别与小鼠MSCs共培养,CCK-8检测BPs和复合材料对MSCs生长、黏附的影响,RT-PCR检测成骨诱导能力,共聚焦观察细胞在材料上的分布情况。3、体内骨缺损实验:将4种复合材料构建的组织工程骨植入骨缺损模型的C57小鼠体内,Micro-CT检测成骨情况,结合细胞实验以及材料的力学特征讨论实验结果。4、材料中BPs的成骨机制初步探究:将细胞接种到材料上,添加不同的通路抑制剂,检测BPS是否通过Wnt/β-catenin、P38MAPK、PI3K影响细胞成骨分化。实验结果:1、材料物理特征的实验结果显示,材料的物理特征同明胶与BPs的比例密切相关。SEM结果显示,材料的孔径随着BPs比列的升高孔径分布得越密集;在力学实验中,BPs能明显的改善材料的机械特性;接触角的实验结果则显示,明胶能增加材料的亲水性。2、BPs和复合材料分别同细胞共培养,利用CCK-8试剂在不同时间点检测BPs和复合材料对细胞的吸附、增殖情况,其结果显示,BPs含量越高,复合材料对细胞的吸附能力越强,但是对细胞的增殖无明显的影响。RT-PCR结果表明,浓度为4μg/ml的BPs能促进MSCs的成骨分化,浓度过高——超过4μg/ml可能会出现抑制分化的情况。3、体内成骨实验出现了与体外细胞实验不同的结果,Micro-CT显示BPs含量最高的一组—BPs/gel-100%支架能促进缺损处形成连续的呈闭合状态的新生皮质骨,并且CTVox数据表明,该组支架在骨缺损处形成的骨组织最丰富,说明BPs/gel-100%体

关键词：组织工程骨生物活性颗粒硅复合材料

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硅纳米颗粒诱导小鼠间充质干细胞成骨分化和迁移的体外研究

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生物骨科材料与临床研究 2021年第5期18卷 6-11页

作者：黎中雪周江玲彭威侯天勇陆军军医大学第一附属医院骨科重庆400038

目的通过溶胶-凝胶法合成纳米尺径的硅基生物活性颗粒(SBPs),检测其对间充质干细胞(MSCs)成骨分化和迁移的作用。方法通过溶胶-凝胶法合成SBPs,通过扫描电镜和ZATA电位分析仪检测颗粒的物理特征。在培养基中添加SBPs配置成系列浓度的条... 详细信息

目的通过溶胶-凝胶法合成纳米尺径的硅基生物活性颗粒(SBPs),检测其对间充质干细胞(MSCs)成骨分化和迁移的作用。方法通过溶胶-凝胶法合成SBPs,通过扫描电镜和ZATA电位分析仪检测颗粒的物理特征。在培养基中添加SBPs配置成系列浓度的条件培养基,检测不同浓度的SBPs对小鼠MSCs增殖、成骨分化和迁移的影响。结果SBPs的平均直径为134.3 nm,并且呈均匀分散球形颗粒。不同浓度的SBPs对MSCs增殖无影响;但4μg/mL的SBPs对细胞成骨分化有明显的促进作用;高浓度(>16μg/mL)的SBPs抑制MSCs的成骨分化;4μg/mL的SBPs对MSCs有明显的促进迁移的作用。结论在适宜浓度范围内(1~4μg/mL),SBPs具有促成骨作用和诱导MSCs迁移,未来可能被用来与其他生物材料复合制备新型的骨移植材料。

关键词：组织工程骨生物活性颗粒硅成骨诱导

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