Nghiên cứu hydrogel composite định hướng tái tạo xương - TS. Nguyễn Tiến Thịnh
Nghiên cứu điều chế hydrogel composite từ gelatin, chitosan, alginate và chondroitin sulfate định hướng tái tạo xương hiệu quả cao.
Hóa Hữu cơ
Luan An
Luận án Tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
169
Thời gian đọc
26 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tóm tắt nội dung
I.Tổng quan Hydrogel Composite cho Tái tạo Xương
Nghiên cứu tập trung phát triển vật liệu y sinh tiên tiến cho tái tạo xương. Khiếm khuyết xương là một vấn đề y tế lớn. Hydrogel composite nổi lên như giải pháp hứa hẹn. Chúng cung cấp cấu trúc hỗ trợ và môi trường phù hợp cho sự phát triển của xương mới. Phương pháp điều chế in situ cho phép tạo gel trực tiếp tại vị trí tổn thương. Điều này mang lại lợi ích đáng kể trong phẫu thuật. Vật liệu này có thể lấp đầy các khoảng trống không đều. Chúng phù hợp với nhiều loại khiếm khuyết xương khác nhau. Các hydrogel composite được thiết kế để có khả năng sinh tương thích cao. Chúng cũng có khả năng phân hủy sinh học theo thời gian. Mục tiêu cuối cùng là hỗ trợ quá trình chữa lành tự nhiên của cơ thể. Nghiên cứu này khám phá sự kết hợp của các polymer tự nhiên. Cụ thể là Gelatine, Chitosan, Alginate và Chondroitin Sulfate. Biphasic calcium phosphate (BCP) cũng được tích hợp. Sự kết hợp này nhằm tối ưu hóa đặc tính cơ học và sinh học của vật liệu. Qua đó, tăng cường hiệu quả tái tạo xương.
1.1. Nhu cầu vật liệu tái tạo xương
Tái tạo xương là lĩnh vực quan trọng trong y học. Các chấn thương, bệnh lý xương gây ra khiếm khuyết xương. Chúng cần các giải pháp hiệu quả để phục hồi chức năng. Vật liệu cấy ghép truyền thống có hạn chế. Ghép xương tự thân gây thêm tổn thương. Ghép xương dị loại tiềm ẩn nguy cơ miễn dịch. Do đó, nhu cầu về vật liệu sinh học mới rất lớn. Vật liệu này cần an toàn, hiệu quả và dễ ứng dụng. Chúng phải có khả năng tương tác tốt với mô sống. Đồng thời thúc đẩy quá trình hình thành xương. Nghiên cứu tập trung vào việc đáp ứng nhu cầu này. Phát triển hydrogel composite là một hướng đi chiến lược.
1.2. Vai trò Hydrogel Composite trong y sinh
Hydrogel composite là vật liệu đa chức năng. Chúng kết hợp các đặc tính của hydrogel và vật liệu gia cường. Khả năng giữ nước cao của hydrogel tạo môi trường giống mô tự nhiên. Điều này thúc đẩy sự sống sót và phát triển của tế bào. Việc bổ sung các hạt nano hoặc vi mô (như BCP) cải thiện độ bền cơ học. Chúng cũng tăng cường khả năng dẫn xương. Hydrogel composite có thể được thiết kế để giải phóng thuốc. Chúng có thể cung cấp các yếu tố tăng trưởng tại chỗ. Điều này hỗ trợ quá trình tái tạo. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật mô, vận chuyển thuốc. Đặc biệt, chúng rất tiềm năng trong tái tạo mô xương.
1.3. Ưu điểm phương pháp in situ
Kỹ thuật tạo gel in situ mang lại nhiều ưu điểm. Vật liệu được tiêm vào cơ thể ở dạng lỏng. Sau đó, chúng đông cứng thành gel tại chỗ. Quá trình này không yêu cầu phẫu thuật phức tạp. Nó giảm thiểu xâm lấn. Vật liệu in situ có thể lấp đầy các hình dạng không đều của khiếm khuyết. Chúng tạo sự tiếp xúc tốt với mô xung quanh. Điều này tối ưu hóa sự tích hợp của vật liệu. Vật liệu polymer phenol hóa được sử dụng. Chúng tạo liên kết ngang dưới tác dụng của enzyme HRP và H2O2. Phương pháp này cung cấp kiểm soát tốt quá trình tạo gel. Nó đảm bảo tính đồng nhất của vật liệu. Điều này rất quan trọng cho hiệu quả điều trị.
II.Phương pháp Điều chế Hydrogel Composite In Situ
Việc điều chế hydrogel composite in situ đòi hỏi quy trình cẩn thận. Mục tiêu là tạo ra vật liệu ổn định và hoạt tính sinh học. Các polymer tự nhiên được biến đổi hóa học. Điều này giúp chúng có khả năng tạo gel tại chỗ. Các nhóm chức phenol được gắn vào mạch polymer. Phản ứng xúc tác bởi enzyme HRP và chất oxy hóa H2O2. Đây là phương pháp phổ biến để tạo liên kết ngang. Quá trình này tạo thành cấu trúc mạng lưới hydrogel. Vật liệu Biphasic calcium phosphate (BCP) được kết hợp. BCP là vật liệu gốm sinh học có khả năng dẫn xương. Việc phân tán đều BCP trong nền hydrogel là rất quan trọng. Nó đảm bảo tính chất đồng nhất của composite. Nghiên cứu đã tối ưu hóa tỷ lệ các thành phần. Điều này kiểm soát thời gian tạo gel. Nó cũng kiểm soát đặc tính cơ học và khả năng phân hủy. Các bước tổng hợp được thực hiện trong điều kiện kiểm soát. Điều này đảm bảo độ tinh khiết và hiệu quả của sản phẩm. Các kỹ thuật phân tích cấu trúc được sử dụng. Chúng xác nhận thành công quá trình biến đổi polymer. Đồng thời xác định hình thái của BCP.
2.1. Quá trình tổng hợp polymer phenol hóa
Polymer tự nhiên cần được chức năng hóa. Gelatin-Tyramine (GTA) là một ví dụ. Tyramine là một hợp chất chứa nhóm phenol. Nó được gắn vào gelatin thông qua liên kết hóa học. Tương tự, Chitosan-4-hydroxyphenylacetic acid (CHPA) cũng được điều chế. Alginate-tyramine (ATA) và Chondroitin sulfate-tyramine (CDTA) cũng được tổng hợp. Quá trình này tạo ra các polymer có khả năng tham gia phản ứng tạo liên kết ngang. Các nhóm phenol cung cấp vị trí phản ứng. Chúng cho phép hình thành mạng lưới hydrogel bền vững. Việc kiểm soát mức độ phenol hóa là quan trọng. Nó ảnh hưởng đến tốc độ tạo gel và tính chất cuối cùng của vật liệu.
2.2. Kỹ thuật tạo gel tại chỗ bằng enzyme
Enzyme horseradish peroxidase (HRP) và hydrogen peroxide (H2O2) được sử dụng. Chúng đóng vai trò xúc tác cho quá trình hình thành hydrogel. H2O2 tạo ra các gốc tự do từ nhóm phenol. Các gốc tự do này sau đó phản ứng với nhau. Chúng tạo thành liên kết ngang giữa các mạch polymer. Quá trình này diễn ra nhanh chóng. Nó tạo ra hydrogel ổn định ở nhiệt độ cơ thể. Nồng độ HRP và H2O2 ảnh hưởng đến tốc độ tạo gel. Chúng cũng ảnh hưởng đến mật độ liên kết ngang. Việc tối ưu hóa các yếu tố này rất cần thiết. Nó đảm bảo hydrogel có tính chất mong muốn. Điều này bao gồm độ bền cơ học và khả năng phân hủy sinh học.
2.3. Tích hợp vật liệu BCP vào composite
Biphasic calcium phosphate (BCP) là thành phần quan trọng. BCP cung cấp môi trường giàu canxi và photphat. Chúng cần thiết cho quá trình khoáng hóa xương. BCP được tổng hợp riêng biệt. Sau đó, chúng được trộn vào dung dịch polymer trước khi tạo gel. Kích thước và hình thái của hạt BCP được kiểm soát. Điều này ảnh hưởng đến sự phân tán và tính chất composite. Sự phân tán đồng nhất của BCP rất quan trọng. Nó đảm bảo các đặc tính dẫn xương đồng đều. Đồng thời, nó tăng cường độ cứng của hydrogel. BCP cũng có khả năng hấp thụ protein và tế bào. Chúng tạo điều kiện thuận lợi cho sự tái tạo mô.
III.Vật liệu Nền Thành phần Hydrogel Tái tạo
Nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng các polymer tự nhiên. Gelatine, Chitosan, Alginate và Chondroitin Sulfate là các lựa chọn ưu tiên. Chúng đều có khả năng sinh tương thích cao. Chúng có khả năng phân hủy sinh học trong cơ thể. Điều này giảm thiểu phản ứng phụ. Mỗi loại polymer mang lại những lợi ích riêng biệt. Gelatine cung cấp các chuỗi peptide tương tự collagen. Chúng là thành phần chính của xương. Chitosan có đặc tính kháng khuẩn. Nó cũng thúc đẩy sự phát triển của tế bào. Alginate và Chondroitin Sulfate cải thiện đặc tính cơ học. Chúng cũng hỗ trợ liên kết với mô sụn. Sự kết hợp các polymer này tạo ra vật liệu đa chức năng. Chúng đáp ứng các yêu cầu phức tạp của tái tạo xương. Biphasic calcium phosphate (BCP) được thêm vào. BCP cung cấp tính chất khoáng hóa và độ cứng. Vật liệu composite này được thiết kế cẩn thận. Nó mô phỏng môi trường tự nhiên của xương. Điều này tối ưu hóa quá trình chữa lành.
3.1. Gelatine và Chitosan làm nền polymer
Gelatine là polymer tự nhiên có nguồn gốc từ collagen. Nó có khả năng sinh tương thích tuyệt vời. Nó hỗ trợ sự bám dính và tăng trưởng của tế bào. Gelatine có thể dễ dàng điều biến hóa học. Điều này cho phép gắn các nhóm chức năng. Chitosan là polysaccharide tự nhiên. Nó được biết đến với đặc tính kháng khuẩn và cầm máu. Chitosan cũng thúc đẩy sự hình thành xương. Cả Gelatine và Chitosan đều có khả năng phân hủy sinh học. Chúng không tạo ra sản phẩm độc hại. Sự kết hợp của chúng tạo ra nền hydrogel mạnh mẽ. Nền này hỗ trợ cho sự tái tạo mô xương.
3.2. Alginate và Chondroitin Sulfate chất bổ sung
Alginate là một polysaccharide có nguồn gốc từ tảo. Nó có khả năng tạo gel mạnh mẽ. Nó tạo ra môi trường tương tự chất nền ngoại bào. Chondroitin Sulfate là một glycosaminoglycan. Nó là thành phần quan trọng của mô sụn và xương. Chondroitin Sulfate hỗ trợ quá trình khoáng hóa. Nó cũng có thể điều hòa phản ứng viêm. Việc bổ sung Alginate và Chondroitin Sulfate cải thiện tính toàn vẹn của gel. Chúng tăng cường các tín hiệu sinh học cho tế bào. Chúng cũng giúp điều chỉnh độ ẩm và độ bền của vật liệu. Sự kết hợp này mang lại hydrogel composite với các đặc tính sinh học nâng cao.
3.3. BCP thành phần khoáng xương
Biphasic calcium phosphate (BCP) bao gồm hydroxyapatite (HA) và beta-tricalcium phosphate (β-TCP). HA mang lại sự ổn định và khả năng dẫn xương. β-TCP có khả năng phân hủy sinh học nhanh hơn. Sự kết hợp này cung cấp sự cân bằng. Nó vừa hỗ trợ hình thành xương nhanh chóng. Đồng thời, nó duy trì sự ổn định cấu trúc. BCP cung cấp môi trường giàu canxi và photphat. Chúng là yếu tố cần thiết cho sự khoáng hóa của xương mới. Việc tích hợp BCP vào hydrogel composite. Nó tạo ra một vật liệu tổng hợp. Vật liệu này mô phỏng cả thành phần hữu cơ và vô cơ của xương tự nhiên. Điều này thúc đẩy quá trình tái tạo xương hiệu quả.
IV.Đánh giá Tính chất Hiệu quả Hydrogel Composite
Sau khi điều chế, các hydrogel composite được đánh giá kỹ lưỡng. Mục đích là xác định đặc tính vật lý, cơ học và sinh học của chúng. Thời gian tạo gel là một thông số quan trọng. Nó ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng in situ. Các đặc tính cơ học, như độ cứng và độ bền, được đo đạc. Chúng cần phù hợp với mô xương. Khả năng phân hủy sinh học được theo dõi theo thời gian. Vật liệu cần phân hủy đồng bộ với quá trình hình thành xương mới. Khả năng tạo khoáng của vật liệu được đánh giá. Đây là chỉ số trực tiếp về tiềm năng tái tạo xương. Độc tính tế bào là một khía cạnh quan trọng khác. Vật liệu phải không gây độc cho tế bào. Thậm chí, chúng phải thúc đẩy sự sống sót và tăng trưởng của tế bào. Nghiên cứu đã so sánh các hệ hydrogel khác nhau. Sự khác biệt về thành phần polymer được xem xét. Điều này giúp hiểu rõ hơn về tác động của từng thành phần. Các phương pháp phân tích như XRD, SEM, và các thử nghiệm sinh học được sử dụng. Chúng cung cấp cái nhìn toàn diện về hiệu quả của vật liệu.
4.1. Khảo sát đặc tính vật lý và cơ học
Đặc tính vật lý của hydrogel bao gồm thời gian tạo gel. Nó cũng bao gồm khả năng trương nở và ổn định hình thái. Thời gian tạo gel phải đủ nhanh để tiêm. Nhưng không quá nhanh gây khó khăn trong thao tác. Đặc tính cơ học được xác định bằng các thử nghiệm cơ học. Chúng bao gồm độ bền nén và độ đàn hồi. Vật liệu cần có độ cứng phù hợp. Chúng phải chịu được tải trọng cơ học tại vị trí cấy ghép. Sự có mặt của BCP cải thiện đáng kể độ bền cơ học. Nó giúp hydrogel composite gần hơn với đặc tính của xương tự nhiên. Các thử nghiệm này đảm bảo vật liệu có thể duy trì cấu trúc. Nó cũng đảm bảo vật liệu cung cấp hỗ trợ cơ học cần thiết.
4.2. Đánh giá khả năng sinh tương thích
Sinh tương thích là yêu cầu tối thiểu cho vật liệu y sinh. Nghiên cứu đánh giá độc tính tế bào. Các tế bào xương được nuôi cấy trên vật liệu. Sau đó, khả năng sống sót và tăng trưởng của chúng được theo dõi. Thử nghiệm MTT hoặc WST được sử dụng để đánh giá hoạt tính chuyển hóa của tế bào. Kết quả cho thấy vật liệu hydrogel composite không gây độc. Chúng thậm chí còn hỗ trợ sự bám dính và phát triển của tế bào. Điều này khẳng định tính an toàn của vật liệu. Nó cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng trong cơ thể sống. Một vật liệu sinh tương thích tốt sẽ giảm thiểu phản ứng viêm. Đồng thời, nó thúc đẩy quá trình lành vết thương.
4.3. Quan sát khả năng tạo khoáng
Khả năng tạo khoáng là chỉ số quan trọng. Nó cho thấy tiềm năng của vật liệu trong việc hình thành xương mới. Các thử nghiệm tạo khoáng in vitro được thực hiện. Vật liệu được ủ trong môi trường dịch cơ thể mô phỏng (SBF). Sự hình thành các tinh thể canxi phosphate được quan sát. Kỹ thuật kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cũng được áp dụng. Chúng xác nhận sự hình thành các khoáng chất xương. Sự hiện diện của BCP và Chondroitin Sulfate thúc đẩy mạnh mẽ quá trình này. Điều này chứng tỏ vật liệu có khả năng dẫn xương. Nó là tiền đề cho quá trình tái tạo xương hiệu quả trong cơ thể.
V.Ứng dụng Tiềm năng Hydrogel trong Sửa chữa Xương
Các hydrogel composite in situ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Chúng có thể dùng để sửa chữa nhiều loại khiếm khuyết xương. Từ gãy xương phức tạp đến các tổn thương do bệnh lý. Khả năng tiêm tại chỗ là một ưu điểm lớn. Nó cho phép điều trị ít xâm lấn hơn. Vật liệu có thể được đưa vào các vị trí khó tiếp cận. Chúng đông cứng thành cấu trúc hỗ trợ và lấp đầy khoảng trống. Vật liệu cũng có thể được tùy chỉnh để giải phóng thuốc. Các yếu tố tăng trưởng xương có thể được tích hợp. Điều này tăng cường quá trình chữa lành. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới cho kỹ thuật mô xương. Nó cung cấp một nền tảng vật liệu linh hoạt và hiệu quả. Việc tiếp tục nghiên cứu lâm sàng sẽ xác nhận tiềm năng này. Mục tiêu là đưa vật liệu này vào thực tiễn y học. Nó sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.
5.1. Khắc phục khiếm khuyết xương lớn
Khiếm khuyết xương lớn là thách thức lớn. Chúng thường cần các giải pháp phức tạp. Hydrogel composite in situ cung cấp cấu trúc scaffold 3D. Chúng có thể lấp đầy các khoảng trống lớn. Đồng thời, chúng cung cấp hỗ trợ cơ học ban đầu. Vật liệu này có thể được kết hợp với tế bào gốc. Chúng tạo ra một môi trường tối ưu cho tái tạo xương. Khả năng tùy chỉnh hình dạng tại chỗ là vô giá. Nó cho phép điều trị cá nhân hóa cho từng bệnh nhân. Điều này vượt trội so với các mảnh ghép xương cố định. Hydrogel composite là một công cụ mạnh mẽ. Chúng giúp khắc phục các tổn thương xương nghiêm trọng.
5.2. Hướng phát triển vật liệu tiêm
Vật liệu tiêm đang trở thành xu hướng. Chúng giảm thiểu phẫu thuật, giảm đau đớn cho bệnh nhân. Hydrogel composite in situ là một dạng vật liệu tiêm. Chúng cung cấp các lợi ích đáng kể. Phát triển vật liệu tiêm với khả năng kiểm soát tốc độ đông cứng. Đồng thời, chúng kiểm soát đặc tính cơ học là rất quan trọng. Điều này cho phép bác sĩ phẫu thuật có đủ thời gian thao tác. Đồng thời, nó đảm bảo vật liệu đông cứng ổn định. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa khả năng tiêm. Nó cũng tập trung vào việc cải thiện hiệu quả vận chuyển tế bào. Điều này sẽ đẩy nhanh quá trình tái tạo xương.
5.3. Tối ưu hóa phản ứng sinh học
Tối ưu hóa phản ứng sinh học là mục tiêu dài hạn. Điều này bao gồm khả năng điều hòa miễn dịch. Nó cũng bao gồm việc thúc đẩy sự tích hợp với mô chủ. Các thành phần như Chondroitin Sulfate có thể giúp điều hòa viêm. Việc tích hợp các yếu tố tăng trưởng cụ thể. Hoặc, các peptide chức năng có thể nâng cao phản ứng sinh học. Mục tiêu là tạo ra một môi trường lành tính. Môi trường này sẽ khuyến khích các tế bào xương tự nhiên di chuyển vào. Chúng sẽ tăng sinh và biệt hóa. Điều này dẫn đến sự hình thành xương mới chất lượng cao. Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào các thử nghiệm in vivo dài hạn. Chúng xác định sự tối ưu hóa của vật liệu.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (169 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN TIẾN THỊNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ IN SITU HYDROGEL COMPOSITE TRÊN NỀN GELATINE VÀ CHITOSAN/ALGINATE/CHONDROITIN SULFATE ĐỊNH HƯỚNG TRONG TÁI TẠO XƯƠNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC TP. HỒ CHÍ MINH – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN TIẾN THỊNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ IN SITU HYDROGEL COMPOSITE TRÊN NỀN GELATINE VÀ CHITOSAN/ALGINATE/CHONDROITIN SULFATE ĐỊNH HƯỚNG TRONG TÁI TẠO XƯƠNG Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ Mã số: 62 44 01 14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS TRẦN NGỌC QUYỂN 2. NGUYỄN ĐẠI HẢI TP. HỒ CHÍ MINH – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Công trình nghiên cứu mà tôi đã thực hiện tại phòng Hóa dược - Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tại Thành phố Hồ Chí Minh, với sự hướng dẫn chuyên môn từ PGS.TS Trần Ngọc Quyển và PGS.
Nguyễn Đại Hải. Trong công trình nghiên ứu này, tôi cam kết trình bày những nghiên cứu và kết quả với sự trung thực tuyệt đối, dựa trên cơ sở tri thức và kết quả nghiên cứu của bản thân. Đồng thời, tôi xác nhận rằng các thông tin và kết quả trong khóa luận này chưa từng được sử dụng trong bất kỳ công trình nghiên cứu cùng cấp nào khác. Nghiên cứu sinh Nguyễn Tiến Thịnh ii LỜI CÁM ƠN Trong công trình nghiên cứu này, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với sự hướng dẫn và đóng góp quý báu của PGS.TS Trần Ngọc Quyển và PGS.
Nguyễn Đại Hải, đã đồng hành và hỗ trợ tận tâm trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu, và tôi muốn gửi tới họ lời biết ơn chân thành nhất. Tôi cũng muốn cám ơn sự hỗ trợ quý báu từ các đồng nghiệp tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Họ đã đóng góp một phần quan trọng vào sự thành công của nghiên cứu này. Tôi không thể không đề cập đến sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi từ Học viện Khoa học Công nghệ và Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong suốt thời gian tôi tiến hành luận án.
Sự ủng hộ của các tổ chức này đã đóng vai trò quan trọng trong quá trình nghiên cứu của tôi. Cuối cùng, tôi muốn gửi lời biết ơn đặc biệt đến gia đình, bạn bè và những người đồng hành đã động viên và giúp đỡ tôi trong hành trình hoàn thành công trình nghiên cứu. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.
iii DANH MỤC HÌNH. v DANH MỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ. xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. xiv MỞ ĐẦU.
Thành phần, cấu tạo của xương và giới thiệu về Biphasic calcium phosphate. Giới thiệu về xương. Biphasic calcium phosphate (BCP). Các bệnh liên quan đến xương và phương pháp điều trị phổ biến.
Các bệnh liên quan đến xương. Các phương pháp sử dụng trong điều trị liên quan đến gãy xương. Vật liệu Hydrogel. Khái niệm và phân loại vật liệu hydrogel.
Nguyên liệu tạo thành hydrogel. Các phương pháp tổng hợp hydrogel. Hydrogel tiêm tại chỗ và các phương pháp tạo thành hydrogel tiêm 32 1. Vật liệu Hydrogel composite.
Vật liệu composite trong tái tạo xương. Các phương pháp tổng hợp và tính chất nanocomposite hydrogel [84] 46 1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Dung môi, hóa chất, thiết bị dùng trong nghiên cứu.
Dung môi, hóa chất dùng trong nghiên cứu. Thiết bị và dụng cụ. Tổng hợp và phân tích cấu trúc BCP. Tổng hợp và phân tích cấu trúc các polymer mang nhóm chức phenol.
Tổng hợp Gelatin-Tyramine (GTA). Tổng hợp Chitosan-4-hydroxyphenylacetic acid (CHPA). Tổng hợp Alginate-tyramine (ATA). Tổng hợp Chondroitine sulfate-tyramine (CDTA).
Xác định cấu trúc, hình thái các sản phẩm. Xác định hàm lượng TA, HPA trong các polymer phenol tổng hợp. Tổng hợp và xác định các tính chất của các hệ hydrogel và hydrogel composite trên nền GTA. Tổng hợp insitu hydrogel và hydrogel composite CHPA, ATA, CDTA trên nền GTA bằng phương pháp pha trộn dùng enzyme HRP và H2O2.
Khảo sát các hình thái, thời gian hình thành gel, thời gian giảm cấp sinh học, khả năng tạo khoáng và độc tính của hydrogel và hydrogel composite 61 2. Đánh giá độc tính tế bào trên vật liệu hydrogel composite. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN. KẾT QUẢ TỔNG HỢP BCP.
Kết quả phân tích XRD của BCP. Kết quả hình thái của BCP. TỔNG HỢP CÁC POLYMER MANG NHÓM CHỨC PHENOL. Kết quả tổng hợp GTA.
Kết quả tổng hợp CHPA. Kết quả tổng hợp vật liệu hydrogel và hydrogel composite ATA. Kết quả tổng hợp vật liệu CDTA. TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CỦA CÁC HỆ HYDROGEL, HYDROGEL COMPOSITE.
Hệ hydrogel và hydrogel composite GTA-CHPA/BCP. Hệ hydrogel và hydrogel composite ATA-GTA/BCP. Hệ hydrogel và hydrogel composite CDTA-GTA/BCP. So sánh các hệ hydrogel composite.
131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ. 132 European Polymer Journal. 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO.I v DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu tạo của xương [5].
BCP có thể được sản xuất dưới dạng bột, viên, khối đặc hoặc xốp [7]. Bốn giai đoạn của quá trình liền xương [10]. Hình thành hydrogel bằng phương pháp tạo liên kết ngang của các polyme tan trong nước [18]. Sự trương nở của hydrogel [22].
Cấu trúc gelatin. Phản ứng deacetyl hóa chitin tạo chitosan. Cấu trúc chitosan. Cấu trúc hóa học của khối G, khối M và khối xen kẽ trong alginate.
Tương tác kỵ nước. Tương tác liên kết hydro giữa các biopolyme tương thích hình học (methylcellulose và acid hyaluronic); các liên kết hydro bị phá vỡ dưới ảnh hưởng của nhiệt độ [45]. Tương tác lập thể D-lactide và L-lactide. Tạo liên kết ngang bằng glutaraldehyde [48].
Phản ứng cộng Miacher [54]. Liên kết Schiff-base [57]. Phản ứng liên kết ngang hình thành hydrogel dưới sự xúc tác của enzyme Transglutaminase [58]. Phản ứng liên kết ngang hình thành hydrogel dưới sự xúc tác của enzyme tyrosinase [58].
Cơ chế xúc tác vòng của enzyme HRP [60]. Sơ đồ minh họa hydrogel dạng tiêm được điều chế bằng phương pháp liên kết ngang enzym với peroxidase cải ngựa (HRP) và H 2O2 [71] 39 Hình 1. Sơ đồ minh họa hydrogel tiêm được điều chế bằng phương pháp liên kết ngang ánh sáng [71]. Phản ứng tổng hợp GTA.
Phản ứng tổng hợp CHPA. Phản ứng tổng hợp alginate-tyramine (ATA). Phản ứng tổng hợp CDTA. Giản đồ XRD của BCP với tỉ lệ mol Ca/P =1,57 tại pH = 7.
Kết quả SEM với độ phóng đại 100nm của BCP được tổng hợp bằng phương pháp sóng siêu âm với tỉ lệ Ca/P = 1,57 tại pH = 7. Phổ 1H-NMR của GTA trong D2O. Kết quả phổ FTIR của GTA. Phương trình đường chuẩn của TA.
Kết quả phổ 1H-NMR với các peak đặc trưng của vật liệu CHPA trong D2O……………………………………………………………71 Hình 3. Kết quả phổ FTIR của CHPA. Phương trình đường chuẩn của HPA. Kết quả phổ 1H-NMR với các peak đặc trưng của vật liệu ATA trong D2O.
Kết quả phổ FTIR của ATA. Phương trình đường chuẩn của TA. Phổ 1H-NMR của GTA trong D2O. Kết quả đo phổ FT-IR của CD_Tyr.
Phương trình đường chuẩn của TA. Khảo sát thời gian hình thành gel của hydrogel và hydrogel composite GTA (với nồng độ HRP 0,05 mg/mL). Thời gian hình thành gel hoá của hydrogel và hydrogel composite CHPA (nồng độ HRP 0,07 mg/mL). Thời gian hình thành gel hoá của hydrogel và hydrogel composite CHPA trên nền GTA với tỉ lệ 1:1 (nồng độ HRP 0,07 mg/mL).
Kết quả phân tích XRD của hydrogel và hydrogel composite (CHPA- GTA , CHPA- GTA/BCP với tỉ lệ 1:1) ban đầu và sau thời gian ngâm trong dung dịch giả sinh học SBF trong 28 ngày. Kết quả phân tích XRD của hydrogel và hydrogel composite (CHPA- GTA , CHPA- GTA/BCP với tỉ lệ 1:2)ban đầu và sau thời gian ngâm trong dung dịch giả sinh học SBF trong 28 ngày. Kết quả hình ảnh phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS của hydrogel CHPA-GTA (1:1) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày. Kết quả hình phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS của hydrogel CHPA-GTA (1:2) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF trong 28 ngày.
Kết quả hình ảnh phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS hydrogel composite GTA-CHPA/BCP-(1:1) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày. Kết quả hình ảnh phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS hydrogel composite GTA-CHPA/BCP-(2:1) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày. Hàm lượng Ca trong dung dịch SBF ngâm hydrogel composite trong 28 ngày với tỉ lệ 1:1 và 1:2. Hàm lượng P trong dung dịch SBF ngâm hydrogel composite trong 28 ngày với tỉ lệ 1:1 và 1:2.
Tỷ lệ tế bào MSC sống sau khi ủ với chứng âm (DMEM/F12) và dịch chiết hydrogel composite CHPA-GTA (1-1) và CHPA-GTA (1-2) sau 24h (A) và sau 48h (B). Hình ảnh tế bào MSC được ủ với chứng âm (DMEM/F12) và dịch chiết hydrogel composite CHPA-GTA (1-1) và CHPA-GTA (1-2) sau 48h. Màu xanh: Chất nhuộm Hoestch; màu xanh: chất nhuôm AO và màu đỏ: chất nhuộm PI. Thời gian tạo gel của hydrogel và hydrogel composite ATA với nồng độ HRP 0,0125mg/ml mg/mL.
Thời gian tạo gel của hydrogel và hydrogel composite ATA trên nền GTA với nồng độ HRP 0,0125mg/ml. Kết quả phân tích XRD của hydrogel và hydrogel composite (ATA- GTA , ATA- GTA/BCP với tỉ lệ 1:1) ban đầu và sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày. Kết quả phân tích XRD của hydrogel và hydrogel composite (ATA- GTA , ATA- GTA/BCP với tỉ lệ 1:2) trước và sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày. Kết quả hình ảnh phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS của hydrogel ATA-GTA (1:1) (a) và ATA-GTA (1:2) (b) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF 28 ngày.
Kết quả hình ảnh phân tích bằng phương pháp SEM và phân tích nguyên tố EDS của hydrogel compostie ATA-GTA (1:1) (a) và ATA-GTA (1:2) sau thời gian ngâm trong dung dịch SBF trong 28 ngày. Hàm lượng Ca trong dung dịch SBF ngâm hydrogel composite trong 28 ngày với tỉ lệ 1:1 và 1:2. Hàm lượng P trong dung dịch SBF ngâm hydrogel composite trong 28 ngày với tỉ lệ 1:1 và 1:2. Tỷ lệ tế bào MSC sống sau khi ủ với chứng âm (DMEM/F12) và dịch chiết hydrogel composite ATG-GTA (1-1) và ATG-GTA (1-2) sau 24h (A) và sau 48h (B).
Hình ảnh tế bào MSC được ủ với chứng âm (DMEM/F12) và dịch chiết hydrogel composite ATG-GTA (1-1) và ATG-GTA (1-2) sau 48h.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu điều chế hydrogel composite từ gelatin, chitosan, alginate và chondroitin sulfate định hướng tái tạo xương hiệu quả cao.
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" thuộc chuyên ngành Hóa Hữu cơ. Danh mục: Vật Lý Trị Liệu & Phục Hồi Chức Năng.
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" có 169 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu hydrogel composite in situ định hướng tái tạo xương" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.