海藻酸钠/丙烯酰胺双层骨-软骨修复水凝胶支架研究开题报告

全文总字数：4538字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会人口老龄化及运动损伤的增多，骨关节软骨损伤的发生率在不断上升，严重影响着人类生活质量。关节软骨在滑膜关节中起重要作用，能减少相邻两骨的摩擦，缓冲运动时产生的震动，对哺乳动物的骨骼运动至关重要。关节软骨的缺损是临床常见的骨科疾病，在治疗方面还未见很好的治疗方法，成为临床治疗本病的一大难题,由于关节软骨血供几乎没有，更无淋巴引流及神经分布，加上软骨细胞代谢非常缓慢，软骨细胞分化程度有十分之高造成其分裂能力有限所以损伤后修复能力极差。软骨一旦发生损伤并出现软骨下骨质暴露基本无法自身修复，因此其治疗问题为全世界骨科医生的研究热点。

临床传统的治疗方法可根据骨软骨缺损的病变范围和修复方法来分类，包括姑息性治疗、修复性治疗及再生性治疗。其中姑息性治疗一般不进行损伤部位软骨和骨的替换，仅在关节镜下清理去除损坏的软骨或骨组织而不进行组织替代。而修复性治疗对于小面积软骨损伤治疗结果比较满意，因此在临床上得到了广泛应用，但其存在的不足是术后需要进行长时间的康复治疗。再生性治疗方法是自体软骨细胞移植，目前认为再生性治疗是较为理想的修复方法，可最大程度地重建或再生出天然组织。

近年来，组织工程逐渐成为新一代软骨修复技术。组织工程学的研究领域涉及材料学、工程学和生命科学， 多学科的交叉始终促进着新策略不断发展并应用于骨软骨组织工程范畴，优化支架、细胞、生长因子等相关要素的协同作用，旨在充分恢复软骨及软骨下骨的正常功能和力学特性。为更好地达到对 软骨和软骨下骨的同时再生应当使用双相或多相支架修复骨软骨缺损。现存关于骨-软骨修复支架的报道多为构建促进骨、软骨生长的双层或多层支架进行修复。构建双相支架通常会采用两种不同材料，一种构建软骨层，另一种构建软骨下骨层，多相支架则需加入第三种材料来构建界面层，以模拟天然骨软骨组织两层间过渡区潮线周围）的特性。这些支架通常依靠结构特点阻止血管侵入软骨层中，该结构通过模拟天然钙化层的成分、结构或功能来构建。材料在降解过程中，该结构会发生变化，孔径会增加，界面处通透性会增加，阻止血管入侵的功能也会丧失。一旦血管侵入软骨层，也缺乏抑制软骨内成骨的功能。如何阻止钙化层向软骨层推进及重塑，抑制软骨内成骨过程，是软骨修复的关键所在。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

2.1.1双层海藻酸盐基水凝胶的制备工艺探究

利用海藻酸钠主链上的羧基，化学接枝丙烯酰胺基团，然后通过光交联反应形成凝胶； 基于以上的海藻酸钠/丙烯酰胺凝胶制备技术，在下层添加磷酸钙纳米粒子，上层添加柠檬酸镁粒子，依次构建双层骨-软骨修复水凝胶支架，探究反应条件对水凝胶成胶过程的影响；

3. 研究计划与安排

1．进度安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5－11周：按照设计方案，制备海藻酸钠/丙烯酰胺双层骨-软骨修复水凝胶支架。

4. 参考文献（12篇以上）

[ 1] omidian h, rocca j g, park k. elastic, superporous hydrogel hybrids of polyacrylamide and sodium alginate[j]. macromolecular bioscience, 2006, 6(9):703-710.

[2] yuan l, wu y, gu q s, et al. injectable photo crosslinked enhanced double-network hydrogels from modified sodium alginate and gelatin[j]. international journal of biological macromolecules, 2017, 96:569-577.