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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 化學工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/28336
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor謝學真
dc.contributor.authorPo-Yang Chenen
dc.contributor.author陳柏仰zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-13T00:05:28Z-
dc.date.available2010-07-30
dc.date.copyright2007-07-30
dc.date.issued2007
dc.date.submitted2007-07-30
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/28336-
dc.description.abstract適當的細胞來源和擴增技術,以及良好的支架對於組織工程的應用而言極為重要。而本研究即以骨組織工程為目標,針對細胞的來源和培養技術,以及促骨組織工程支架之製備進行深入地研究和探討。首先,進行脂肪基質細胞之分離純化,並探討其在體外擴增之可行性;繼而開發一種能提供細胞生長、遷移進而能引導及誘導骨質新生之組織工程支架,以其能使用於骨骼重建中。
首先,本研究使用透明質酸進行小鼠脂肪基質細胞之培養,並探討不同之含透明質酸培養環境對於細胞生理反應之影響。由實驗結果可知,添加透明質酸於培養液中可促進基質細胞增生、延緩因連續繼代所造成之老化現象、並增進其骨分化之潛能。另一方面,經透明質酸塗覆之表面則可使基質細胞進入細胞週期之靜止期,後續將此靜止狀態之細胞轉移至一般培養環境下培養後,基質細胞之增生能力及分化潛能立即恢復,且可延長其在體外之增生期限。因此,透明質酸之塗覆表面不但可避免基質細胞之老化,而且亦能維持其增生活性及分化潛能。
其次,由於羥基磷灰石為骨質無機鹽類中之主要成份,可促進骨細胞之增生及分化;膠原蛋白為胞外基質中重要的結構性蛋白,具有良好之生物相容性,使其成為常用之細胞培養基材;而透明質酸則為胞外基質中主要的葡萄胺聚醣,其具有調控細胞增生、遷移、分化的諸多功能,且在胚胎發育、組織成型以及傷口癒合等層面中,扮演及為重要的角色。因此,結合羥基磷灰石、透明質酸及膠原蛋白之多孔性基質應可作為體外骨細胞培養以及體內骨組織修復之理想模板。
因此,本研究藉由濕式研磨法將羥基磷灰石研磨成奈米微粒,將其與膠原蛋白溶液混合,並在該溶液中添加能調控許多細胞生理反應之高分子量透明質酸,進而以相分離法製備出含奈米羥基磷灰石及透明質酸之膠原蛋白多孔性基質。經實驗證實,此種多孔性複合基質極適合細胞在體外增生,且其可在不含誘導培養液之情況下使具多向分化能力之小鼠脂肪基質細胞在體外展現出骨分化潛能。
zh_TW
dc.description.abstractSuitable cell sources with good expansion technique, as well as excellent scaffolds are important for tissue engineering applicability. In this study, we aimed at the application of bone tissue engineering that the feasibility of in vitro expansion of adipose-derived stromal cells was investigated, and a tissue-engineered scaffold with osteoinductive characteristics was also developed.
First of all, hyaluronan was applied in this study to investigate its effect on the behaviors of mADSCs. It was shown in our results that as a medium supplement, hyaluronan could promote the proliferation and differentiation of mADSCs, and delay the build-up of senescence programs as well. On the other hand, upon culturing on hyaluronan-coated surface, mADSCs seemed to be quiescent without losing its proliferative and differentiation capacity as shown from the results that when a transfer of culture from quiescent state to regular culture environment was performed, the proliferative and differentiation potentials were restored, indicating that hyaluronan-coated surface could prevent the senescence and maintain the proliferation and differentiation of mADSCs.
In addition, being the predominant component of the inorganic substances in bone matrix, hydroxyapatite was proved to promote the proliferation and differentiation of bone cells. Collagen, the important structural protein of extracellular matrix, has been broadly utilized to prepare cell culture scaffolds due to its excellent biocompatibility. The porous matrix composed of both hydroxyapatite and collagen can therefore be used in bone cell culture in vitro as well as bone tissue regeneration in vivo.
Thus, we were instigated to fabricate the hydroxyapatite nanoparticles by wet-milling and they were then combined with collagen and hyaluronan which was capable of regulating various cell physiological behaviors to form a porous scaffold via phase separation technique. Our results demonstrated that the porous hydroxyapatite/hyaluronan/collagen composite matrix was suitable for cell proliferation in vitro, and it could also possess the osteoinductive effect that it was shown to promote the differentiation of murine adipose-derived stromal cells (mADSCs) towards osteogenic lineage without the administration of induction medium.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-13T00:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007
en
dc.description.tableofcontents目 錄
誌謝……………………………….………………………………………………I
中文摘要………………………………………………………………......……III
英文摘要……………………………………………………………...................V
目錄………………………………………………………………………...…..VII
圖目錄………………………………………………………………..……….XIII
表目錄…………………………………………………………………...…..XVII
名詞縮寫………………………………………………………………..…….XIX
中英名詞對照…………………………………………………………...…..XXIII
第一章 緒論……………………………………………………………….….…1
1.1研究背景……………………………………………………………..……1
1.2 研究構想………………………………………………………….………2
第二章 文獻回顧………………………………………………………….….…5
2.1透明質酸簡介………………………………………………………..……5
2.1.1 透明質酸分子結構特性….…………………………………….……5
2.1.2 透明質酸對於細胞生理功能之影響……………………............…..6
2.2 幹細胞簡介……………………………………………………….………7
2.2.1 幹細胞之性質及分類…………………………………….……….…7
2.2.2 幹細胞在醫學上的應用……………………………….………...…..9
2.2.3 間質幹細胞……..………………………….……………..……...…10
2.2.4 脂肪基質細胞…..………………………….………….….……...…11
2.2.4.1 脂肪組織….…..……………….……………………….….…...…11
2.2.4.2 脂肪組織中之幹細胞…………………………….…….……...…12
2.3 成體幹細胞之體外培養……………….…………………….…….……14
2.3.1 成體幹細胞之生理反應……………….………………...….…...…14
2.3.2 細胞老化、休眠及其訊息傳遞路徑….………………...….…...…15
2.3.3 調控幹細胞生理反應之訊息傳遞路徑.………….. …………....…18
2.3.4 成體幹細胞之體外擴增技術………….…………….…..……....…20
2.4 骨組織工程簡介……………………….…………………….…….……23
2.4.1 骨組織及骨成型機制……………….………….. ……………....…23
2.4.2 骨組織之修復及骨移植物………….………………...………....…24
2.4.3 骨支架之製備技術………….………………………...………...….26
第三章 實驗藥品、儀器與方法……………………………….………………41
3.1 實驗藥品……………………………………………………………...…41
3.1.1 一般常用藥品………………………………………………....……41
3.1.2 細胞培養、誘導分化及觀察………………………………….……42
3.1.3 RNA抽取及RT-PCR……………………………………. …………44
3.1.4 抗體及呈色劑………………………………………………....……44
3.1.5 小鼠primer pairs…………………………………………….…...…46
3.1.6 豬皮膠原蛋白抽取純化及定量分析…………………. ……..……47
3.1.7 含羥基磷灰石之多孔狀基質製備……………………... …………48
3.1.8 掃瞄式電子顯微鏡觀察………………………………………....…49
3.2 實驗儀器……………………………………………………………...…51
3.2.1 一般常用儀器……………………………………………….…...…51
3.2.2 豬皮膠原蛋白抽取純化及定量分析………………………....……52
3.2.3 含羥基磷灰石之多孔狀基質製備……………………….……...…53
3.2.4 多孔狀基質之性質分析…………………………….…………...…54
3.3 實驗方法………………………………………………….………..……55
3.3.1 小鼠脂肪基質細胞(mADSCs)之純化培養………………………55
3.3.2小鼠脂肪基質細胞(mADSCs)之繼代培養…………….….……56
3.3.3 流式細胞儀分析………………….…………………………...……56
3.3.4 免疫螢光染色分析……………………...………………….....……58
3.3.5 免疫化學染色分析…………………….…………. …….…………59
3.3.6 細胞骨架偵測………………….……………..………………….…60
3.3.7 細胞增生測試 ─ BrdU Incorporation Assay………...………..…62
3.3.8 細胞老化測試 ─ SA-beta-gal Assay………………………..………63
3.3.9 RT-PCR分析……………………………………... ………...………64
3.3.10 細胞之誘導分化 ─ 脂肪細胞分化及觀察………………..……66
3.3.11 細胞之誘導分化 ─ 骨細胞分化及觀察……………………..…67
3.3.12 細胞之誘導分化 ─ 神經細胞分化及觀察…………………..…70
3.3.13 第一型膠原蛋白抽取純化………………………………….….…70
3.3.14 膠原蛋白濃度測定 ─ Hydroxyproline Assay………………..…72
3.3.15 奈米化羥基磷灰石之製備…………………………………..……73
3.3.16結晶法製備多孔性N-HpHC基質………………...………….....…74
3.3.17相分離法製備多孔性PS-HpHC基質…………………….….....…75
3.3.18相分離法製備PS-COL、PS-HC及PS-HpHC塗佈表面….….…76
3.3.19 穿透式電子顯微鏡觀察…………………………. …….…..….…77
3.3.20 X光繞射分析……………………………………………..….……77
3.3.21 掃描式電子顯微鏡觀察……………………………………..……78
3.3.22 化學分析電子光譜儀分析…………………...………………...…80
3.3.23 三維細胞培養系統……………………...……..…………….……81
3.3.24 石蠟包埋、切片及後續處理……………………...……..………81
第四章 透明質酸對於脂肪基質細胞體外擴增及分化潛能之影響………………..……………………………….. ……………..….…89
4.1 實驗目的…………………………………………………...……………89
4.2 實驗材料……………………………………………………...…………90
4.3 實驗設計………………………………………………………...………91
4.3.1 mADSCs之特性分析…………………………….. …………..……91
4.3.2 含HA之培養系統……………………………..……………..……91
4.3.3 mADSCs之增生測試…………………………….. …………..……92
4.3.4 mADSCs之老化測試………………………………………….……92
4.3.5 mADSCs之轉移培養……………………………….. ……..………93
4.3.6 mADSCs之分化……………………………………………...…..…93
4.3.7 細胞自我更新訊息傳遞路徑分析………………………..…..……94
4.4 實驗結果…………………………………………………………...……95
4.4.1 mADSCs之特性分析…………………………….. …………..……95
4.4.2 mADSCs之一般性繼代培養………………………………….……96
4.4.3 含HA培養系統對mADSCs體外增生之影響……………....……97
4.4.4 含HA培養系統對mADSCs細胞老化之影響……………....……98
4.4.5 在CHA表面預培養後對mADSCs增生之影響…………….....…98
4.4.6 含HA培養系統對mADSCs分化能力之影響………. ……..……99
4.4.7 Notch及Wnt pathway相關分子之表現…………….……….……100
4.5 討論………………………………………………………………….…101
4.6 總結……………………………………………………………….……107
第五章 多孔性羥基磷灰石/透明質酸/膠原蛋白基質之製備及細胞培養…………………………..…………………………………....……137
5.1 實驗目的……………………………………………..………..….……137
5.2 實驗材料………………………………………..………………...……138
5.3 實驗設計…………………………………………..……………...……139
5.3.1 多孔性HpHC基質之製備…………………………………..……139
5.3.2 N-HpHC多孔性基質性質分析……………………………....……139
5.3.3 PS-HpHC多孔性基質性質分析………………...………….…..…140
5.3.4 二維HpHC塗覆表面之細胞培養…………………………..……140
5.3.5 三維HpHC多孔性基質之細胞培養………………………..……140
5.4 實驗結果……………………………………………….....……………141
5.4.1 N-HpHC多孔性基質性質分析……………………...……….……141
5.4.2 PS-HpHC多孔性基質性質分析……………………..……..……..142
5.4.3 HAP、HA及COL塗覆表面之細胞培養………..………….……143
5.4.4 HpHC多孔性基質之細胞培養……………………...………….…144
5.5 討論…………………………………………………………….....……145
5.6 總結…………………………………………………………….....……150
第六章 結論……………………………………………………………..……177
6.1 透明質酸對於小鼠脂肪基質細胞體外擴增及分化潛能之影響………………………………………………………………………177
6.2 含羥基磷灰石之多孔性基質製備研究…………………….…………178
6.3 未來研究方向………………………………………………….………179
參考文獻………………………………………………………………....……181
dc.language.isozh-TW
dc.subject骨分化zh_TW
dc.subject透明質酸zh_TW
dc.subject羥基磷灰石zh_TW
dc.subject脂肪基質細胞zh_TW
dc.subject體外擴增zh_TW
dc.subjecthydroxyapatiteen
dc.subjectosteogenic differentiationen
dc.subjectin vitro expansionen
dc.subjectadipose-derived stromal cellsen
dc.subjecthyaluronanen
dc.title透明質酸及含氫氧基磷灰石之膠原蛋白複合基質對於脂肪基質細胞增生及骨分化潛能之效應zh_TW
dc.titleEffects of Hyaluronan and Hydroxyapatite-containing Collagen Composite Matrices on the Proliferation and Osteogenic Differentiation of Adipose-derived Stromal Cellsen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear95-2
dc.description.degree博士
dc.contributor.coadvisor黃玲惠
dc.contributor.oralexamcommittee朱一民,黃效民,王大銘,蔡偉博
dc.subject.keyword透明質酸,羥基磷灰石,脂肪基質細胞,體外擴增,骨分化,zh_TW
dc.subject.keywordhyaluronan,hydroxyapatite,adipose-derived stromal cells,in vitro expansion,osteogenic differentiation,en
dc.relation.page202
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2007-07-30
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept化學工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:化學工程學系

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