乘載間葉幹細胞之光固化型甲基丙烯酸醯胺明膠/聚多巴胺穩定球霰石相碳酸鈣複合水膠於骨缺損修復之應用

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Title:	乘載間葉幹細胞之光固化型甲基丙烯酸醯胺明膠/聚多巴胺穩定球霰石相碳酸鈣複合水膠於骨缺損修復之應用
Authors:	何佳哲賴俊哲
Contributors:	資訊電機學院生物資訊與醫學工程學系
Keywords:	骨組織修復、生醫陶瓷、碳酸鈣、球霰石相、間葉幹細胞、水膠、甲基丙烯酸醯胺明膠
Date:	2019
Issue Date:	2023-06-29 07:41:55 (UTC+0)
Abstract:	隨著社會高齡化的問題，導致器官以及組織修復上，以至社會上捐贈器官為供不應求的狀態，其中又以癌症、意外、骨質酥鬆症所導致的大範圍骨缺陷修復最為棘手，在這樣的治療環境下，發展替代型的治療方式成為目前脫離此窘境的理想方案。近幾年來，間葉幹細胞的治療方式成為醫療界注目的焦點，其特點為具有分化成各個胚層體細胞之特性，成為近期最具潛力針對現代難以治療之疾病的一道曙光。然而，幹細胞目前使用治療手段，是將細胞懸浮於溶液以局部或靜脈注射的方式使細胞抵達患部，然而，溶液與針頭管壁碰撞以及在患部無適合細胞生長、貼附之環境，使其產生出失巢凋亡現象，無法有效使幹細胞有良好的治療效果。水膠是具有親水性、黏彈性、溶膠凝膠轉變、與良好生物相容性之材料，其中具有剪切薄化效果之水膠，能夠產生剪切緩衝帶並給予力學緩衝，能避免細胞在被擠出時與管壁摩擦及碰撞所產生的負面影響。因此本計畫使用想擬用具良好生物相容性、降解性、光固化性、與可注射性之甲基丙烯酸醯胺明膠包覆間葉幹細胞並評估其於骨組織再生應用之可行性。然而，單純使用甲基丙烯酸醯胺明膠無法有效提供間葉幹細胞生長與分化的條件，為此，透過加入沒食子酸與鍶以代替原計畫所使用聚多巴胺，以引導生物礦化能力，以製備具有良好生物反應性之球霰石相碳酸鈣，去彌補甲基丙烯酸醯胺明膠缺乏骨再生與修復之能力不足之處。透過儀器測量，能夠肯定沒食子酸與鍶添加混和而成之碳酸鈣粉末，其表面結構多為球霰石相之碳酸鈣，根據研究也證實球霰石相有助於碳酸鈣形成與人體骨骼無機成分類似之磷灰石。透過流變性質可了解水膠其黏彈性與其可列印性，本研究為了尋求水膠在列印時具有相對穩定成膠溫度，透過進行不同降溫速率之流變測試找出列印時之成膠溫度，有助於日後水膠列印中有依據可參考。對於這些理解探討是否成功開發出具有可承載間葉幹細胞之具骨引導之球霰石相碳酸鈣粉混和甲基丙烯酸醯胺明膠之水膠
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