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基于羧基化PLGA纳米骨修复材料的制备及性能研究的开题报告
一、选题背景与研究意义
在人口老龄化、运动量减少、饮食质量下降等多种因素的影响下，骨折、骨缺损等骨骼疾病的发病率逐年增高。传统的骨修复手术依赖于异体骨移植或者人造骨修复材料，这样做的缺陷在于手术创伤大、供体缺乏、排异反应等，而且人造骨修复材料也不能完全替代天然骨组织。因此，研发一种新型的可生物降解、可形态固定、可促进骨生长的骨修复材料，对于解决上述问题具有十分重要的意义。
聚乳酸-羟基乳酸共聚物（PLGA）作为一种生物降解性高、组织相容性好、无毒副作用的可注射微球材料，在骨修复领域也得到了广泛的研究。但是，纯PLGA材料的骨修复效果相对较差，因为难以提供足够的生物活性因子和骨细胞黏附基质。
因此，本课题的研究重点是基于羧基化PLGA纳米骨修复材料，通过药物/生物活性因子的包裹和化学改性，提高其骨组织工程应用的效果和特性。
二、研究目的
1、通过羧基化改性，增强PLGA的生物降解性、细胞黏附能力和细胞毒性低这些方面的特性。
2、探讨在PLGA内包裹骨生长因子或药物，提高纳米骨修复材料的骨生长促进作用。
3、制备实验，测试纳米骨修复材料对细胞的影响，探究其细胞毒性、生物相容性等生物学特性。
三、研究内容
1、制备羧基化PLGA纳米骨修复材料。
2、选择骨生长因子或药物，进行包裹实验，比较其释放性能和生物学活性。
3、通过原位红色靶细胞法、MTT法、细胞增殖试验等方法研究纳米骨修复材料的细胞生物学行为。
四、研究方法
1、制备羧基化PLGA纳米骨修复材料，通过溶剂挥发法或改进的水-油-水法制备。
2、包裹骨生长因子或药物。以PDGF-BB或TGF-β1为例，将其加入到PLGA溶液中，在较低温度和较短时间下进行震荡或加热，制备PLGA/骨生长因子复合材料。
3、细胞毒性实验方案：在体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1或人类成骨细胞hFOB1.19，将羧基化PLGA复合材料的制备液体分别加入到细胞培养液中，观察细胞的形态和增殖情况。
4、观察羧基化PLGA纳米骨修复材料的微观形态与结构，以及含药量和释放性能，通过手动拨动或者液体外渗测定法，以吸光度检测药物或骨生长因子的释放浓度，并研究其释放规律曲线。
五、研究创新性
本研究主要的创新性体现在以下几个方面。首先，通过羧基化改性，改善了PLGA的毒性，并增强了其生物相容性和黏附能力，使其更好地符合骨组织工程材料的应用需求。其次，在PLGA当中包裹骨生长因子或药物，能够提高纳米骨修复材料的骨生长促进作用，更好地实现功能性修复。最后，通过相应的实验设计和方法，对制备的纳米骨修复材料的生物学特性进行了细致的研究，为其进一步应用提供了有力的科学证据。
六、研究预期成果
本研究预计完成基于PLGA纳米骨修复材料的制备及性能研究，得到以下预期成果。
1、制备PLGA及其复合材料，并通过手动拨动或者液体外渗测定法等方法，观测其药物或生物活性因子的释放规律。
2、通过实验比较，评估纯PLGA和改性PLGA复合材料的催化性能、生物容差度和组织相容性。
3、研究材料的细胞毒性和生物相容性，并比较不同含药量的PLGA纳米复合材料的生物生长因子性质。
4、综合分析以上实验数据，得出基于羧基化PLGA纳米骨修复材料的制备及性能分析的结论。
七、研究意义
在骨组织工程领域，羧基化PLGA纳米骨修复材料具有广阔的应用前景。其生物降解性、生物相容性及可调控性等特点，为其在骨修复和再生、药物输送等领域应用奠定了基础。通过本次研究，可以拓展PLGA材料的应用范围，从而推动骨组织工程材料的发展。