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幾丁聚醣電噴射奈米粒子與電紡奈米纖維之製備與應用

為了解決gla250尺寸的問題，作者段文宏善 這樣論述：

幾丁聚醣(chitosan, CS) 奈米粒子是利用電噴灑法所製作。但CS分子 量對於電灑上的影響仍須被探討，CS的分子量對CS粒子的尺寸與型態的影響很大。除此之外，在電灑的過程中，也同樣探究了幾丁聚醣濃度、電場、醋酸的濃度及溶液進料的速率所帶來的影響。CS電灑奈米粒子可應用於藥物輸送及金屬離子的吸附上。為了探討CS電灑奈米粒子在藥物輸送上所具有的潛力，先以吲哚美辛(indomethacin, ID)作為標準藥物，其中包埋的效率、承載能力及釋放曲線已被測定過。利 用電灑方法所製成的球狀CS-ID奈米粒子平均粒徑為340 nm，並且根據CS-ID奈米粒子的 zeta 電位顯示該粒子在懸浮液中相

當穩定。在ID的包埋效率上，電灑的方法 所製成的CS粒子比起其他方法製成的CS粒子效率較好，其中利用電灑法製CS粒子中，150-KDa CS對ID之包埋效率及負載能力比310-KDa CS來得高。而 藥物釋放的曲線所顯示的是釋放分為兩個階段，並在第二個階段得到較長時間的藥物輸送。綜合以上結果，此研究最佳化了CS奈米粒子的製作方法及表現出CS電灑奈米粒子是為有潛力的藥物載體。 CS 粒子同樣可應用於去除水溶液中的二價銅離子。金屬離子的去除與 二價銅離子溶液的pH值、吸附劑的量及接觸時間有極大的關聯。因此在去除水溶液中二價銅離子實驗之中，將會測定pH值、吸附劑的量及接觸時間所帶來的影響。利用glu

taraldehyde與CS電灑奈米粒子交聯可增強電灑CS奈米粒子在酸性水溶液中的穩定性。從等溫的模組中可分析得到吸附達穩態時的數據，吸附二價銅離子最大的吸附能力為192.3 mg/g。為了回收吸附劑，使用 鹽酸及EDTA來脫附二價銅離子。 幾丁聚醣(chitosan, CS)奈米纖維是以電紡技術所製備的。CS溶液與 腔體的溫度會大幅影響CS電紡奈米纖維的型態。此外，在此研究中也同時測定施加電壓、CS溶液濃度、溶劑、共溶劑及注射針尖到收集板之間距離所帶來的影響。而為了能得到均相的CS奈米纖維，需最佳化電紡製備的參數。製備為的CS奈米纖維使用SEM來檢視型態。另外，利用氫氧基磷灰石(Hyd

roxyapatite, HA)修飾CS電紡奈米纖維的表面型態，有兩種方法，一是浸泡模擬人 體體液(SBF)，二是濕式合成法。在浸泡SBF程序之中，CS電紡奈米纖維會在SBF中以不同的時間培養，以生成HA層在CS奈米纖維表面上。之後會以SEM、EDS、FTIR及XRD測定CS電紡奈米纖維表面HA的生成及其型態。由SEM的圖像可得知，CS奈米纖維上所的HA為均勻生成於其上。根據EDS及XRD的結果指出，在奈米纖維上需經六天SBF的培養使HA生成，並且HA的鈣磷比與自然骨相似。接下來為了檢測CS/HA奈米纖維的生物相容性，將大鼠骨瘤細胞(UMR-106)培養CS/HA奈米纖維支架上。與CS奈米纖維

、CS薄膜及CS/HA薄膜相比，CS/HA奈米纖維在細胞的增生及早期的分化有較好的表現。使用複合材料的奈米纖維會增加生物相容性及細胞的親和力。總而言之，CS/HA電紡支架在骨組織工程中是相當具潛力的材料。另外在濕式合成法中，CS奈米纖維會先與GA交聯，再與Ca(NO3)2 和 (NH4)2NO3產生礦化反應。在製備CS/HA電紡奈米纖維中，反應會經過三個循環，以最佳化製備的時間。濕式合成法中礦化的時間約為三個小時，而使用SBF處理的礦化程序最少需144個小時 (六天)。同樣以XRD、SEM、FTIR 及EDS測定HA的生成，結果發現合成的HA相當接近自然骨。與CS奈米纖維相比，CS/HA奈米纖

維對UMR細胞的貼附與延展較好，且電紡CS/HA奈米纖維支架相當適合骨細胞。

膠原蛋白基材對類骨母細胞移動行為之影響及應用於硬骨修補之研究

為了解決gla250尺寸的問題，作者許元銘 這樣論述：

本研究主要分為兩個方向，首先改善膠原蛋白微粒之製程以製備低利徑之微粒，接著進入動物實驗測試膠原蛋白微粒於硬骨修補的潛力，並應用於骨質植體做為填充材料。另一個方向是探討奈米尺寸之膠原蛋白基材對類硬骨細胞移動行為的影響，未來期能藉由調控硬骨植入材料之表面特性來改變材料周圍硬骨組織內細胞的行為表現。 於第一部份實驗中，利用均質機之攪拌乳化法可成功製備出數十微米之膠原蛋白微粒。在改變了數種參數後發現，提高均質機轉速、降低水油相比、提高界面活性劑濃度、降低膠原蛋白溶液之濃度，皆可降低膠原蛋白微粒之粒徑，我門亦可藉由調控上述參數來製作特殊粒徑之微粒。而利用奈米等級之氫氧基磷灰石結晶顆粒，可依需求製

作出不同蛋白質/陶瓷比例之膠原蛋白微粒，且陶瓷呈現均勻分佈。 第二部份，在將膠原蛋白微粒應用於骨填補材料的實驗，結果顯示，無論在微粒表面或是包覆於微粒內部，骨髓幹細胞都能貼附生長並增生，並保有分化能力。此外，若以褐藻酸包覆系統製備膠原蛋白微粒，起始的細胞濃度以106 cell/ml會有較好的細胞活性與增生幅度。動物實驗部份，以骨髓幹細胞結合膠原蛋白/氫氧基磷灰石微粒之硬骨修復程度較佳，螢光標定分析也顯示幹細胞有參與硬骨組織的修補。總結來說，運用含骨髓幹細胞之膠原蛋白微粒作為硬骨組織填補材料，是種可行的策略，值得做更進一步的探討。 第三部份，膠原蛋白微粒應用於製作骨質植體的動物實驗亦

在本研究中有所探討。實驗設計以定期注射PRP進入植體作為變因。根據放射線學分析結果，實驗組與對照組皆有鈣化組織生成，且隨著植入時間增加而提高鈣化程度。其中，實驗組的鈣化速度較對照組為高，但到二十四週時差異會被拉近。而注射PRP之實驗組植體在早期ALP活性明顯較對照組高，推測PRP所含生長因子讓骨質植體有較高的新骨生成作用發生。根據第二十四週實驗組組織切片H&E染色可以觀察到膠原蛋白/氫氧基磷灰石微粒會逐漸被分解而被新生組織所取代，細部也可觀察到新生血管的產生及成骨細胞的作用，甚至有少量的類骨髓組織生成。此部分動物實驗結果證實，在白兔模型上製作預先成形之骨質植體是可行的。 最後，人類類成骨

細胞MG63在不同尺寸(直徑為50-200 nm, 200-500 nm, and 500-1000 nm)膠原蛋白電紡纖維基材上的行為亦得到探討。在膠原蛋白電紡纖維上，MG63細胞的增生較在TCPS及膠原蛋白單體塗佈之玻璃表面上高出約70%。另一方面，細胞之移動性會隨著纖維尺寸的增加而降低。在膠原蛋白基材上，MG63細胞也會有較明顯的張力纖維形成。此外，MG63細胞在不同纖維上的貼附及延展型態亦有所不同。而纖維尺寸的改變對細胞移動性的影響大於對增生的影響。實驗顯示，提供適合的基材表面粗操度可以促進MG63細胞與基材的互動。此結果提供有利資訊於改進以膠原蛋白為基材之生醫材料。