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第一章 探讨多巴胺导电冷冻水凝胶的体外细胞相容性及促进C2C12细胞增殖的实验研究目的:本章节主要探讨一种多巴胺激活的导电冷冻水凝胶(Dopamine-based polypyrrole-methacrylated gelatin cryogel,Ppy-GelMA)对成肌细胞活性的影响以及作为骨骼肌组织工程材料的可行性的探讨。方法:通过扫描电镜了解材料结构,并将C2C12细胞种植于合成的多巴胺导电冷冻水凝胶上,通过扫描电镜了解细胞粘附生长情况,活死染色了解材料的细胞相容性,CCK-8试验、Ki-67免疫荧光染色研究材料对促进细胞的增殖效应。结果:扫描电镜结果显示此水凝胶具有均一连通的多孔结构,Ppy-GelMA导电水凝胶上的成肌细胞具有同向排列性;活死染色显示此水凝胶对C2C12成肌细胞有良好的细胞相容性;CCK-8检测显示Ppy-GelMA导电水凝胶上的细胞活力显著高于GelMA水凝胶上的细胞活力;Ki67免疫染色结果显示Ppy-GelMA导电水凝胶相比GelMA水凝胶拥有更高的Ki67阳性细胞率,显示更高的增殖活性。结论:我们的研究表明Ppy-GelMA导电水凝胶有良好的细胞相容性并能促进成肌细胞增殖。第二章 多巴胺导电冷冻水凝胶材料对小鼠小腿三头肌损伤的体内修复作用研究目的:分析植入肌内材料对损伤骨骼肌肌纤维的坏死及再生、巨噬细胞数量变化情况,明确多巴胺导电冷冻水凝胶的体内反应性。方法:用心脏毒素(CTX)注射小鼠小腿三头肌建造骨骼肌损伤模型,设立PBS组,损伤组,GelMA组,Ppy-GelMA组。分别将GelMA及Ppy-GelMA材料种植C2C12成肌细胞后植入小鼠小腿三头肌内,在第1周、3周时活体测量小鼠小腿三头肌收缩力,随后处死并摘取小鼠小腿三头肌,测量小鼠肌肉湿重,冰冻切片、HE染色或F4/80免疫荧光染色并显微镜下观察结果。结果:1周时测量个组的小腿三头肌收缩力及肌肉湿重,除了 PBS组外,Ppy-GelMA组小鼠小腿三头肌收缩力最高,且相对于损伤组有统计学差异。3周时各损伤组小腿三头肌收缩力、肌肉湿重均有提高,其中Ppy-GelMA组小腿三头肌收缩力、肌肉湿重仍为最高,表明骨骼肌功能恢复最好。冰冻切片后,进行HE染色,可见各损伤模型组间在1周时炎症浸润均较强烈,而CTX损伤组无论在1周还是3周时炎症浸润均较材料组高,Ppy-GelMA组炎症浸润则最低。根据HE染色结果进行肌纤维大小测量,可见1周及3周Ppy-GelMA组肌纤维在损伤模型组间均最大。进行F4/80的免疫荧光染色结果显示,1周时各损伤模型组均有强烈的巨噬细胞浸润,而在3周时各组的巨噬细胞浸润均明显下降,而Ppy-GelMA组巨噬细胞浸润程度最低。结论:将导电冷冻水凝胶植入损伤模型的小腿三头肌后能够促进损伤骨骼肌的肌力恢复,能减轻局部的炎症浸润,促进肌纤维的再生修复。因此导电冷冻水凝胶是一类具有前景的骨骼肌组织工程支架。