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在物质生活极大丰富的当今社会,人们享受美好生活的同时也被一种疾病——心血管疾病所困扰。据有关统计,自1990年至今全球心血管疾病的患病率从2.71亿上升到5.23亿;心血管疾病的死亡率从1210万增加到1860万。而中国是心血管疾病死亡率最高的国家,且从患病趋势来看,心血管疾病愈发的年轻化、幼龄化。目前,临床上治疗心血管疾病的主要方法还是―自体移植‖,但该方法仅相当于―拆东墙补西墙‖效果并不理想。与血管疾病类似,周围神经损伤也是常见的临床疾病,主要由意外事故和医源性创伤造成,患者多呈现感官障碍、运动障碍,严重者甚至瘫痪。血管与神经导管均为人体管状组织,如何有效解决管状组织病变是当前科研工作者亟待攻关的问题。
组织工程是当今热门学科,利用该技术能够构建出在结构和成分上高度仿生人体血管和神经导管的管状支架。而构建组织工程支架的方式有多种,其中静电纺丝法所制备的纳米纤网能有效模拟细胞外基质,为细胞的黏附和增殖提供完美的生长空间。本文利用共轭静电纺丝技术构建纳米纤维管状支架并应用于血管和神经导管组织工程。主要研究内容如下:
(1)以生物友好型材料丝素蛋白(SF)和聚乳酸-聚己内酯共聚物(PLCL)为原料,通过传统静电纺丝技术制备不同质量比的SF/PLCL复合纳米纤维,并对各纳米纤维的形貌、红外、力学、亲疏水性及蛋白质吸附性等性能进行表征。结果表明,当SF/PLCL质量比为40:60时复合纳米纤维的综合性能最佳。该结果为后续实验提供了重要的研究基础。
(2)为获得具有三维结构的管状支架,在上述制备二维平面纳米纤维膜的基础上,以自制的聚四氟乙烯(PTFE)棒作为内芯(直径1mm),结合共轭静电纺丝技术制备出纳米纤维包芯纱,然后抽取内芯获得微口径纳米纤维血管支架。随后对SF/PLCL复合纳米纤维血管支架的纤维形貌、物化性能、力学性质、生物相容性等进行表征。结果发现,SF/PLCL复合纳米纤维血管支架具有均匀的管状结构,优异的力学性质,良好的生物相容性。体外细胞培养结果表明该支架能有效促进血管内皮细胞(VECs)的黏附和增殖,为血管支架的可行性提供了证明。
(3)在纳米纤维血管支架的研究基础上进一步创新,制备复合管状结构的神经导管支架,将多根纳米纤维包芯纱捆成一束,以其作为内芯利用共轭静电纺丝技术在其表面纺制一层纳米纤维,抽取PTFE棒获得具有管中管结构的纳米纤维神经支架。对SF/PLCL复合纳米纤维神经支架的形貌、基础特性及生物相容性进行表征。结果表明,所制备的神经支架具有多通道管状结构,并且力学性能和生物相容性良好。体外细胞培养测试表明该神经支架能够显著促进血旺细胞(SCs)的迁移、增殖。该支架在替代受损周围神经组织方面拥有巨大的应用前景。
组织工程是当今热门学科,利用该技术能够构建出在结构和成分上高度仿生人体血管和神经导管的管状支架。而构建组织工程支架的方式有多种,其中静电纺丝法所制备的纳米纤网能有效模拟细胞外基质,为细胞的黏附和增殖提供完美的生长空间。本文利用共轭静电纺丝技术构建纳米纤维管状支架并应用于血管和神经导管组织工程。主要研究内容如下:
(1)以生物友好型材料丝素蛋白(SF)和聚乳酸-聚己内酯共聚物(PLCL)为原料,通过传统静电纺丝技术制备不同质量比的SF/PLCL复合纳米纤维,并对各纳米纤维的形貌、红外、力学、亲疏水性及蛋白质吸附性等性能进行表征。结果表明,当SF/PLCL质量比为40:60时复合纳米纤维的综合性能最佳。该结果为后续实验提供了重要的研究基础。
(2)为获得具有三维结构的管状支架,在上述制备二维平面纳米纤维膜的基础上,以自制的聚四氟乙烯(PTFE)棒作为内芯(直径1mm),结合共轭静电纺丝技术制备出纳米纤维包芯纱,然后抽取内芯获得微口径纳米纤维血管支架。随后对SF/PLCL复合纳米纤维血管支架的纤维形貌、物化性能、力学性质、生物相容性等进行表征。结果发现,SF/PLCL复合纳米纤维血管支架具有均匀的管状结构,优异的力学性质,良好的生物相容性。体外细胞培养结果表明该支架能有效促进血管内皮细胞(VECs)的黏附和增殖,为血管支架的可行性提供了证明。
(3)在纳米纤维血管支架的研究基础上进一步创新,制备复合管状结构的神经导管支架,将多根纳米纤维包芯纱捆成一束,以其作为内芯利用共轭静电纺丝技术在其表面纺制一层纳米纤维,抽取PTFE棒获得具有管中管结构的纳米纤维神经支架。对SF/PLCL复合纳米纤维神经支架的形貌、基础特性及生物相容性进行表征。结果表明,所制备的神经支架具有多通道管状结构,并且力学性能和生物相容性良好。体外细胞培养测试表明该神经支架能够显著促进血旺细胞(SCs)的迁移、增殖。该支架在替代受损周围神经组织方面拥有巨大的应用前景。