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本研究应用微载体技术和旋转生物反应器(RCCS)规模化培养心肌细胞，在体外模拟微重力条件下构建心肌细胞-支架材料复合体，探索组织工程化心肌组织体外再造的可行性，为生理学和药理学研究提供三维体外模型。实验应用国产支架材料，对采用组织工程技术建造组织工程化心肌组织进行了研究，主要包括以下三个部分：1．对中科院化学所研制的聚乙交酯-丙交酯(PLGA)泡沫材料进行了生物学评价。2．新生大鼠心肌细胞的分离、纯化及培养。3．采用组织工程技术体外建造组织工程化心肌组织的实验研究。研究方法及结果简述如下： 第一部分，对中科院化学所研制的PLGA多孔支架材料进行了细胞毒性实验以及肌内植入实验，对其生物相容性进行了检测和评价，结果表明PLGA支架材料具有良好的生物相容性，从而为该聚合材料作为心肌细胞的支架材料提供了必要的安全性依据。 第二部分，进行心肌组织工程种子细胞的获取与纯化研究。采用胰蛋白酶顺序消化法及差速贴壁法从1～2d龄新生大鼠的心肌组织中分离心肌细胞，观测心肌细胞的形态、搏动状态和反映心肌细胞代谢状况的生化参数，如葡萄糖比消耗率、乳酸比产率、乳酸转化率。结果表明，分离所得的心肌细胞纯度高，在培养的第3d就开始自发搏动，以后连接成片，进而同步收缩，细胞代谢旺盛。 第三部分，研究心肌细胞与多孔材料的复合体。将心肌细胞与PLGA的复合体常规培养以及在RCCS中进行培养，动态观测复合体内心肌细胞的生长状况、超微结构、细胞代谢率及细胞组分的变化，并将它们与正常心肌组织和二维培养的心肌细胞进行比较。同时以Cytodex-3为心肌细胞的体外培育载体，观察心肌细胞-Cytodex-3微载体在体外微重力条件下自发形成组织样三维结构的能力和过程。结果表明，在RCCS中培养的组织工程化心肌组织具有心肌的特殊超微结构，包括肌丝，Z线，大量糖原颗粒和发达的线粒体，免疫组化显示组织中的α-横纹肌肌动蛋白染色呈强阳性，在复合体的周边区域细胞较致密，形态均一，形成了多层心肌细胞结构，细胞与细胞间以及细胞与多孔材料间都相互连接而形成了三维结构。常规培养的复合体中细胞较少且排列疏松。与常规培养相比，RCCS中复合体的细胞代谢更加旺盛。Cytodex-3微载体上的心肌细胞于接种后的12h即已贴附于微载体上，细胞间相互连接，细胞代谢比较旺盛。 结果表明，心肌细胞在体外模拟微重力条件下具有自发形成三维心肌组织样结构的内在能力，说明采用组织工程技术应用PLGA支架可以在RCCS中培育出组织工程化心肌组织。