基于碳納米管改性的脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠的心肌組織工程研究.pdf

1、目的:制備具有良好成膠性以及穩(wěn)定生物活性成分的心臟脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠，并用碳納米管(CNT)改性，獲得高分散度CNT的復(fù)合水凝膠;觀察該材料對心肌細(xì)胞增殖與成熟的影響，初步探討其影響機(jī)制;并進(jìn)一步研究其對棕色脂肪干細(xì)胞(BADSCs)增殖、向心肌分化分化及功能成熟的影響;通過心梗移植實(shí)驗(yàn)，評價材料對心功能的改善作用、梗死部位的修復(fù)效果以及對BADSCs向心肌分化的影響，為今后CNT-脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠在心肌組織工程研究方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。<

2、br>　　方法:1）采用快速冷凍-SDS-Triton聯(lián)合洗脫系統(tǒng)制備大鼠全器官心臟脫細(xì)胞基質(zhì)并酶解成膠，將CNT加入脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠制成復(fù)合材料，SEM、TEM評價材料的微觀結(jié)構(gòu)，AFM測量彈性模量，電化學(xué)工作站評價導(dǎo)電性;2）以PCR、熒光染色、Western blot等方法觀察不同濃度CNT對心肌細(xì)胞在增殖、成熟等方面的作用，并初步探討其影響機(jī)制;3）在二維材料上用熒光染色、PCR、Western blot等方法評價不同濃度CNT

3、對BADSCs增殖活性、向心肌分化的效率和功能成熟的影響，并構(gòu)建三維工程化心肌組織，觀察BADSCs在三維材料環(huán)境中生長分化的情況;4）制備大鼠心梗模型并進(jìn)行材料移植手術(shù)，術(shù)后1周觀察細(xì)胞滯留情況，4周后Masson染色觀察心梗部位纖維化程度，熒光染色評價移植細(xì)胞向心肌分化的情況，超聲評價移植后大鼠心功能改善的情況。
　　結(jié)果:1）制備了具有良好成膠性能以及穩(wěn)定生物活性成分的大鼠心臟脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠，并使CNT均勻分散其中;2）C

4、NT改性后的復(fù)合材料導(dǎo)電性和機(jī)械性能顯著增強(qiáng);3）CNT濃度為1.0mg/ml時心肌細(xì)胞和BADSCs代謝活性顯著增強(qiáng);4）CNT可以促進(jìn)心肌細(xì)胞cTnT和Cx43的表達(dá)，并能夠增強(qiáng)心肌細(xì)胞的電生理活性;5）CNT可以促進(jìn)BADSCs的增殖和代謝，并顯著增加分化后期干細(xì)胞對α-actinin和cTnT的表達(dá)，電學(xué)活性也較對照組有顯著增強(qiáng);6）構(gòu)建了基于CNT-心臟脫細(xì)胞基質(zhì)復(fù)合水凝膠的具有一定跳動功能的三維工程化心肌組織;7）CNT-脫

5、細(xì)胞基質(zhì)水凝膠攜帶棕色脂肪干細(xì)胞移植心梗部位可減小心梗面積，并明顯提高4周后的心臟泵血功能。
　　結(jié)論:1）CNT可顯著增加材料的機(jī)械性和導(dǎo)電性;2）CNT可以促進(jìn)心肌細(xì)胞的增殖和成熟，可能通過促進(jìn)Cx43的表達(dá)而加強(qiáng)了細(xì)胞間電信號的傳遞，從而促進(jìn)了心肌細(xì)胞電生理的成熟;3）CNT能夠促進(jìn)BADSCs的增殖和代謝活性，并對其向心肌的分化和成熟有明顯促進(jìn)作用;4)CNT-脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠攜帶BADSCs治療心肌梗死，可改善梗死部位局