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1、現(xiàn)在,納米生物材料正處于迅猛發(fā)展的時(shí)期。靜電紡絲技術(shù)是制備納米生物材料的有效方法,正在吸引越來越多研究者的關(guān)注。靜電紡納米纖維膜的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞在上面的粘附和增殖。但是,靜電紡納米纖維膜不適合細(xì)胞的三維長(zhǎng)入,在應(yīng)用于病損組織修復(fù)時(shí)存在一定的局限性。把納米纖維加捻在一起可以得到納米紗,納米紗的表面具有納米纖維膜的結(jié)構(gòu)特征,可以仿生細(xì)胞外基質(zhì)。把納米紗加工成膜,就可得到具有較大孔徑和較大孔隙率的納米紗支架。這
2、種支架的孔隙率比納米纖維膜的要大一些,孔徑的大小和細(xì)胞直徑在同一數(shù)量級(jí)。納米紗支架上的孔是由纖維之間的溝壑形成的,這些孔幾乎都是連續(xù)的,從而能使細(xì)胞在支架內(nèi)部深度滲入。
本研究中,我們首先通過傳統(tǒng)靜電紡絲工藝,制備了P(LLA-CL)納米纖維支架和膠原蛋白(COL)含量不同的 COL/P(LLA-CL)納米纖維支架,研究了它們的基本性能,發(fā)現(xiàn)膠原蛋白的加入會(huì)降低纖維的直徑和支架的力學(xué)性能;當(dāng)膠原蛋白含量為25%時(shí),支架表現(xiàn)出了
3、一定的親水性。通過動(dòng)態(tài)流體靜電紡絲工藝,我們制備得到了平行排列的 P(LLA-CL)納米紗支架(NYS-P)和 COL/P(LLA-CL)納米紗支架(NYS-CP)。兩者都是由較粗的纖維構(gòu)成,纖維和纖維之間存在溝壑。不同的是,含有膠原蛋白的NYS-CP支架的單根纖維上,可以看到較多的向外延伸的納米纖維,這種特殊的結(jié)構(gòu),可以較好地仿生細(xì)胞外基質(zhì),有利于細(xì)胞的粘附。結(jié)合前期的研究,我們采用傳統(tǒng)靜電紡絲工藝和動(dòng)態(tài)流體靜電紡絲工藝,使用膠原蛋白
4、含量為25%的COL/P(LLA-CL)共混物制備出了內(nèi)徑為4mm左右的雙層管狀支架(BLTS),這種支架的外層是疏松的納米紗層;內(nèi)層是致密的納米纖維層。用SEM觀察支架的橫截面,發(fā)現(xiàn)內(nèi)外層的分界面比較清晰,兩者結(jié)合得也比較緊密。力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示,管狀支架結(jié)合了內(nèi)外層的各自特點(diǎn),表現(xiàn)出了良好的力學(xué)性能。
體外生物相容性測(cè)試以豬髖內(nèi)皮細(xì)胞(PIEC)和小鼠成纖維細(xì)胞(L929)為種子細(xì)胞。MTT結(jié)果表明,膠原蛋白的加入可以增
5、加支架的生物相容性;細(xì)胞在納米紗支架上的增殖速度比在納米纖維支架上的要快一些,這是因?yàn)榧{米紗支架具有較大的孔隙率,能提供給細(xì)胞更大的生長(zhǎng)空間。細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)和生長(zhǎng)形態(tài)的觀測(cè)結(jié)果表明,內(nèi)皮細(xì)胞經(jīng)過6個(gè)小時(shí)就可以粘附到COL/P(LLA-CL)納米纖維支架上;經(jīng)過24個(gè)小時(shí),細(xì)胞就能完全在支架上伸長(zhǎng)開,表現(xiàn)出了良好的生長(zhǎng)形態(tài);經(jīng)過4天,細(xì)胞已經(jīng)互相長(zhǎng)在了一起,形成了內(nèi)皮組織類似物;經(jīng)過7天,內(nèi)皮細(xì)胞長(zhǎng)成了一厚厚的組織。兔子體內(nèi)生物相容性實(shí)驗(yàn)結(jié)
6、果表明,納米紗支架的大孔結(jié)構(gòu)很適合細(xì)胞的深度長(zhǎng)入和組織的再生。
我們從大鼠活體中分離得到了氣管上皮細(xì)胞和軟骨細(xì)胞,然后將兩種細(xì)胞先后種植在BLTS支架上,放置于細(xì)胞培養(yǎng)箱里培養(yǎng)7天,發(fā)現(xiàn)BLTS支架的外表面生成了軟骨類似物。把種有細(xì)胞的BLTS支架包埋于健康SD大鼠的氣管筋膜內(nèi)2周,進(jìn)行預(yù)血管化處理。然后把預(yù)血管化的BLTS支架、只種有細(xì)胞的BLTS支架、未經(jīng)任何處理的BLTS支架原位移植到了大鼠體內(nèi)的氣管缺損。HE切片結(jié)果表
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