膠原-乳酸-己內(nèi)酯共聚物雙層管狀支架的制備及其組織再生.pdf

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