透明质酸—胶原共聚水凝胶作为中枢神经组织工程框架材料研究

透明质酸—胶原共聚水凝胶作为中枢神经组织工程框架材料研究

鹿敏[1]2004年在《透明质酸—胶原共聚水凝胶作为中枢神经组织工程框架材料研究》文中提出透明质酸(HA),是一种由N—乙酰—D—葡萄糖胺和D—葡萄糖醛酸构成的二糖单元重复交替连接而形成的线性多糖,它广泛分布于动物和人体的细胞外基质中。其低免疫原性使之成为优良的生物材料,用于组织工程。胶原蛋白是一种细胞外基质的主要结构蛋白,支持很多不同组织的生长,并具有良好的机械特性。本论文合成胶原与透明质酸进行交联,制备疏松多孔的胶原—透明质酸水凝胶,用于中枢神经组织工程的框架材料。 分别采用扫描显微镜和压汞仪研究了水凝胶的显微形貌和孔隙率及孔径分布,并在体外研究了其生物降解性能,评价了大鼠胎脑皮层神经细胞、MN9D细胞和鸡胚背根神经节与胶原—透明质酸水凝胶的细胞相容性,为中枢神经组织工程材料的选择提供实验依据。将大鼠胎脑皮层神经细胞、MN9D细胞和鸡胚背根神经节与胶原—透明质酸水凝胶联合体外培养,进行光、电镜观察,并采用激光共聚焦显微镜研究了以上叁种神经细胞与该材料中的叁维立体培养。以上神经细胞均能在该材料上贴附并生长,且有促进细胞生长的作用。同时将该材料植入大鼠皮层,初步研究了该材料的神经相容性。 该复合水凝胶具有良好的粘弹性和机械性能,对细胞毒性很低而且可以生物降解,不会滞留于组织或释放有毒残留物质。透明质酸和胶原都是生物相容性材料,他们的复合基质同样不会引发排异反应,所以适用于植入人体。并且它们的多孔性和机械性能为修复细胞的贴附、增殖和分化提供了仿生环境,利于修复过程中营养物质运输以及正常的代谢。实验证明该水凝胶具有良好的神经细胞相容性,是一种有希望的中枢神经系统组织工程的框架材料。

田维明[2]2005年在《透明质酸基中枢神经组织工程框架材料的研究》文中研究表明中枢神经(CNS)的再生是一个世界性的难题。与皮肤、肌肉、肝组织和外周神经(PNS)相比,成熟的CNS组织的再生能力十分有限。组织工程是一种促进CNS再生的很有希望的途径之一。本课题模拟CNS组织的细胞外基质的基本成分和结构,首次详细研究了以透明质酸为基础的水凝胶作为CNS组织工程框架材料的可行性。由于纯的透明质酸凝胶缺乏细胞黏附性能不利于细胞贴附和生长,为了模拟CNS细胞外基质的结构和成分,通过化学接枝的手段,分别用层粘连蛋白(laminin,LN)和多聚赖氨酸(PDL)分别对透明质酸进行改性,以增强HA的神经细胞贴附性能和神经相容性。这一将该材料植入成年缺损大鼠的大脑皮层后,该材料具有良好的神经相容性,能够抑制胶质瘢痕的形成,并能诱导神经胶质细胞的迁移进入材料,为轴突的再生提供良好的生物为环境,促进神经轴突长入将改性后的水凝胶。该材料具有促进血管再生的功能。采用化学接枝的方法将Nogo-66受体的抗体接枝到HA分子上,制备了pH值敏感的抗体疏松系统,研究结果表明接枝抗体在酸性环境中,以较高的速率释放,在中性和碱性的环境下,抗体释放的速度较低。由于损伤后的脑组织的pH值会降低,并且随着组织的修复pH值逐渐恢复到正常的生理值,抗体的释放速度由快逐渐减慢,因此抗体的释放速率就会受到损伤的脑组织不断变化的pH值的调控。同时还系统检测了该抗体输送系统的诱导神经纤维再生的特点,在体外与神经细胞共培养时能够诱导轴突向着材料的方向生长。本研究选用了阻断单侧大脑中动脉的局部灶性缺血大鼠模型作为CNS的损伤模型,将抗体释放系统植入大鼠的脑梗塞区域,能够促进梗塞区脑组织再生及功能重建,并在植入的凝胶内部了发现了β-tublin-Ш阳性的神经细胞。

吕年剑[3]2006年在《聚己内酯的表面改性研究》文中研究指明可降解生物材料—聚己内酯由于其良好的生物相容性、可降解性及降解产物无毒性、良好的机械力学性能,在组织工程细胞培养支架、药物缓释等生物医学领域有广泛的应用前景。然而,聚己内酯的疏水性表面性质限制了其在生物领域的应用。本论文旨在改善聚己内酯的表面性质,提高其表面亲水性、细胞亲合性和抗凝血功能,以满足生物医学领域的应用要求。主要工作内容包括几点:1.在聚己内酯表面引入聚阳离子电解质聚丙烯胺(PolyallylamineHydrochloride,PAH),再通过Layer-by-Layer的方法将天然大分子透明质酸和壳聚糖复合到聚己内酯的表面。与通过氨解的方法相比,聚丙烯胺氯化物的引入不会打断聚己内酯的分子链,因此,不会导致聚己内酯分子量的降解以及机械强度的降低。2.对经过透明质酸和壳聚糖复合的聚己内酯进行了衰减全反射红外测试、表面接触角测试,蛋白质吸附实验和表面凝血试验。红外测试的结果证实了透明质酸和壳聚糖可以有效地自组装到聚己内酯表面;接触角测试的结果表明我们所采用的表面自组装方法可以有效的改善聚己内酯的表面亲水性,材料的表面接触角随着表面天然高分子自组装层数的增加而下降,对于PCL(PAH/HA)n体系,表面接触角可以从纯PCL的85度下降到45度左右,对于PCL(HA/CS)n体系,表面接触角可以下降到55度左右。蛋白质吸附实验表明带正电荷的壳聚糖促进蛋白质的吸附,而透明质酸对减少蛋白质的吸附有促进作用。改性聚己内酯膜表面的蛋白质吸附是由壳聚糖和透明质酸共同作用的结果。材料表面抗凝血试验的结果表明,无论是HA还是CS改性的PCL样品都具有一定的促凝血作用。3.通过同样的Layer-by-Layer方法将肝素和壳聚糖复合到聚己内酯表面,得到了PCL(HS/CS)n体系改性聚己内酯膜,并进行了衰减全反射红外、接触角测试、蛋白质吸附以及抗凝血性和内皮细胞亲和性实验。红外测试的结果证实了表面自组装改性方法的有效性。接触角测试的结果表明:肝素和壳聚糖复合体系对改善聚己内酯表面亲水性更为明显,其表面接水触角随着复合层数的增加而下降,可以从纯PCL的85度最终下降到30度左右。猪动脉内皮细胞亲合性实验表明,与未改性的聚己内酯相比,改性后的聚己内酯的细胞亲合性得到提高,内皮细胞可以在改性后的聚己内酯膜上有效的吸附、增殖和分化。其中表面自组装10层天然大分子聚电解质复合物的样品内皮细胞增值率最高。用新鲜抗凝人血进行的材料血液相容性实验结果表明:肝素的引入可以大幅改善聚己内酯的抗凝血性。4.最后,本文尝试从改变聚己内酯的分子结构来改善其表面性能。并进行了初步探索。通过阳离子聚合的方法合成了聚己内酯—环氧氯丙烷的共聚物,从而在聚己内酯主链上引入一个活性的氯基团,为下一步引入功能性基团创造了条件。与其它引入活性基团的方法相比,此路线更为简便、快速。

参考文献:

[1]. 透明质酸—胶原共聚水凝胶作为中枢神经组织工程框架材料研究[D]. 鹿敏. 山东师范大学. 2004

[2]. 透明质酸基中枢神经组织工程框架材料的研究[D]. 田维明. 清华大学. 2005

[3]. 聚己内酯的表面改性研究[D]. 吕年剑. 复旦大学. 2006

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透明质酸—胶原共聚水凝胶作为中枢神经组织工程框架材料研究
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