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纤维基组织工程支架结构对细胞行为的影响
有效引导细胞的生长对于组织工程的发展至关重要,而目前研究表明细胞与支架的相互作用受到材料表面结构的影响,这为设计细胞诱导生长的新型支架提供理论依据.通过静电纺丝技术制备的纤维基支架可以模拟天然细胞外基质的纤维网络结构,对于细胞的生长和组织修复有促进作用,因此成为组织工程支架设计的研究热点.从纤维直径、空间排列、孔径等方面综述支架结构对细胞增殖、迁移、分化等行为的影响,并进一步讨论利用静电纺和静电纺复合技术制备不同纤维结构的常用方法,并展望纤维基支架的未来发展方向.
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利用Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜构建组织工程化气管补片的初步研究
目的 初步探讨以胶原/聚左旋乳酸-己内酯共聚物(Collagen/PLCL)复合纳米纤维电纺膜作为支架材料复合肋软骨细胞构建组织工程化气管补片的可行性.方法 分离及培养2月龄新西兰兔肋软骨细胞,取第二代肋软骨细胞种植于Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜,并进行扫描电镜观察,然后利用"三明治"法构建成细胞材料复合物,体外培养4周再植入裸鼠背部皮下,4周后取出进行大体观察、组织学染色以及Ⅱ型胶原免疫组织化学检测以评价组织成软骨效果.结果 扫描电镜显示肋软骨细胞在该材料上黏附生长良好,细胞材料复合物在体内培养4周后已形成类软骨样组织,组织学检查HE染色可见有大量软骨陷窝形成,甲苯胺蓝、番红O染色可见有大量软骨基质分泌,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性表达提示该组织含有软骨组织特有的Ⅱ型胶原.结论 Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜对于兔肋软骨细胞具有良好的生物相容性,复合肋软骨细胞形成的组织工程化软骨类似于正常透明软骨组织,适合于构建组织工程化气管补片.
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两种聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纳米纤维膜的性能比较
背景:聚左旋乳酸和聚己内酯各自都有其优点与缺点,而共聚或共混后性能可以得到有效的改善,但因为两者添加比例的不同会对性能有一定的影响,在不吲的纺丝溶液浓度下纺出的纤维性能亦会有所差异.目的:通过对两种原料聚(左旋乳酸-己内酯)(75/25;50/50)在不同纺丝液浓度下制得的纳米纤维膜各种性能的比较,选出佳的原料和相应的纺丝液浓度.设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-09/2008-11在东华大学生物材料与组织工程实验室完成.材料:将聚聚(左旋乳酸-己内酯)材料在乳酸/己内酯为75/25和50/50两种比例下,在质量分数为4%,6%,8%和10%纺丝液浓度下通过静电纺丝制备纳米纤维膜.方法:扫描电镜样品经表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维膜的彤貌.在万能材料测试机测试其断裂强度和断裂伸长率.采用MTT法测试猪髋动脉内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况.主要观察指标:静电纺纳米纤维膜的纤维形态、力学性能及生物相容性.结果:通过扫描电镜观察发现由质量分数为6%聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制备的纤维膜具有更好的纤维形态,且直径分布均匀;拉伸力学测试显示由聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制备的纤维膜比聚(左旋乳酸-己内酯)(75/25)具有更高的断裂伸长率,但断裂应力较低;细胞生物相容性实验表明猪髋动脉内皮细胞在质鼍分数为6%和8%聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)的纳米纤维膜上更能有效的黏附与增殖.结论:纺丝液质量分数为6%的聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制得的纳米纤维膜各项性能较优.
关键词： 聚(左旋乳酸-己内酯) 静电纺 纳米纤维膜 生物相容性 -
生物交联剂京尼平对静电纺明胶纳米纤维膜改性的影响
背景:生物高分子纳米纤维膜极不稳定,易水解,所以需要进行交联改性.而以往所采用的交联剂具有一定的细胞毒性,降低了材料的生物相容性.目的:用生物交联剂京尼平对静电纺明胶纤维膜进行交联处理,观察交联产物的理化性能和生物相容性.设计、时间及地点:观察性实验,于2008 03/10在东华大学生物材料与组织工程研究实验室完成.材料:将交联剂京尼平按质量比为0.0%,2.5%,5.0%,7.5%,10%加入明胶溶液中共混,通过静电纺制各纳米纤维膜.方法:扫描电镜样品纤表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维表面的形貌.在万能材料测试机测试其拉伸力学性能.采用MTT法测试猪动脉血管内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况.主要观察指标:其混静电纺明胶纳米纤维的形态结构,力学性能、生物相容性.结果:通过扫描电镜观测发现京尼平共混交联的明胶纳米纤维尺寸略有增大,当京尼平含量为5.0%时,纤维直径大,增大了约200 nm;力学测试显示材料的力学性能在添加京尼平之后有了明显提高,当京尼平含量为5.0%时,应力达到了(2.45±0.09)MPa,应变达到了(3.85±0.57)%;生物相容性实验表明猪动脉血管内皮细胞在经京尼平处理过的明胶纳米纤维膜上能有效地黏附与增殖.结论:含有京尼平的明胶纳米纤维膜各项理化性能都有了显著的提高,与猪动脉血管内皮细胞复合具有良好的生物相容性.
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涤纶/左旋聚乳酸静电纺人造小血管的性能
背景 小口径人造血管常用生物材料左旋聚乳酸,在体内的降解速率不能与损伤缺失小血管的组织细胞修复速率相匹配,且绝对力学强度不够高,不能满足病变血管的修复要求.目的 观察不同质量混纺比的涤纶/左旋聚乳酸静电纺人造小血管生物力学性能及生物相容性.方法 将涤纶和左旋聚乳酸在质量配比为10∶0,7∶3,5∶5,3∶7,0∶10 条件下,通过双头静电纺丝制备纳米纤维人造小血管.结果 与结论 涤纶/左旋聚乳酸静电纺混纺结构在纳米级条件下,涤纶与左旋聚乳酸不会发生化学反应,维持各自特性,其力学性能较纯左旋聚乳酸有较大改善,且具备孔隙率高,透水率低的特点,既利于细胞生长,又不会导致液体大量渗透.质量混纺比为5∶5 时制备的涤纶和左旋聚乳酸人造血管各方面性能较优,其生物相容性可通过调节工艺参数细化纤维来改善.
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十六烷基磷脂酰胆碱复合聚ε-己内酯电纺微球的制备及表征
目的 用静电纺技术制备载表面活性剂型药物十六烷基磷脂酰胆碱的聚￡-已内酯微球并对其进行初步表征.方法 将十六烷基磷脂酰胆碱、聚ε-己内酯和胆固醇共同溶解在二氯甲烷-乙酸-四氢呋喃混合溶剂中形成均相溶液后静电纺.将纺得物冻干后扫描电子显微镜进行形态观察,图形软件评价其粒度及分布.广角X-射线、差示热分析及热重分析考察十六烷基磷脂酰胆碱在微球中的存在状态.结果 可由十六烷基磷脂酰胆碱、胆固醇与聚￡-己内酯所组成的溶液体系电纺得到微球,药物本身载量的增高和胆固醇的添加使得微球球形度变差.扫描电子显微镜下观察到小球周长＜10μm和纤维直径＜500 nm的珠串状微球-纤维复合体系.广角X-射线衍射和热分析可知十六烷基磷脂酰胆碱与聚ε-己内酯结合良好.结论 静电纺有可能作为一种新的制备微球的理想方法进行开发.
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双油酰磷脂酰胆碱复合聚L-乳酸静电纺产物的形态
目的：考察不同质量比的双油酰磷脂酰胆碱与聚L-乳酸复合电纺所得产物的形态。方法将双油酰磷脂酰胆碱与聚L-乳酸以不同的质量比共同溶解在二氯甲烷中制备成均相溶液或者W/O乳液后静电纺。扫描电子显微镜观察所得产物形态。结果当双油酰磷脂酰胆碱与聚L-乳酸的质量比较低时，产物呈现珠子-纤维结构，当前者比例增高后，纤维逐渐变细、不连续直至消失，当组成几乎为双油酰磷脂酰胆碱时，产物呈现单个的颗粒状，直至呈现条状。结论在不同的比例下以双油酰磷脂酰胆碱与聚L-乳酸静电纺可以得到形态多样的产品。
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三维取向PLGA神经导管促进坐骨神经再生的实验研究
目的:探讨应用改进静电纺丝技术一次成型制备三维(3D)取向聚乳酸与聚羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米神经导管的可行性,检测其对坐骨神经再生的促进作用.方法:应用改进的静电纺丝技术制备无缝取向PLGA纳米神经导管,通过扫描电镜和透射电镜检测支架的纳米结构;分别制备取向和非取向纳米纤维支架修复13mm坐骨神经缺损模型.36只成年SD大鼠随机分为3组(每组12只),A组:非取向PLGA神经导管组(阴性对照);B组:取向PLGA神经导管组,C组:自体神经移植组(阳性对照),于术后3月通过大体观察、行走足印分析、腓肠肌萎缩率、电生理检测、组织形态学检测、透射电镜检测及图像分析,评价无缝取向PLGA纳米神经导管修复坐骨神经缺损的效果.结果:神经导管修复神经缺损三月后,大体观察显示神经导管结构完整,无坍塌和断裂;各组再生神经均有通过神经导管长入远端.B组与C组的腓肠肌萎缩率和神经电传导速度无统计学差异(P＜0.05),均优于A组.B组与C组再生神经纤维数量及成熟程度均要明显优于A组.结论:无缝取向PLGA纳米神经导管能够诱导并促进神经再生,提高坐骨神经再生的质量,有望成为自体神经移植的替代物.
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聚己内酯-碳酸亚乙酯[Poly(CL-EC)]和血管内皮生长因子(VEGF)静电混纺支架的构建及其生物学性能
目的 以聚己内酯-碳酸亚乙酯[Poly(CL-EC)]共聚物混合血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),采用静电纺的方法构建纳米支架并检测其生物学性能.方法 按照EC/CL共聚物比例为1∶9、1∶6、1∶4,Poly(CL-EC)浓度分别为5％、10％、1 5％电纺纤维膜,分析电纺纤维膜的表征和力学性能.然后将VEGF按照0 ng/g、10 ng/g、100 ng/g、1 μg/g的质量比与Poly (CL-EC)溶液混合,电纺制备纳米支架.对混纺膜进行细胞增殖和黏附试验、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放试验、间接溶血试验和皮下植入试验等检测.结果 根据Poly (CL-EC)电纺纤维膜的表征和力学性能,我们选用EC/CL比例为1∶6的10％ Poly(CL-EC)与VEGF构建混合电纺膜.细胞增殖和黏附试验证实Poly(CL-EC)/VEGF电纺膜具有良好的细胞相容性,尤其是血管内皮细胞;LDH释放试验、接触溶血试验和体内植入试验显示该材料无细胞毒性、有较好的血液相容性和很低的异物反应.结论 静电纺构建的Poly(CL-EC)/VEGF具有良好的生物学性能,能够作为组织工程支架材料.
