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《第四军医大学》 2004年
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新型神经组织工程材料的制备及其在周围神经和脊髓损伤修复中的应用

王树森  
【摘要】:本文分三部分。分别为新型神经组织工程支架材料的制备及其在周围神经缺损和脊髓节段性损伤修复中的应用。 第一部分:新型神经组织工程支架材料的制备及其相关特性的研究 脊髓损伤和周围神经缺损的修复是一直尚未解决的世界性难题。目前研究的前沿是神经的组织工程,其很大的难点是缺乏理想的组织工程支架材料。神经组织工程支架材料的组成成分是其重要的参数之一,理想的支架应该与神经细胞合成分泌的细胞外基质(extracellular matrix, ECM)成分能够保持最大限度地接近。用组织工程方法制备的天然ECM桥接体,应含有神经再生所需生物要素和三维结构,无免疫原性,可有效促进轴突再生。在神经细胞外基质组分中Ⅰ型胶原、Ⅳ型胶原和硫酸肝素由于其具有的独特的性质而备受关注。 理想的支架材料应与神经的内部结构相似,这将有利于神经的再生。这是由于神经的再生有着自身的特殊要求。神经轴突的生长不同于其他组织,必须沿一定方向定向生长,才能成为有效的修复再生,最大限度地恢复肢体丧失的功能。以往的材料内部 第四军医大学博士学位论文 没有定向的规律性的孔隙,植入机体后一是由于基质内无规律性 孔道阻碍了神经轴突的生长;二是作为组织工程材料,种子细胞 只能附于其表面,或有限的、较表浅的孔内,呈无规则排列,不 能有效地、有方向地引导轴突定向生长。因此,作为神经组织工 程修复材料基体如能具有轴向排列,将有利于再生轴突定向生长, 从而使损伤的神经获得有效地修复、再生。 本课题首次以I型胶原、IV型胶原蛋白、硫酸肝素制备神经 组织工程支架材料。1.将胶原蛋白、硫酸肝素均溶于0.05mol几 的乙酸中,搅拌成凝胶状,注入硅胶管模具,在Zxlo’5而s‘,速度 下浸入一180℃液氮中,冷凝成冰晶圆柱体,冷冻干燥,以紫外线 照射的方法使其交联。经扫描电镜观察、比较其与周围神经和脊 髓的内部空间结构的异同,计算机图象分析方法测量微孔直径。 2.将Hoechat33342荧光标记的雪旺细胞种植于硫酸肝素一胶原蛋 白(eollagen一heparan sulfate,CHS)支架材料并移植于大鼠坐骨神 经,在荧光显微镜、扫描电镜及光镜下观察其在材料内部的空间 排列形式。3.以10~长CHS支架材料移植修复大鼠坐骨神经缺 损模型,一组分别于术后3、5、7、14d取材,行免疫荧光染色, 在荧光显微镜下观测材料内碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast盯owth factor,bFGF)、神经生长因子(nerve缈wth faetor,NGF)、5 100的阳性标记。另一组分别于术后3、5、7、14d 行股静脉内伊文思蓝血管灌注,血管姗因子免疫荧光染色后,荧 光显微镜下观测血管长入情况。部分标本行透射电镜观察。4.以 胎盘兰染色,MTT法等检测雪旺细胞(Schwalm cen,sc)、嗅鞘细 胞(。lracto叮enshe助ing ee一s,oEes)与CHS共培养时的生物活性。 结果:1.以硫酸肝素复合胶原蛋白结合冷冻干燥技术制备的 支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构,高度仿生神经的内 部空间三维结构,其微管直径为180林m,孔隙率可达91%。2.sc 在支架材料微管内呈线性平行排列,类似于神经基底膜与sc形成 第四军医大学博士学位论文 的Bunger氏带。3.移植术后3d可见材料内bFGF的阳性标记, 其后各组未见阳性标记:NGF、5100均于第sd后,随着S。的 迁入而可见阳性标记,标记于Sc中。4.移植体内3d,血管开始长 入,5一7d,在材料内均可见血管组织,电镜观察亦可见完整血管。 5.Sc、OECs与CHS材料共培养时,保有高度的生物活性,与支 架材料有良好的复合。 结论:以硫酸肝素复合胶原蛋白经冷冻干燥,可以制备在 组分和内部空间结构上高度仿生神经的组织工程支架材料:CHS 材料可在体富集神经营养因子;可早期重建血运:有适宜神经再 生的降解性;有良好的细胞相容性。该材料是在组成成分和内部 空间结构上高度仿生神经的新型神经组织工程材料,对作为细胞 载体和神经的再生均十分有利。 第二部分:硫酸肝素一胶原蛋白支架材料桥 接大鼠坐骨神经缺损 周围神经缺损的修复是一直尚未解决的神经科学的一大难 题,极大的困扰着周围神经外科。自体神经移植是目前应用广泛、 效果可靠的首选应对策略,但由于来源有限、破坏取材区的神经 功能、与受体神经不匹配等不可避免的因素,其应用受到极大的 限制。应用导管修复周围神经缺损,已经有100多年的历史。导 管有多种功能,如可以使损伤远端的调节因子和细胞等仍然直接 与神经再生位点保持接触;为再生轴突通过缺损提供引导;隔离 外源性组织和细胞的侵入等。但迄今为止,尚没有理想的导管材 料可以应用于临床。因此,开发和研究可替代神经移植的神经组 织工程材料就成为目前研究的热点。 本课题以CHS支架材料桥接大鼠坐骨神经10~缺损。32 只SD大鼠随机分为A、B、C、D四组。A组,硫酸肝素一胶原 支架移植桥接组(cHS);B组,自体神经移植组(Autograft);C 第四军医大学博士学位论文 组,空白对照组;D组,正常对照组。桥接修复大鼠坐骨神经缺 损10Innl,术后36w,分别以辣根过氧化物酶(horse radish peroxidase?
【学位授予单位】:第四军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R651

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 廖辉辉;静电纺制备壳聚糖—聚乙烯醇生物相容性纳米纤维及其应用[D];东华大学;2011年
4 梁韡斌;全髋关节置换术有无螺钉技术对髋臼稳定性的研究[D];广西医科大学;2011年
5 罗岗;脑出血后ephrin-b3的表达与白质损伤的相关性[D];山西医科大学;2011年
6 焦悦;肝素对KGF-2介导的NIH3T3增殖及信号转导机制研究[D];吉林农业大学;2011年
7 张程;输合配穴针刺法对脑瘫大鼠神经行为能力发育及脑内GFAP含量的影响[D];辽宁中医药大学;2011年
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【同被引文献】
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2 冷波,全学军,周跃钢,谭怀琴;聚乳酸研究的现状及发展方向[J];重庆工学院学报;2003年02期
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【二级引证文献】
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3 李巍;神经干细胞的分化调控及BDNF基因修饰后对大鼠脊髓损伤修复的研究[D];第三军医大学;2002年
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1 马振莲;大鼠脊髓损伤修复相关基因的分离与初步分析[D];中国人民解放军军事医学科学院;2003年
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