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基于丝素蛋白/壳聚糖的肝组织工程支架材料研究

佘振定  
【摘要】: 丝素蛋白和壳聚糖均为天然生物材料,原料易得,生物相容性好。但丝素蛋白支架成型困难,抗凝血性较差;壳聚糖支架则降解较快,在水溶液里难以稳定存在。本研究将丝素蛋白与壳聚糖复合,希望通过强烈的氢键作用,改善其理化性能,开发出适合于肝组织工程领域的丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料。 丝素蛋白冷冻干燥后易自发形成层片状结构。通过控制温度、浓度、搅拌时间等参数,用冷冻干燥的方法首次成功获得了均质三维多孔的丝素蛋白/壳聚糖支架材料。壳聚糖可以促进丝素蛋白由无规卷曲/α-螺旋向β-折叠的转变,壳聚糖的含量越高,这种转变越明显。对丝素蛋白支架的层片状结构向丝素蛋白/壳聚糖支架的三维多孔结构的转变,提出了丝素蛋白与壳聚糖的自组装模型。 为了考察丝素蛋白/壳聚糖支架的降解性和在水溶液中的稳定性,进行了为期8周的体外降解实验。该支架可以在长达6周的降解时间里保持多孔网络结构,降解速率相对平稳,降解液pH值接近中性,且支架的溶胀性保持稳定。 丝素蛋白/壳聚糖支架的细胞相容性和组织相容性良好。该支架能促进HepG2细胞和原代肝细胞的存活和黏附,可以为细胞提供一个开放的生长环境,促进细胞向支架内部生长,并保证足够的营养和气体交换。支架植入大鼠皮下和大网膜4周的结果表明,其组织相容性较好,仅引起轻微的炎症反应,且体内降解速率适当,在植入4周后仍能保持多孔结构。 在温和的环境下,将肝素引入到丝素蛋白/壳聚糖溶液里,成功制备了含有肝素的丝素蛋白/壳聚糖支架。该支架保持了多孔结构,具有很好的亲水性和力学性能,而且没有细胞毒性。肝素的加入使得丝素蛋白/壳聚糖支架的抗凝血性显著增强,成为可以长期保持肝素活性的有效的肝素缓释系统。


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