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蚕丝/镁丝复合编织多孔结构神经导管的制备及其性能研究

张淑军  
【摘要】:临床中,周围神经修复术属于常见但极具挑战性的外科手术,其中自体神经移植方法是修复该缺损的“金标准”。然而,由于自体供体神经匹配困难且来源有限,供体区域因二次手术引起感染、疤痕及神经瘤等并发症发生率高,并且异体神经移植存在交叉感染、疾病传播和免疫排异反应等问题,临床治疗上对替代治疗方案有巨大需求。因此,医学和材料研究人员不断寻找适宜的人造神经移植材料来代替、引导和促进神经再生,帮助神经功能恢复和重建。本课题以脱胶蚕丝、镁丝、丝素蛋白和壳聚糖为材料,采用立锭编织工艺和冷冻干燥技术,制备出具有良好生物相容性和力学性能的蚕丝/镁丝复合编织和丝素蛋白/壳聚糖多孔结构(SF/Mg-SF/CS)神经导管,并优化了神经导管的制备工艺参数,研究了神经导管的外观形貌、结构特征和力学性能,采用细胞和动物实验,评价了神经导管的生物相容性和修复效果。SF/Mg-SF/CS神经导管的制备和力学性能测试:设计了四因素三水平正交试验,以神经导管的力学性能和孔隙率为综合考察指标,优化了神经导管的编织工艺参数。通过扫描电镜(SEM)、质构分析仪和万能材料测试仪等设备研究了神经导管的外观形貌、结构特征和力学性能。结果显示:内径为2mm的神经导管孔隙率为69.69±4.56%,径向压缩形变50%时的抗径向压缩力为2.77±0.19 N,反复100次压缩到50%后的回弹率为83.15±2.77%,断裂伸长为39.08±0.82%时,断裂强度为47.78±3.24 MPa;内径为3 mm的神经导管孔隙率为67.53±2.01%,径向压缩形变50%时的抗径向压缩力为2.44±0.12N,反复100次压缩到50%后的回弹率为88.42±0.46%,断裂伸长为56.09±0.86%时,断裂强度为31.90±3.02 MPa。SF/Mg-SF/CS神经导管的生物相容性和有效性的细胞和动物实验:体外共培养神经导管与雪旺(RSC96)细胞3周,通过对雪旺细胞形态和增殖活力的观察,评价了神经导管的生物相容性;构建了大鼠实验动物模型,将内径为2mm的神经导管植入大鼠皮下,设置6周为观测时间点,体内验证神经导管的生物相容性;将大鼠坐骨神经切除后,植入内径为2mm的神经导管,在8周后取出,与对照组大鼠自体修复的神经进行了对比。研究结果显示:神经导管实验组腓肠肌湿重比达到了自体组腓肠肌的83.5%;发现实验组的神经导管两端的神经端口生长良好,截取远端再生神经对髓鞘染色,通过TEM观察发现自体组与导管组的髓鞘直径与厚度无显著性差异,表明SF/Mg-SF/CS神经导管具有良好的生物相容性以及促进神经修复能力。综上所述,本课题结合纺织编织成型技术和冷冻干燥技术研制了一种具有良好力学性能和生物相容性的SF/Mg-SF/CS神经导管,并优化得到了最佳的制备工艺参数;通过细胞和动物实验证明了 SF/Mg-SF/CS神经导管能促进受损神经的组织修复和功能恢复,在人工神经移植材料领域具有潜在的研究和应用价值。


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