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丝素蛋白/明胶三维肝组织工程支架的研究

董贵荣  
【摘要】: 目前,肝移植仍然是终末期肝衰竭唯一可行的治疗方法,但是由于临床应用中遇到器官短缺、技术复杂、成本昂贵等种种难题,因此,用组织工程方法构建出人工肝脏是临床医学和材料研究者们的共同追求的目标。 组织工程三要素包括种子细胞,细胞外基质材料(支架材料)以及组织与器官的构建与再生。本文首先从支架材料出发,探索丝素蛋白/明胶三维肝支架的制备工艺,通过控制冻干温度、浓度、后处理时间等参数,用冷冻干燥的方法成功获得了均质三维多孔丝素蛋白/明胶支架。对不同配比的丝素蛋白/明胶支架材料的形貌、结构、力学性能、孔隙率、溶胀率、降解率等一系列物理性能进行了分析研究。结果表明,该复合支架材料具备可降解吸收性及良好的力学性能和加工性能,能满足肝组织工程的使用需求。 肝组织工程不仅要求材料具备良好的理化性质,还要求具备良好的生物相容性。在评价支架材料的组织相容性时,将丝素蛋白/明胶支架植入大鼠背部,与壳聚糖/明胶支架进行比对实验,在15天的体内植入实验过程中,丝素蛋白/明胶支架仅引起轻微的炎症反应,降解速率也与细胞生长速率相匹配,体内实验结果表明丝素蛋白/明胶支架材料具有优异的组织相容性。 最后,以支架结构为评价重点,对肝组织工程支架进行仿生设计,结合快速成型技术、微压印法和冷冻干燥法制备了三维双管道系统的多孔支架。搭建体外动态培养平台,将肝细胞种植于支架上,进行体外动态培养,并通过形态学、功能学检测方法评价了新型三维肝支架对肝细胞生长分化的促进作用,与不具备三维可控管道系统结构的传统多孔支架对比,证实新型三维肝支架能够促进肝细胞增殖分化以及功能表达,可控管道系统结构能有效促进血管长入,有望应用于组织工程肝的构建。


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