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伤生髓核组织工程细胞支架的构建和性能研究

李长青  
【摘要】:下腰痛是现代社会中一种常见病和多发病,是导致劳动力丧失的主要原因之一。腰椎间盘突出症等椎间盘退行性疾病是引起下腰痛最常见的原因。伴随人体的老化,椎间盘也相应发生退行性改变,如何延缓和降低椎间盘退变的速率,以及研究开发符合椎间盘包括髓核结构与功能的移植物,对退变椎间盘进行功能重建,已成为治疗椎间盘退行性疾病比较理想的解决方案。 近年来组织工程学技术的迅速发展,为体外构建理想的椎间盘组织创造了极其有利的条件并提供了可能。然而采用组织工程学技术构建椎间盘的研究目前国外尚处于起步阶段,国内尚未见相关报道。文献报道中应用于组织工程化髓核的细胞支架基本来源于骨或软骨组织工程的生物材料,使用的均为Ⅰ型胶原或其它如聚羟基乙酸、藻酸钙盐、琼脂糖凝胶、壳聚糖、纤维蛋白等生物大分子。虽然这些支架材料均有较好的生物相容性,而生理条件下髓核组织细胞外基质中的胶原成分为Ⅱ型胶原,由于上述这些生物大分子与C_Ⅱ相比,存在着结构和亲水性差异,因此不能复制出正常髓核的半凝胶状态,在结构和生物力学上存在着巨大的差异。并且这些支架材料不能提供髓核细胞外基质与髓核细胞间的信息交流,从而不能真正作为髓核组织细胞外基质的替代物。因此探索构建理想的细胞支架,成为组织工程化髓核研究的重点和难点之一。 本课题旨在以生理条件下髓核细胞外基质主要成份:C_Ⅱ、HyA和6-CS为原料,探索实验条件,抑制PIC形成,从而构建适用于髓核组织工程的仿生髓核细胞支架,并对其性能进行研究分析,探讨其可行性,以用于组织工程化髓核的实验研究。共包括四部分实验内容。 第一部分、仿生髓核组织工程支架材料的构建及其结构分析。以C_Ⅱ、HyA和6-CS为原料,采用冷冻干燥技术,并结合化学交联技术构建仿生髓核组织工程细胞支架—C_Ⅱ/HyA-CS支架(命名为CHCS支架),并对其GAG含量及成分、孔径大小、孔隙率、含水能力、体外胶原酶降解能力、热变性温度、弹性模量等进行分析。 第二部分、CHCS支架的免疫原性研究。通过大鼠皮下包埋实验,观测在体组织的炎性反应及改建过程,RT-PCR检测组织内Th1/Th2细胞因子mRNA的表达和ELISA


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