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新型可降解材料聚羟基丁酯(PHB)在血管组织工程中应用的实验研究

袁文周  
【摘要】: 组织工程研究的主要内容之一即为细胞赖以贴附和生长的三维支架材料,而目前可供选用的材料种类繁多。虽然材料学家们经过多年的研究,但仍没有找到一种比较理想的完全符合组织工程要求的材料。本实验通过对新型可降解材料聚羟基丁酯(PHB)经改性后用于构筑组织工程血管支架的系列研究,评价该材料在组织工程血管构建中作为血管内皮细胞(VEC)、血管平滑肌细胞(VSMC)载体的可行性。 实验一目的为血管组织工程的实验研究提供细胞来源。方法分别采用酶消化法和组织块法培养VEC、VSMC,并进行细胞的传代、纯化、鉴定以及形态学观察。结果培养的两种细胞均符合VEC、VSMC的形态特征,免疫组化结果为阳性。结论所培养的细胞可供进一步深入的血管组织工程研究。 实验二目的评价PHB与VEC和VSMC的细胞相容性。方法采用培养的VEC和VSMC接种在PHB膜片上,并与PGLA和空白对照作比较,用相差显微镜和扫描电镜观察细胞的粘附和生长情况,并用MTT法测定细胞的粘附率、增殖指数。流式细胞仪测定细胞周期、DNA指数。结果VSMC在PHB上粘附率约为77%,较对照组差,两种细胞的生长符合细胞的生长曲线,细胞无明显凋亡,染色体数目未见改变。结论PHB与VEC和VSMC细胞相容性好,粘附性有待改善。 实验三 目的寻找比较理想的改性方法,使PHB的理化特性及降解速度更符合组织工程血管培养的要求。方法将PHB分别置于一定浓 弟。罕医大学硕士学位论文 度的胶原、纤维连接蛋白(FN)和多聚赖氨酸(PLYS)中进行表面改性, 然后接种细胞,观察细胞在其上的粘附及生长情况,并用MTT法测定其 细胞粘附率、生长指数,用流式细胞仪测定细胞周期、DNA指数。结果三 种改性方法均可提高细胞的粘附率,分别达到:94.5%、98,2%和 95二%, FN改性组S期的细胞比例明显增多,而细胞倍体未发生改变。结论用 胶原、FN和 PLYS对PHB进行表面改性均可提高PHB对细胞的亲和力, 增加细胞的粘附率,从而促进细胞的生长。其中以FN效果最佳。 实验四 目的在动物体内构建血管平滑肌组织,进一步评价PHB的 生物相容性。方法将PHB与VSMC体外复合培养一周,然后植入裸鼠 背部皮下,六周后取材,进行大体观察及组织学检查。结果伤口均一期 愈合。植入的PHB形态未发生明显改变,有一薄层包膜包裹,HE染色 显示平滑肌组织形成,以FN改性组VSMC为多。周围组织未见炎性改 变。空白对照组切片未见VSMC。结论PHB的细胞相容性好,在裸鼠体 内可以构建血管平滑肌组织。 本实验有如下几点创新:首次将新型可降解材料聚羟基丁酯(PHB) 引入血管组织工程中进行研究;首次用三种细胞外基质成分,包括胶原、 纤连蛋白和多聚赖氨酸对PHB材料进行包埋改性,以增加细胞与材料之 间的亲合性,促进细胞的粘附和生长;首次在无兔疫动物裸鼠体内进行 组织工程化血管平滑肌组织的构建。 通过以上实验结果,初步可以判定,PHB作为组织工程血管支架材 料符合组织工程对材料的要求,对其表面进行修饰可以大大增加细胞的 亲合性,有利于细胞的粘附、生长及组织形成。


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