载质粒电纺纤维膜作为血管组织工程支架的研究

论文摘要

静电纺丝是利用静电力使得聚合物溶液或溶体喷射纤维的技术,近年来受到广泛的关注。静电纺丝可以制备出连续均一的纳米级纤维,具有模拟了细胞外基质中胶原纤维的纳米尺度结构和高比表面积,利于细胞的黏附和生长。因此,电纺纤维在组织工程中显示出很大的应用潜能。电纺纤维作为组织工程支架,支架的降解可促进新组织向内生长,而降解速度需要与新组织的形成速度吻合,这样才能提够一个从支架到组织的完美转换。因此,纤维支架的降解速度等需要着重考虑,使其满足具体应用的要求。本文旨在研究与聚乳酸-聚乙二醇共聚物（PELA）纤维膜在不同条件下的降解行为,结果表明纤维膜在磷酸缓冲液（PBS）、模拟矿化液（SBF）和细胞培养液中的降解行为没有明显差异。而将细胞加入培养介质中时,纤维膜的重量损失和分子量损失变大,而分子量多分散性没有明显变化。与体外无细胞参与的降解条件相比,纤维膜经皮下植入后在初始阶段的降解速度比较快,而在后期降解速度变慢。结果表明体内植入后的降解行为与在细胞种植与纤维膜上的降解行为相似,提供了一个有效的用于预测体内降解行为的体外方式。血管化是构建工程化组织中的一个重要问题,再生组织中若无法提供充足的营养供应和排出代谢废物将无法存活。本论文通过乳液电纺方式制备携载一种或两种具有血管生成因子：血管内皮生长因子（VEGF）或碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）编码质粒的核壳纤维。体外释放实验发现核壳结构减少了突释效应,pDNA持续释放近1个月。将人脐静脉细胞（HUVEC）接种于支架上,考察了细胞的黏附和增殖、细胞的转染效率及细胞外基质分泌,结果表明纤维支架具有促进内皮细胞增殖、胶原和层粘蛋白等基质的分泌,在28时间内持续转染和表达目标蛋白。初步评价了载质粒纤维膜促进血管再生的能力,将纤维膜植入大鼠皮下,结果表明,与浸润质粒的纤维膜相比,4周时载质粒纤维膜诱导形成的血管数目增加了100%,显示了携载质粒纤维膜作为血管组织工程支架的潜力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 静电纺丝技术
• 1.1.1 静电纺纤维的特点
• 1.1.2 核壳纤维的特点及制备方法
• 1.1.3 乳液电纺制备核壳纤维的原理及研究现状
• 1.2 静电纺纤维组织工程支架
• 1.2.1 静电纺纤维组织工程支架的特点及优势
• 1.2.2 静电纺纤维组织工程支架的研究现状
• 1.2.3 载活性物质静电纺纤维组织工程支架的研究进展
• 1.3 载基因组织工程支架
• 1.3.1 载基因的优势
• 1.3.2 载基因组织工程支架的研究进展
• 1.3.3 静电纺纤维载基因的研究进展
• 1.4 血管组织工程
• 1.4.1 血管组织工程的进展
• 1.4.2 静电纺纤维作为血管组织工程支架的研究进展
• 1.5 课题的立题意义和研究内容
• 1.5.1 本课题的来源
• 1.5.2 本课题的研究目的和意义
• 1.5.3 本课题的研究内容
• 1.5.4 本课题的创新点
• 第2章 电纺纤维支架的体内外的降解行为
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 电纺PELA纤维
• 2.1.3 PELA电纺纤维的表征
• 2.1.4 PELA电纺纤维的灭菌及细胞培养
• 2.1.5 PELA电纺纤维的体外降解行为
• 2.1.6 PELA电纺纤维的体内降解行为
• 2.1.7 PELA电纺纤维降解行为的表征
• 2.1.8 统计学分析
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 电纺纤维PELA的表征
• 2.2.2 灭菌方式对电纺纤维PELA的影响
• 2.2.3 电纺纤维PELA在体外降解后的形貌变化
• 2.2.4 电纺纤维PELA在体外的降解行为
• 2.2.5 电纺纤维PELA在体内的降解行为
• 2.3 本章小结
• 第3章 携载PDNA-PEI复合粒子电纺纤维的制备及表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 质粒PVEGF和PBFGF的提取及纯化
• 3.1.3 质粒DNA的定量及定性分析
• 3.1.4 PDNA-PEI复合粒子的制备
• 3.1.5 PDNA-PEI复合粒子的表征
• 3.1.6 载PDNA-PEI复合粒子电纺纤维的制备
• 3.1.7 载PDNA-PEI复合粒子电纺纤维的表征
• 3.1.8 电纺纤维中质粒DNA的表征
• 3.1.9 电纺纤维中质粒DNA的体外释放行为
• 3.1.10 统计学分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 纯化PVEGF的表征结果
• 3.2.2 PDNA-PEI复合粒子的表征
• 3.2.3 载PDNA-PEI复合粒子电纺纤维的形貌与结构
• 3.2.4 电纺纤维中质粒DNA的表征
• 3.2.5 电纺纤维中质粒DNA的体外释放行为
• 3.3 本章小结
• 第4章 携载PDNA-PEI复合粒子电纺纤维的生物学评价
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 细胞在纤维膜上的接种
• 4.1.3 细胞在纤维膜的生长行为
• 4.1.4 纤维中包裹质粒PDNA对细胞的转染
• 4.1.5 纤维膜上细胞的VEGF表达量
• 4.1.6 纤维膜上细胞的基质分泌
• 4.1.7 体内植入实验
• 4.1.8 组织学观察
• 4.1.9 统计学分析
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 细胞在纤维膜上的生长行为
• 4.2.2 纤维膜上细胞的VEGF表达量
• 4.2.3 纤维膜上细胞的转染效率
• 4.2.4 纤维膜上细胞的基质分泌
• 4.2.5 细胞与支架间的相互作用
• 4.2.6 成熟血管的密度
• 4.3 本章小结
• 全文结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文