论文摘要
组织工程化肌腱为解决肌腱缺损及肌腱损伤等医学难题提供了有效的途径,是近年来肌腱缺损修复研究的热点。支架材料在组织工程化肌腱中起关键作用,复合材料是组织工程肌腱支架研究的一个重点。聚乙烯醇（PVA）是一种具良好的化学性能和热稳定性的高分子聚合物,在生物材料领域具有很大的应用价值。但PVA生物相容性较差,对细胞的吸附能力有限。柞蚕丝因其独特的含有利于细胞粘附的精氨酸（Arg）-甘氨酸（Gly）-天冬氨酸（Asp）（RGD）三肽序列,在生物材料领域如组织工程支架等有良好的潜在应用前景。本室前期已将柞蚕丝素纤维用于肌腱组织工程,实验结果显示柞蚕丝作为组织工程肌腱支架材料可促进兔跟骨腱缺损的修复,但实验也观察到柞蚕丝降解性能较差。本研究将PVA和柞蚕丝素蛋白（WSF）两种材料共混,应用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/柞蚕丝素蛋白（简称PVA/WSF）复合纳米纤维材料,对支架的理化性能以及生物相容性进行初步研究,发现其基本满足肌腱组织工程的要求。本文实验结果如下：1.静电纺丝制备PVA/WSF复合纳米纤维材料的最佳配比是：PVA/WSF的质量比为90/10；电纺过程工艺参数：纺丝液浓度11%、固化距离20cm、电压80kV、挤出速度5 mL/h。傅立叶红外光谱分析表明PVA与WSF以物理方式共混,二者之间无新化学键形成。2.体外降解实验结果表明PVA/WSF支架有一定的降解速度,支架的酶解速度快于水解速度。体内降解实验结果显示PVA/WSF复合材料的降解速度快于PVA支架。3.分离SD大鼠肌腱细胞,MTT法考察PVA/WSF复合材料的细胞毒性,同时通过肌腱细胞与PVA/WSF支架复合培养来评价复合材料的细胞相容性。MTT实验结果表明,与PVA浸提液相比,PVA/WSF复合材料浸提液可促进肌腱细胞的生长和增殖。PVA/WSF复合材料的毒性评级为0-1级,符合生物材料的要求。细胞在支架上的增殖曲线测定结果显示,肌腱细胞在PVA/WSF支架上的增殖速度较PVA支架快。细胞与支架材料复合培养HE染色和扫描电镜观察发现,PVA/WSF复合材料较PVA支架材料更利于肌腱细胞黏附,肌腱细胞在复合纳米纤维表面生长呈现一定的方向性,同时细胞在材料表面可增殖形成多层结构。免疫组化实验显示肌腱细胞在各组支架上均可正常表达Ⅰ型胶原蛋白,而且在含RGD序列的PVA/WSF复合材料上呈现出更多的Ⅰ型胶原蛋白。4.以SD大鼠为实验对象,分别将PVA/WSF及PVA材料植入SD大鼠肌肉内部,观察机体的炎症反应和毒性反应。实验发现术后28d后胶原已完全被降解掉,原先植入材料的区域已被新生的结缔组织取代。根据组织学评定标准,材料均呈Ⅰ级-Ⅱ级反应,评价为合格。组织相容性优劣顺序如下：医用胶原>PVA/WSF复合材料>PVA。结果表明PVA/WSF复合支架材料与组织无排斥作用,具有良好的组织相容性。基于上述实验结果,PVA/WSF复合材料基本满足肌腱组织工程的要求。5.建立SD大鼠动物肌腱缺损模型,编织法制备具一定力学性能的人工肌腱。