PGA编织型泌尿管的制作及性能研究

论文摘要

泌尿外科的尿道疾病,需要尿道替代和重建来完成治疗。许多学者对尿道泌尿管的修复做出了大量研究,材料选择和构造方法上不尽相同。生物组织工程材料生物相容性好,可降解,可作为尿道替代和重建的理想支架材料,但是材料的选择与支架的成型工艺并没有找到确凿的方式。本课题针对这个特点,选取合适的生物组织工程材料,使他作为泌尿管的降解时间与种植细胞的成长时间相符。即在种植的细胞长成新的尿道泌尿管后,作为支架的泌尿管材料应降解完全,不留残余。这样可以避免产生尿道的阻塞和并发症。对泌尿管成型工艺的要求是要在外观上仿生尿道泌尿管,并且它的孔隙率要达到85%以上,使细胞种植过程中细胞不从孔隙中流走,营养物质能内外交换。除此之外,仿生的泌尿管支架要有一定的力学性能,包括强力,扭转和径向压缩三方面。课题最后选用的是PGA材料,用编织的方式来实现泌尿管外观和生物,力学性能的要求。提高细胞对支架的附着性,加大细胞的存活率是支架种植细胞的关键。因此对成型的泌尿管进行表面改性的后处理,改善和加强支架与细胞间的吸附性。课题采用的方式是低温等离子体处理及RGD生物活性分子接枝,原则是选择合适恰当的等离子体后处理方式,不使支架在处理后产生变形,力学性能急剧下降等结果。尤其是在降解过程中,处理后的泌尿管支架随降解,力学性能急剧下降的可能性很大,在细胞成长未初步成型,而支架过早降解,会导致支架塌陷,尿道堵塞或产生尿瘘等各类并发症,因此严格控制等离子体后处理的类型,温度和时间可以起到即提高泌尿管支架的细胞亲和性,又可避免其因过量的处理而力学性能下降。细胞实验和动物实验是对所研制的泌尿管的检验。先将膀胱平滑肌细胞种植到泌尿管支架上后,放入培养箱进行培养观察1周,观察细胞生长情况正常,没有细菌感染等初步成功后植入裸鼠皮下,模拟体内环境再培养2周,在细胞生长没有受到阻碍和细菌感染的情况下取出,替代公兔尿道,进行动物实验。用HE染色和造影检测法,观察植入公兔体内的泌尿管,随着时间,是否尿道上皮细胞逐渐增厚,泌尿管逐渐降解,尿路是否通畅,没有塌陷和断裂,没有感染并发症。本研究课题是国内外首次用编织型的方式来模拟尿道泌尿管的外观形态和生物及力学性能。并用低温等离子体的方式来改良泌尿管支架与细胞的亲和附着性,以RGD接枝,种植膀胱平滑肌细胞后植入公兔体内,能成功替代尿道,PGA降解后生成新的泌尿管,没有排斥和并发症。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 尿道修复材料发展历史研究进展
• 1.2 本论文的研究意义，目的及方法
• 2 支架材料的选取与准备
• 2.1 尿道组织工程支架材料的研究与应用
• 2.2 泌尿管支架材料选取
• 3 泌尿管支架的成型加工工艺
• 3.1 锭子式编织机的工作原理
• 3.2 编织物的结构分类
• 3.3 泌尿管编织工艺
• 3.4 泌尿管的具体编织工艺参数
• 3.5 整理工艺
• 3.6 泌尿管孔隙率
• 4 等离子体处理及RGD接枝后处理
• 4.1 等离子体处理工艺
• 4.2 RGD接枝
• 4.3 膀胱平滑肌细胞培养
• 4.4 生物相容性能的比较
• 5 PGA泌尿管支架力学性能
• 5.1 成型泌尿管支架力学性能
• 5.2 泌尿管支架降解过程及力学性能损失
• 6 动物实验
• 6.1 实验方法
• 6.2 组织学H-E染色检测
• 6.3 造影
• 7 结论及展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果目录
• 致谢