三種溫控脫細胞載體的制備與性能評估.pdf

1、背景：生物人工肝的核心組成之一是細胞支架，支架材料需要有良好的生物相容性、三維多孔結構、適宜的力學性能、良好的細胞親和性以及細胞可無損傷脫附等。設計、制備新型溫敏高分子三維細胞支架是目前高分子科學研究的熱點之一。
　　目的：制備和構建三種不同的溫控脫細胞載體，模擬細胞外基質的功能，并評估其性能。
　　方法：分別制備共聚異丙基丙烯酰胺溫控脫細胞支架（PNA）、大孔共聚異丙基丙烯酰胺溫控脫細胞支架（PNAK）與大孔共聚異丙基丙烯

2、酰胺交聯(lián)醛基化海藻酸鈉溫控脫細胞支架（PNAKO），檢測三種支架的比表面積、溫敏性能、孔隙率、孔徑及細胞相容性。
　　結果與結論：1.利用 P(NIPAm-AAm)的溫敏特性，合成 PNA三維細胞支架；采用海藻酸鈉為致孔劑，將溫敏性 P(NIPAm-AAm)制成相互連通的多孔三維細胞支架 PNAK；通過 Schiff反應在 P(NIPAm-AAm)上交聯(lián)醛基化海藻酸鈉（OSA），并以海藻酸鈉為致孔劑，制成具有互穿網(wǎng)絡結構的多孔三維

3、細胞支架 PNAKO。2.通過對三種溫控脫細胞支架紅外光譜（IR）比較分析，證明P(NIPAm-AAm)與OSA發(fā)生了化學交聯(lián)反應，PNIPA-AM上的-NHNH2和OSA上的-CHO反應生成C=N鍵。3.三種溫控脫細胞支架比表面積（S）測定結果表明，PNA細胞支架由于沒有加入任何致孔劑，其比表面積只有135 m2/g；PNAK細胞支架由于內部以海藻酸鈉為致孔劑形成多孔結構，使其比表面積大大增加，達到386m2/g；PNAKO細胞支架由

4、于內部不但以海藻酸鈉為致孔劑，而且交聯(lián)醛基化海藻酸鈉（OSA）形成互穿式網(wǎng)狀結構，使其比表面積達到421m2/g，可以印證PNAK和PNAKO比PNA具有更加明顯的孔洞結構。4.三種溫控脫細胞支架掃描電鏡(SEM)檢測結果顯示，PNA溫控脫細胞支架具有不規(guī)則的孔結構，PNAK溫控脫細胞支架具有規(guī)則相連貫穿的多孔和密集均勻的分布，這是由于加入致孔劑海藻酸鈉導致溫敏凝膠產(chǎn)生多孔結構。PNAKO溫控脫細胞支架具有互穿網(wǎng)狀的多孔結構，孔洞密集且

5、分布均勻，相互貫穿相連，說明將溫敏凝膠交聯(lián)醛基化海藻酸鈉，加入致孔劑海藻酸鈉導致溫敏凝膠產(chǎn)生互穿網(wǎng)狀多孔結構。5.三種溫控脫細胞支架溫敏性能檢測表明，三種溫控脫細胞支架均具備溫度敏感特性，而且最低臨界溶解溫度LCST溫度相近。PNA的LCST約為30℃，PNAK的LCST約為28.5℃，PNAKO的LCST約為29.5℃。6.三種溫控脫細胞支架溶脹率(SR)測定結果提示，三種溫控脫細胞支架溶脹度能夠讓支架基本保持形狀，同時滿足細胞營養(yǎng)的

6、獲得和代謝物質傳輸。7.三種溫控脫細胞支架孔隙率和孔徑測定結果顯示，PNAK、PNAKO的孔隙率和孔徑明顯大于PNA，由于PNA孔結構不規(guī)則，實驗數(shù)據(jù)顯示出平均值，因此作為細胞支架PNAK和PNAKO比PNA更具優(yōu)越性。8.三種溫控脫細胞支架的生物相容性評價結果證實， PNAKO支架由于交聯(lián)了醛基化海藻酸鈉降低了細胞毒性，生物相容性明顯優(yōu)于PNA和PNAK溫控脫細胞支架，PNAK相比PNA細胞毒性沒有明顯變化。通過實驗篩選出最佳三維細胞

7、支架 PNAKO，進一步實驗研究是以PNAKO為細胞培養(yǎng)支架。9.誘導后的肝樣細胞在三維溫控脫細胞支架PNAKO中培養(yǎng)28天，經(jīng)組織學切片顯示，細胞形態(tài)良好，生長緊密，呈片狀分布在載體表面及孔隙中，說明支架和細胞的相容性很好。10.利用 PNAKO支架溫度響應性,對6批次誘導培養(yǎng)4周后的D組細胞溫度誘導脫附行為測定結果顯示，當環(huán)境溫度降低時, PNAKO支架收縮，細胞發(fā)生了自動脫附。這種溫度誘導脫附方法可以避免酶解法對細胞造成的損傷,能