細(xì)胞混合種植法構(gòu)建TiO2納米管有序生物透析膜的組織工程研究.pdf

1、疾病控制與預(yù)防中心報(bào)道,在美國(guó),腎臟疾病已成為第九大主要死因。盡管傳統(tǒng)的腎替代治療,如血液透析、血液濾過(guò)及腹膜透析都能成功用于長(zhǎng)期治療慢性腎衰竭,但仍然有高的死亡率?，F(xiàn)有的生物人工腎小管輔助裝置(bioartificial renal assist device,RAD)克服了傳統(tǒng)透析技術(shù)只替代了腎小球的功能,而忽略了腎小管功能的缺陷。體外實(shí)驗(yàn)證明該裝置能很好地發(fā)揮腎小管的功能,被美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)進(jìn)入Ⅰ/Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)。但因所采用的

2、透析膜材料為高分子聚合物薄膜,該材料固有的疏水性表面限制了其應(yīng)用,另外,其孔密度較低,不便于裝置的微小化及體內(nèi)移植。
　　TiO2納米管陣列由于其優(yōu)異的生物相容性、親水性及特殊的管狀結(jié)構(gòu),近年來(lái)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。本文探索采用排列規(guī)整、兩端通透及較高孔密度的TiO2納米管陣列薄膜作為透析膜材料,以克服高分子聚合物薄膜的缺陷。能否將腎臟細(xì)胞較好的黏附于TiO2納米管材料并使其發(fā)揮腎臟的生理功能,目前還沒(méi)有公開(kāi)的文獻(xiàn)報(bào)道。本

3、文采用陽(yáng)極氧化法制備了兩端通透的TiO2納米管陣列,通過(guò)控制陽(yáng)極氧化電壓獲得了4種不同管徑的納米管材料,將每種材料分別經(jīng)未退火未光照、未退火光照、退火未光照及退火光照處理,并在其上分別種植腎小管上皮細(xì)胞株(LLC-PK1)和血管內(nèi)皮細(xì)胞株(ECV304)。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究了TiO2納米管材料的幾何形貌參數(shù)、晶型結(jié)構(gòu)及光催化活性等對(duì)兩種細(xì)胞的黏附及增殖影響規(guī)律。利用熒光顯微鏡考察了TiO2納米管陣列有序生物透析膜組織工程構(gòu)建中細(xì)胞-材料

4、之間的相互影響規(guī)律,采用MTT方法檢測(cè)了黏附細(xì)胞的活性及增殖;同時(shí)使用掃描電鏡觀察了LLC-PK1細(xì)胞及ECV304細(xì)胞的生長(zhǎng)形態(tài)。在獲取了各單種細(xì)胞最佳的生長(zhǎng)條件參數(shù)之后,考察了混合細(xì)胞之間的相互作用機(jī)理,研究了膠原蛋白和動(dòng)態(tài)剪切力對(duì)單種細(xì)胞及混合細(xì)胞的黏附、增殖的影響規(guī)律,并對(duì)制備的透析膜材料進(jìn)行了初步的重吸收功能檢測(cè)。
　　研究結(jié)果表明管徑為70nm且退火未光照的TiO2納米管陣列膜最有利于LLC-PK1細(xì)胞及ECV304細(xì)

5、胞的黏附及增殖;掃描電鏡觀察顯示LLC-PK1細(xì)胞在TiO2納米管上的生長(zhǎng)形態(tài)多呈鵝卵石樣,并延伸出很長(zhǎng)的偽足,且細(xì)胞表面附著密集的微絨毛;ECV304細(xì)胞在納米管上呈圓形。細(xì)胞混合種植能較好地促進(jìn)各單種細(xì)胞的黏附生長(zhǎng),混合細(xì)胞的活性要高于兩單種細(xì)胞;在材料表面包被膠原蛋白能明顯改善內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、增殖,但對(duì)上皮細(xì)胞的影響不大;動(dòng)態(tài)剪切應(yīng)力可明顯提高增殖活性,且使細(xì)胞分布更均勻,有利于細(xì)胞形成單層狀;功能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)兩種細(xì)胞能在TiO2