構建組織工程化血管化心肌組織的實驗研究.pdf

1、組織工程是一門正在迅速發(fā)展的學科，它的目標是結合細胞、生物材料和生物活性分子來制造、修復甚至替代組織和器官。心肌組織工程是組織工程研究領域的熱點之一。近年來，心肌組織工程研究發(fā)展迅速，要保證工程化心肌組織在體內移植后存活并發(fā)揮功能，及時充分的血液供應起著重要作用。在組織工程化心肌血管化研究方面常使用的方法有：細胞支架材料復合體中添加促血管生長因子、心肌細胞支架材料復合體中添加內皮細胞、將復合體移植到體內血運豐富的部位來促進其血管化等。血

2、管內皮細胞是形成血管網絡的主要功能細胞，到目前為止，通過在心肌細胞和支架復合體中復合血管內皮細胞的方式促進再造心肌的血管化是目前研究的熱點。 本研究首先嘗試分離培養(yǎng)人臍靜脈來源的內皮細胞，并與細胞外基質凝膠混合制備組織工程化內皮片層，探索內皮細胞能否在細胞外基質凝膠中存活，并形成一定結構；然后以細胞外基質凝膠為支架，以新生大鼠心室肌細胞為種子細胞，體外構建適用于臨床修復治療用的組織工程化心肌片層；最后以新生大鼠心室肌細胞與人臍靜

3、脈內皮細胞為種子細胞，以細胞外基質凝膠為支架材料，并施以靜態(tài)拉伸，混合構建組織工程化血管化心肌片層。觀察內皮細胞和心肌細胞之間相互作用的關系，并進行初步的組織學鑒定與超微結構觀察，對組織工程化心肌片層的血管化進行初步探索性研究。本實驗嘗試以細胞外基質凝膠為支架加入人臍帶來源的內皮細胞構建組織工程化心肌片層，并施以靜態(tài)拉伸力，不但可以使構建的組織工程化心肌片層更為穩(wěn)定，同時也可以使再造的組織體外維持一定的張力，增強了再造組織的致密性和質量

4、，以期使組織工程化心肌能夠在移植后快速的血管化，提高細胞存活率，更好的應用于臨床，相關研究未見報道。 通過上述研究，我們發(fā)現(xiàn)在三維培養(yǎng)模型中，人臍靜脈來源的內皮細胞在支架中生長狀態(tài)良好，隨著體外培養(yǎng)時間的延長，支架材料內的血管內皮細胞逐漸聚集并形成條索樣的血管組織，采用新生大鼠心室肌細胞與細胞外基質凝膠復合方式可以在體外再造出片層狀心肌組織，構建的組織工程化心肌片層具有心肌組織類似的結構和特性。在三維共培養(yǎng)模型中，可觀察到心肌細

5、胞在支架內活力良好(包括跳動強度，活細胞數量、死細胞數量、心肌形成質量、收縮頻率、細胞凋亡率)，通過細胞凋亡檢測發(fā)現(xiàn)支架內心肌細胞凋亡少，明顯優(yōu)于單純心肌細胞組(P<0.05，t檢驗)。隨著體外培養(yǎng)時間的延長，支架材料內的心肌細胞逐漸聚集并發(fā)育成心肌組織，心肌組織質量優(yōu)于單純心肌培養(yǎng)組。電鏡觀察可見明顯的橫紋結構，以及心肌組織的特征性的超微結構，如T小管，閏盤等。與單純心肌細胞組相比，在形成的心肌組織中，隨著時間的延長，可見更為明顯的條

6、索樣微血管網絡結構的形成，至21天檢測發(fā)現(xiàn)微血管網絡范匿、密度加大，并可見口徑較大的管腔結構樣的小血管形成。 本研究是在液態(tài)膠原中對心肌組織工程血管化研究的首次嘗試。具體研究內容如下： 第一部分：分離培養(yǎng)人臍靜脈來源的內皮細胞，并與細胞外基質凝膠混合制備組織工程化內皮片層。 第二部分：以新生大鼠心室肌細胞為種子細胞，與細胞外基質凝膠混合構建工程化心肌組織片層。 第三部分：以新生大鼠心室肌細胞與入臍靜脈內皮