PCL-PVA-pNSR32靜電紡絲材料作為肌腱組織工程支架的研究.pdf

1、聚己內(nèi)酯（PCL）因具有良好的生物相容性、生物降解性、力學(xué)性能、藥物通過性以及易加工等特點，并且該材料在體內(nèi)降解之后的產(chǎn)物對機體沒有毒害作用，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于組織工程生物材料領(lǐng)域。但由于PCL表面缺乏細胞親和位點且降解速度較慢，因此，該材料在組織工程中應(yīng)用還需對其進一步改性。
　　 本實驗室前期將蜘蛛拖絲蛋白基因轉(zhuǎn)入到大腸桿菌原核表達體系，同時還引入與細胞粘附有關(guān)的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）三肽編碼序列，構(gòu)建了工程菌pNS

2、R32/BL21（DE3），通過高密度發(fā)酵、分離純化獲得32聚體的RGD.重組蛛絲蛋白pNSR32（分子量108kD）。由于表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)含有RGD三肽，使pNSR32具有促進細胞粘附和增殖的特點，可以有效改善PCL細胞親和力的不足。
　　 聚乙烯醇（PVA-124）是一種水溶性的高分子材料，具有較為良好的力學(xué)性能，作為一種醫(yī)療材料已加以應(yīng)用。由于PVA-124具有一定的親水性，可以改善PCL親水性和降解速度慢的不足。
　

3、　 靜電紡絲是近年來興起的一種制備納米纖維材料的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于紡織、軍事、電子和能源等領(lǐng)域，由于納米纖維在形態(tài)上與細胞外基質(zhì)（ECM）十分相似，因此靜電紡絲技術(shù)在組織工程生物材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)制備PCL/PVA/pNSR32納米纖維材料，通過電子顯微鏡（SEM）觀察電紡材料，研討PCL和IPVA的最適配比、pNSR32的含量以及電紡的最佳工藝參數(shù)；通過紅外光譜（IR）分析這三種材料的共混形式；利用比重

4、瓶法測定支架材料的孔隙率；同時還對材料的生物降解性、細胞相容性、組織相容性以及材料力學(xué)性能進行了評價。
　　 結(jié)果：①在電壓80kV、擠出速度5mL/h、固化距離20cm、溫度45℃的條件下，在甲酸溶劑體系中PCL：PVA=2:1，添加5％RGD.重組蛛絲蛋白pNSR32，靜電紡絲可獲得纖維較為均勻的PCL/PVA/pNSR32納米纖維材料。分析PVA、PCL和pNSR32在材料中以簡單的物理形式共混；PCL/PVA和PCL/P

5、VA/pNSR32的孔隙率高達90.2％和88.6％。
　　 ②將PCL、PCL/PV PCL/PVA/pNSR32A、PCL/PVA/pNSR32三種電紡膜分別浸漬于含0.1％脂肪酶（w％）的PBS溶液（pH7.4），探討三種材料的體外降解情況。結(jié)果表明：PCL/PVA、和PCL/PVA/pNSR32復(fù)合材料的降解速率明顯優(yōu)于PCL電紡材料，說明添加PVA能有效改善材料降解速率。
　　 ③用PCL/PVA和PCL/PV

6、A/pNSR32材料浸提液培養(yǎng)小鼠成纖維細胞NIH-3T3，根據(jù)生物材料細胞毒性反應(yīng)分級標準，通過MTT法評價材料的細胞毒性。將細胞與處理過的PCL/PVA和PCL/PVA/pNSR32電紡膜材料共混培養(yǎng)，SEM和HE染色觀察分析，MTT法檢測細胞在材料上的增殖情況。結(jié)果表明：兩種材料的細胞毒性均合格；細胞在PCL/PVA和PCL/PVA/pNSR32材料表面均可以粘附生長，但細胞在PCL/PVA/pNSR32表面的增殖情況要明顯優(yōu)于P

7、CL/PVA表面，這是因為pNSR32中的RGD三肽序列能促進細胞的粘附和增殖。
　　 ④將PCL/PVA/pNSR32、PCL/PVA電紡膜和醫(yī)用膠原分別植入SD大鼠體內(nèi)，術(shù)后3d、7d、14d和30d取材，石蠟切片，HE染色評價材料的組織相容性。結(jié)果顯示，PCL/PVA/pNSR32復(fù)合支架材料可明顯改善PCL/PVA的組織相容性，促進手術(shù)部位的愈合，有效降低材料周圍的炎癥反應(yīng)，其效果與膠原相似。30d取材結(jié)果表明，PCL/

8、PVA/pNSR32實驗組的炎癥細胞基本消失，大量的細胞聚集于材料，材料周圍的組織反應(yīng)與空白對照組相同，炎癥反應(yīng)<Ⅰ級，傷口完全愈合。各組材料組織相容性的順序為：膠原>PCL/PVA/pNSR32>PCL，/PVA。認為PCL/PVA/pNSR32符合肌腱組織工程支架材料的組織相容性要求，有望成為一種新型的復(fù)合生物材料。
　　 ⑤將PCL/PVA/pNSR32電紡膜卷成長棒狀，利用馬尾辮編織法將三股長棒狀PCL/PVA/pNSR