静电纺梯度降解神经导管支架制备及其表面改性的研究

发布时间：2020-06-10 13:26

【摘要】：随着组织工程的发展,利用可降解神经导管修复神经损伤是近年来神经修复的重要方法之一。它能创造适宜的神经再生微环境,引导神经生长,而且能够在体内自然降解,在神经修复领域取得了较大的进展。但是,可降解导管在取得成功的同时也存在一些问题。比如,可降解支架在降解过程中由于降解产物的积累而引起的一系列不良反应,例如无菌性炎症等等,这些对组织修复和神经再生都会产生一定的影响。基于以上问题,我们希望构建一种由内到外梯度降解的神经导管支架,通过构建这种导管结构,以期导管在降解的过程中从内到外梯度降解,使整个降解过程缓和有序地进行,从而改善导管在降解过程中出现的块状崩塌、酸性降解物堆积的问题。本研究利用静电纺丝技术和层层卷绕的方法成功制备了梯度降解的神经导管支架,并通过在导管表面截留天然生物材料壳聚糖和在导管表面合成聚多巴胺对导管进行表面改性,以期改善其亲水性从而更好地用作神经修复支架。本论文主要研究结论如下:(1)利用静电纺丝法制备了五种不同比例聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)的取向静电纺丝膜,其中乳酸(LA)和羟基乙酸(GA)的比例分别为50:50,65:35,70:30,75:25和85:15,并按照LA比例依次增大的顺序层层卷绕,即可得梯度降解的神经导管支架,并对其微观形貌、孔隙率、吸水性能、亲水性能、降解性能、力学性能、生物学性能等进行了表征。研究结果表明,导管能实现由内到外梯度降解。同时,导管的孔隙率达到为72.9%,吸水率达到574.8%,最大拉伸强度达到7.1 MPa,均符合对神经组织工程支架的要求。通过三个月的体外降解实验发现,整个的降解过程中失重率基本保持稳定,三个月后失重率达到57.0%,在此过程中pH值也基本保持在7.00~7.23之间,没有出现pH值突降等情况。然后在神经导管支架上培养RSC96细胞,检测细胞的增殖和生长情况发现,细胞活性无显著差异,导管支架生物相容性良好且RSC96细胞在导管内壁取向纤维上的生长形态呈现出一定的取向性。(2)通过截留法利用壳聚糖对导管支架表面进行改性研究。分别选取15 mg、20 mg、25 mg、30 mg等不同浓度的CS对导管支架进行表面截留改性,通过微观形貌的观察、红外光谱分析和热重分析,证明CS成功负载在导管表面。随后对改性后的导管进行了一系列性能表征,结果发现随着CS浓度的增高孔隙率下降,改性后的孔隙率分别为56.3%,52.8%,51.1%和49.2%,吸水性也出现了一定程度的下降,分别下降到349.0%、266.0%、275.6%和268.6%,亲水性能稍许改善,接触角分别由127.0°和128.0°下降到111.0°和117.0°,力学性能得到提高,分别从7.1 MPa分别增加到9.9 MPa、12.1 MPa、12.4 MPa和13.5 MPa。(3)通过在导管表面聚合多巴胺进行亲水性改性,然后进行了红外光谱、亲水性能以及吸水性能的表征。红外光谱结果显示,在导管表面确实有聚多巴胺1506 cm-1处的N-H(氨基化合物)的面内剪切振动峰,证明导管表面改性成功。实验结果显示,导管支架内外表面的接触角分别由127.0°和128.0°下降到0°,由疏水性表面变为亲水性表面,亲水性能得到了巨大的改善。同时吸水性能由改性前的574.8%提高到改性后的678.0%,提高了17.9%,吸水性能也得到显著提高。
【图文】：

功能图,功能,周围神经损伤,趋异性

1 绪论神经再生室的模型，修复了大鼠 10 mm的坐骨神经缺损，并证实了神经趋异性。此后，科学家们进行了大量关于利用神经导管修复神经损伤的研究[1目前，采用神经导管修复周围神经损伤的研究已经大量出现，而制备出生容性良好，优异的生物降解性能的神经导管用于周围神经损伤的修复已成前的研究热点。

示意图,卷绕,示意图,填充物

3图 1.2 卷绕模型的示意图（a-g）和棒状模型（h-j）[29]是细胞外基质的主要成分，其中富含的胶原蛋白成分可加工良好的材料用于组织工程中。Alan J.Ryan等[28]分别选用胶原为神经导管外管和内部填充物来进行导管支架的构建，通过以不同程度的提高胶原支架外管的力学性能，并且随着胶原性能大幅度的提高，，同时降解也逐渐减慢，内管填充物透明质神经导管的刚度，细胞实验表明，神经细胞生长效果良好。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB306;R318.08

【参考文献】