促进心肌细胞生长和心肌片层形成的仿生支架研究

发布时间：2017-06-26 21:09

  本文关键词：促进心肌细胞生长和心肌片层形成的仿生支架研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缺血性心脏病在全球疾病致死率中居于首位,同时心脏毒副作用是许多药物无法进入临床应用甚至在进入临床后被重新召回的主要原因。心肌组织工程能够在体外实现对支架物理性能、化学性能和电生理功能的调控,可取代或重塑受损心肌或者在体外实现高通量、可靠的药物筛选,为心血管疾病治疗的发展带来了新希望。在本研究中,制备了两种类型的仿生支架,包括静电纺丝纳米纤维和基于明胶的水凝胶。其中,通过摸索纺丝参数,得到了稳定的、孔隙率高的PHBV、PANi和PVDF三种材料的纳米纤维。水凝胶的制备方面,选择京尼平作为交联剂交联水凝胶,并利用软刻蚀技术中的微印章技术制备表面具有微结构的水凝胶。结果表明通过控制交联条件,可实现对水凝胶交联度、显微结构和力学性能的调控,更好地模拟体内心肌组织的形貌和力学性能。细胞实验显示,支架的结构能够引导细胞高度有序的排列,明胶水凝胶和氧化石墨烯水凝胶具有优异的细胞相容性,PHBV次之,PANi和PVDF的细胞相容性最差。通过连续观察心肌细胞在各支架上的生长情况,发现心肌细胞在各支架上能够自发跳动,水凝胶支架上的心肌细胞出现整体的同步跳动,并带动整个支架收缩,且微结构组的收缩力度强于无微结构组。比较各支架开始整体跳动的时间和支架收缩力度,发现导电性能增强的氧化石墨烯水凝胶出现整体同步跳动的时间最早,收缩力度最大。利用钙离子指示剂观察跳动细胞的钙离子流变化,钙瞬变观察显示支架上的心肌细胞具有活跃的电生理活动。利用电刺激加载装置对支架施加电刺激,发现水凝胶支架上的心肌细胞能对电刺激信号发生响应。
【关键词】：心肌组织工程 水凝胶 静电纺丝 明胶 氧化石墨烯
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08;R54
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 心肌组织及缺血性心脏疾病概述8-10
• 1.2 心肌组织工程10-14
• 1.2.1 概述10-11
• 1.2.2 支架基底11
• 1.2.3 细胞培养环境与条件11-13
• 1.2.4 细胞13-14
• 1.3 水凝胶14-15
• 1.4 静电纺丝纤维15-18
• 1.5 本论文主要的研究内容18-20
• 第二章 仿生支架的制备和表征20-36
• 2.1 引言20-21
• 2.2 材料和方法21-25
• 2.2.1 材料21-22
• 2.2.2 静电纺丝纳米纤维支架的制备22-23
• 2.2.3 水凝胶支架的制备23-24
• 2.2.4 仿生支架的表征24-25
• 2.3 结果与讨论25-33
• 2.3.1 静电纺丝支架的制备和表征25-27
• 2.3.2 交联度与交联条件的关系27-28
• 2.3.3 不同交联条件下明胶水凝胶的显微结构28-31
• 2.3.4 明胶水凝胶的力学性能31-33
• 2.3.5 导电能力33
• 2.4 本章小结33-36
• 第三章 仿生支架的细胞相容性及对细胞生长行为的影响36-48
• 3.1 引言36-37
• 3.2 材料与方法37-39
• 3.2.1 材料37-38
• 3.2.2 仿生支架的制备38
• 3.2.3 新生SD大鼠心肌细胞的提取与培养38
• 3.2.4 H9c2细胞在仿生支架上的增殖测试38-39
• 3.2.5 扫描电子显微镜对H9c2细胞形貌的观察39
• 3.2.6 支架上细胞的免疫染色观察39
• 3.3 结果与讨论39-46
• 3.3.1 H9c2细胞在不同支架上的增殖情况39-41
• 3.3.2 H9c2在不同支架上的表面形貌41-43
• 3.3.3 心肌细胞在不同支架上的生长情况43-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 仿生支架的功能检测48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 材料与方法49-53
• 4.2.1 材料49
• 4.2.2 仿生支架的制备49
• 4.2.3 水凝胶劲度系数检测49
• 4.2.4 心肌细胞的电生理特性与钙瞬变观察49-50
• 4.2.5 电刺激对仿生支架的影响50-53
• 4.3 结果与讨论53-60
• 4.3.1 水凝胶的劲度系数53
• 4.3.2 心肌细胞的电生理特性与钙瞬变观察53-57
• 4.3.3 电刺激对心肌细胞的影响57-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 总结与展望62-66
• 5.1 论文总结62-63
• 5.2 论文创新点63
• 5.3 论文的不足与展望63-66
• 参考文献66-72
• 发表的论文及申请专利72-74
• 致谢74

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