宏观超分子组装制备三维支架材料的研究

发布时间：2020-03-25 17:54

【摘要】：组织工程,是一种体外构建具有生物活性的组织以修复或替代受损器官的革命性技术,组织工程支架是其要素之一,能为细胞生长提供支撑和物能交换环境。目前,如何模拟体内三维生长环境,构建内部具有化学、生物特异性的三维支架材料,成为了该领域的重要挑战。近年来新兴发展的宏观超分子组装,因具备实验条件温和、操作相对简单、材料普适性强等优势,已发展成为了一种实现制备三维支架材料的新原理和新方法。本论文针对宏观组装在生物相容性不足方面的问题,和当前细胞在三维空间选择性吸附的难题,主要采用生物相容的天然生物分子,通过宏观超分子组装构建了细胞相容的三维支架结构;利用自然界筛选机制,并实现了细胞在三维空间的选择性吸附和生长。主要研究成果如下:1、设计并制备了生物相容性的聚电解质多层膜,通过外磁场辅助的宏观超分子组装制备了三维支架。细胞吸附实验结果表明,所制备的三维支架对多种细胞具有良好的黏附性,细胞生长形态良好,可以促进细胞增殖,从而实现了细胞相容的三维支架材料的构筑。2、利用自然界中手性对细胞及蛋白吸附的差异性,在保证生物相容性的前提下,采用宏观超分子组装在含有右旋多聚赖氨酸的基底上成功制备了含有左旋多聚赖氨酸的三维支架;细胞实验结果表明,成纤维细胞能够选择性地在所制备的三维支架上吸附和良好生长,并且基底上黏附的细胞较少且不影响支架上细胞的生长状况,实现了细胞选择性吸附和生长的三维环境。由此可见,宏观超分子组装在制备具有复杂构型的化学特异性的三维支架材料表现出一定的优势,并且有望为制备模拟体内细胞生长的复杂三维微环境提供可能,从而为体外组织再造奠定基础。
【图文】：

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授等人在美国顶级期刊Ｓｃｉｅｎｃｅ上发表的一篇名为“组织工程”的论文，对组织逡逑工程进行了准确的描述［１］：它是将应用生物学、化学、物理和工程学的基本原理逡逑相结合，最终发展到生命和健康科学的一个多学科交叉领域［２］。图１－１是组织工逡逑程的基本原理，它主要是开发受损组织或器官的功能替代品，在器官移植前将细逡逑胞接种到生物材料，实现体外组织或器官的培养，而不是简单的将细胞引入到病逡逑变区域来填充缺陷或恢复功能。这些生物材料被称作为支架材料，它为细胞的生逡逑长提供了力学支撑和生长的微环境，促进细胞重组形成功能组织，因此在组织工逡逑程中起着至关重要的作用。现如今，，面向支架材料的研宄热点主要是构造适合细逡逑胞生长、增殖、迁移的多孔结构的生物相容材料。然而，理想的支架材料不仅要逡逑构建类似正常组织的空间结构，还要尽量模拟细胞生长和组织再生所需要的生理逡逑环境

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了、逦／Ｍ＼逦％、逡逑Ｉ！逦＾逡逑图１－１组织工程的基本原理示意图。逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｂａｓｉｃ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｔｉｓｓｕｅ邋ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．逡逑１．２组织工程支架的制备逡逑多年来，针对组织和器官的适应性结构、生物力学和生化特性已开发出不同逡逑类型的支架，并发展了一系列制备方法，包括传统的静电纺丝、溶剂浇铸、冷冻逡逑干燥、热致相分离等。通常，支架材料和制备方法的选择需要考虑如下几个方面：逡逑具有一定尺寸的相互连接的孔隙结构，以利于组织整合和血管化；表面化学生物逡逑相容，有利于细胞的附着，不会引起任何不良反应；具备足够的力学性能，以配逡逑合预期的植入；容易制造成各种形状和尺寸。逡逑１．２．１传统组织工程支架的制备逡逑１．２．Ｕ静电纺丝法逡逑静电纺丝法（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｍｉｉｎｇ）是利用静电力使聚合物溶液形成射流后固化逡逑形成聚合物纤维的技术［４］，该种技术通常可以制备平面的、任意方向均匀堆积的逡逑２逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.3;R318.08

【参考文献】