神经传导功能水凝胶的构建及其在脊髓损伤修复中的应用

发布时间：2020-12-10 07:35

　　脊髓损伤常常导致患者运动和感觉功能的全部或部分丧失,给患者带来沉重的生活和心理负担,而且目前尚无有效治疗脊髓损伤的手段和方法。因此,脊髓损伤后如何促进神经修复和再生一直是广泛关注的研究热点。神经再生组织工程支架的移植及复合相关细胞或活性因子是一种具有广阔前景的治疗脊髓损伤手段。尽管大量的报道表明天然或合成材料可应用于中枢神经组织工程中。然而,单纯模拟细胞外基质并不能满足神经细胞生长的需要。中枢神经组织具有一定神经传导性能,神经细胞可以通过化学物质和电信号传导维持中枢神经系统的发育、稳态和功能。因此,中枢神经组织工程生物材料不仅需要良好的生物相容性,也要具有一定的神经传导功能以利于细胞-细胞间信号传导。另一方面,目前一些常用的支架生物材料存在与中枢神经组织力学性能不匹配的问题,易造成应力刺激,从而导致炎症反应发生以及最终移植修复的失败。水凝胶是一种与人体软组织最为接近的含水性胶体材料,通过组分和结构的调控,可以实现材料与脊髓组织的弹性模量高度匹配。因此,本文从仿生学的角度出发,模拟脊髓组织的神经传导功能和力学性能,设计和制备了基于神经递质多巴胺、导电聚合物和外泌体的神经传导功能水凝胶,作... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

干细胞移植用于脊髓损伤修复机制[11]

华南理工大学博士学位论文6图1-2 中枢神经细胞系统细胞外基质组成[44]Fig.1-2 Extracellular matrix (ECM) components in the central nervous system (CNS)[44]胶原：胶原是细胞外基质（ECM）的重要组分，因此胶原本身具有很好的细胞粘附性，常用于三维细胞培养研究。通过改变交联度，可以控制胶原的强度，孔隙率和降解性，因此胶原蛋白可被成许多不同的形式微结构支架。这些特性使胶原蛋白特别适合应用于中枢神经系统修复，既可以作为基材又可以对其他支架材料进行改性。例如中科院戴建武研究团队巧妙地将胶原膜导管包裹定向排列的胶原纤维束，作为神经组织工程支架，体外结果发现培养在支架上的神经干细胞具有良好的生长、增殖和分化活力[45]。将构建的胶原支架/干细胞一起植入到大鼠的脊髓损伤模型中，发现可以显著促进损伤部位的轴突生长

可见外泌体在中枢神经系统信号转导中的具有重要作用。图1-3 外泌体介导了中枢神经系统细胞间信号传导[97]Fig.1-3 Exosomes in the communication of central nervous system cells[97]神经细胞功能的运行取决于的神经细胞间相互信息传导作用及支持，外泌体作为中枢神经系统神经细胞网络交流的重要方式（图1-3），对于中枢神经系统疾病的治疗也发挥着作用[97]。最新研究表明，外泌体本身的神经保护作用，对神经损伤的修复有一定的积极作用[99]。在神经损伤后的应激状态下，星形胶质细胞释放的外泌体中含有神经元特异性的突触素，少突胶质细胞释放的外泌体含有髓鞘和应急保护蛋白，这些分子参与了神经元的修复过程，具有神经保护作用[100]。当神经元轴突受到损伤后，损伤附近的胶质细胞可通过其分泌的外泌体


本文编号：2908327