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管状仿生血管支架的制备及诱导VSMCs取向生长研究

作　者: 章青
导　师: 钟明强；冯杰
学　校: 浙江工业大学
专　业: 材料学
关键词: 微构建血管仿生支架电纺丝熔融纺丝原位再生
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在人工血管工程化中,种子细胞(VSMC、EC、Fibroblast)若不能形成其天然的三维微堆砌结构,就不能发挥正常的功能。除了使用有应力的生物反应器,制备管状仿生支架是诱导种植细胞产生天然微堆砌结构和功能的另一条重要途径。静电纺丝和熔融纺丝能直接、连续地制备聚合物纳米/微米纤维,配合缠绕接收技术,可制备具有周向微槽结构的仿生血管支架。本实验研究了不同电纺工艺(纺丝液浓度、电压、推进速率、接收距离、缠绕转速等)和不同熔纺工艺(熔纺温度、平移速度、缠绕转速等)对仿生管状支架微结构的影响。用静电纺丝结合熔融纺丝并利用溶剂/非溶剂粘结的方式制得了具有两层管壁、外壁具有周向排列微槽的管状仿生血管支架。上述支架用胶原蛋白固定改性后,在其上种植人脐带静脉平滑肌细胞(VSMCs)。用扫描电镜和荧光显微镜观察了纤维不同缠绕角度对VSMCs定向诱导能力的影响。结果表明,该仿生支架具有良好的生物相容性,其表面周向微槽结构对VSMCs的取向排列有明显的诱导作用。这对制备临床用血管替代物具有重要指导意义。在细胞体外评价的基础上,本项目还进行了兔子体内移植试验,以研究仿生支架原位诱导血管再生的可能性。术后1周、1月分别取出管状支架,发现其外层已与兔子自身组织紧密结合在一起(剥开发现支架外层呈粉红色),内腔则有厚约0.4 mm的血栓生成。组织学观察发现,支架外表面附着了周向排列的VSMCs和成纤维细胞。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章文献综述  10-31
  1.1 引言  10
  1.2 人工血管的研究现状概述  10-19
    1.2.1 传统人工血管研究现状  11-13
    1.2.2 人工血管材料的研究现状  13-15
    1.2.3 人工血管制备方法研究现状  15-17
    1.2.4 组织工程血管支架的生物力学性能表征  17-19
  1.3 结构仿生血管支架  19-29
    1.3.1 天然血管的特性和结构  19-21
    1.3.3 静电纺丝制备组织工程化血管支架  21-28
    1.3.4 熔融纺丝制备组织工程化血管支架  28-29
  1.4 课题的提出  29-31
第二章静电纺丝制备PLGA仿生血管支架  31-41
  2.1 引言  31
  2.2 实验部分  31-34
    2.2.1 实验试剂和仪器  31-32
    2.2.2 实验方法  32-34
    2.2.3 测试和表征  34
  2.3 结果与讨论  34-40
    2.3.1 静电纺支架孔隙率表征  34-35
    2.3.2 静电纺纤维的取向结构对力学性能的影响  35-36
    2.3.3 纺丝液浓度对PLGA纳米纤维形貌及直径的影响  36-37
    2.3.4 极距对PLGA纤维形貌及直径的影响  37-38
    2.3.5 推进速率对PLGA纤维形貌及直径的影响  38
    2.3.6 转速对PLGA电纺膜纤维取向的影响  38-39
    2.3.7 相同时间与温度下不同浓度的NaOH溶液对支架改性的影响  39-40
  2.4 本章小结  40-41
第三章熔融纺丝制备PLCL仿生血管支架  41-52
  3.1 引言  41
  3.2 实验部分  41-45
    3.2.1 实验试剂和仪器  41-42
    3.2.2 实验方法  42-44
    3.2.3 测试和表征  44-45
  3.3 结果与讨论  45-51
    3.3.1 熔融纺支架孔隙率表征  45
    3.3.2 熔融纺丝支架力学性能的表征  45-46
    3.3.3 不同转速对PLCL纤维缠绕角度和直径的影响  46
    3.3.4 不同平移速度对PLCL纤维缠绕角度和直径的影响  46-47
    3.3.5 不同配比的酒精/氯仿溶液和浸润时间对PLCL纤维形貌的影响  47-50
    3.3.6 胶原在PLCL膜上的化学接枝  50
    3.3.7 壳聚糖在PLCL膜上的化学接枝  50-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章 VSMCs 的体外静态培养  52-60
  4.1 引言  52
  4.2 实验部分  52-56
    4.2.1 实验试剂和仪器  52-53
    4.2.2 实验方法  53-55
    4.2.3 测试与表征  55-56
      4.2.3.1 双层管状支架孔隙率的测定  55
      4.2.3.2 双层管状支架的力学性能表征  55-56
      4.2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）观察  56
      4.2.3.4 FITC-Phalloidin和PI双荧光染色  56
  4.3 结果与讨论  56-59
    4.3.1 支架的孔隙率  56
    4.3.2 支架的力学性能  56-57
    4.3.3 VSMCs在支架上的取向生长  57-59
  4.4 结论  59-60
第五章动物移植实验  60-64
  5.1 引言  60
  5.2 实验部分  60-61
    5.2.1 实验试剂和仪器  60
    5.2.2 动物移植  60-61
  5.3 测试和表征  61-62
  5.4 结果与讨论  62-63
  5.5 结论  63-64
第六章总结、创新点与展望  64-67
参考文献  67-74
硕士期间所发表的论文  74-75
致谢  75

管状仿生血管支架的制备及诱导VSMCs取向生长研究

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