【摘要】：心肌組織工程核心是在體外進(jìn)行擴(kuò)增和培養(yǎng)種子細(xì)胞,并結(jié)合具備可降解、良好生物相容性的三維支架材料,形成細(xì)胞-生物材料復(fù)合體。原位構(gòu)建“心肌貼片”是將種子細(xì)胞、生物支架和功能性的活性因子植入受損的心肌組織,能夠良好的改善心肌功能。干細(xì)胞療法及原位構(gòu)建“心肌貼片”的是目前心肌組織修復(fù)的醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)。干細(xì)胞療法中所基于的的iPSCs可由患者的皮膚組織重編程獲取,經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化可得到大量同源性的心肌細(xì)胞,克服了異體ESCs免疫排斥的局限。本文首先對(duì)iPSCs向心肌細(xì)胞(CMs)的體外誘導(dǎo)分化進(jìn)行了探究。通過(guò)構(gòu)建可控緩釋誘導(dǎo)因子骨形態(tài)發(fā)生蛋白-4(BMP-4)光轉(zhuǎn)換載片,對(duì)緩釋BMP-4的可行性及緩釋條件下iPSCs向CMs的定向分化進(jìn)行了探討。隨后,制備了仿貽貝類殼聚糖基酶交聯(lián)水凝膠心肌支架材料,從凝膠的生物相容性、由iPSCs分化得來(lái)的CMs在凝膠表面的粘附性、蛋白表達(dá)、自發(fā)搏動(dòng)等方面對(duì)凝膠材料進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。主要內(nèi)容如下:1.利用靜電層層自組裝技術(shù)將rhBMP-4自組裝在含有包覆二氧化硅的上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs@SiO_2)的光轉(zhuǎn)換載片中。為了實(shí)現(xiàn)多層膜的按需釋放,引入犧牲層聚(4,5-二甲氧基鄰硝基芐基甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯-r-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯)(PDMP),作為該自組裝膜的“犧牲層”。緩釋10天后,該自組裝膜中rhBMP-4的累積釋放率為50.67±0.01%。利用上轉(zhuǎn)換納米粒子的光轉(zhuǎn)換效應(yīng),避免了紫外光對(duì)iPSC的直接傷害,并能定時(shí)定點(diǎn)緩釋rhBMP-4誘導(dǎo)iPSC向CMs的特異性分化,且CMs的特征蛋白表達(dá)隨著緩釋誘導(dǎo)因子的釋放量的增加和細(xì)胞貼壁培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。本研究為后期研究中闡釋緩釋生物活性因子促進(jìn)心肌分化的作用機(jī)制奠定基礎(chǔ)。2.兒茶酚改性的殼聚糖在辣根過(guò)氧化物酶(HRP)/H_2O_2作用下,形成生物大分子水凝膠,避免了化學(xué)交聯(lián)劑潛在的副作用。MTT、細(xì)胞粘附及FDA染色實(shí)驗(yàn)表明酶交聯(lián)的CS-C水凝膠具有良好的生物相容性。分化成熟的心肌細(xì)胞均能在軟硬不同的凝膠上保持特征性的蛋白表達(dá)并維持跳動(dòng),其中,儲(chǔ)能模量在110 Pa的軟凝膠更有利于心肌細(xì)胞的生長(zhǎng)和搏動(dòng)。本研究為酶促交聯(lián)的殼聚糖可注射水凝膠材料在修復(fù)心肌損傷方面的應(yīng)用提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34;R318.08
【圖文】：

圖 1-1 心肌組織工程構(gòu)建的示意圖[9]三維支架材料是組織工程三要素中的基本框架。該類材料為細(xì)胞提供了生代謝、粘附增殖和攝取營(yíng)養(yǎng)成分的生理環(huán)境，是構(gòu)建功能化生物組織的基礎(chǔ)異的三維支架材料具備的基本條件有：a，一定的力學(xué)性能；b，足夠的孔隙c，優(yōu)異的生物相容性；d，材料的表面結(jié)構(gòu)利于細(xì)胞的黏附和增殖；e，可隨受損組織的更生而生物降解，并不產(chǎn)生毒副因子；f，塑造性強(qiáng)[10]。現(xiàn)在可用為心肌組織工程支架的材料可分成生物材料和合成材料[11]。逡逡1.1.2 基于生物材料的工程支架生物支架材料包含殼聚糖（CS）、透明質(zhì)酸鈉（HA）、纖維蛋白等，這些料不僅生物相容性良好，而且具有和機(jī)體組織接近的強(qiáng)度[12,13]。基于殼聚糖其異的生物相容性、可生物降解性、低免疫性、無(wú)毒[14-16]及良好的止血性能[

圖 1-2 心肌細(xì)胞在不同類紡絲支架表面上肌動(dòng)蛋白的表達(dá)[71]子的控制釋放研究進(jìn)展子是一類組織分泌的調(diào)控信號(hào)分子（多功能蛋白），具備調(diào)間充質(zhì)干細(xì)胞、造血干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞等）及成熟的前體神經(jīng)細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等）分化、增殖、分泌信號(hào)在生物機(jī)體內(nèi)，其調(diào)控的作用效果與其調(diào)控時(shí)間和本體濃度子這類蛋白大多具有半衰期短、易被酶解和生物活性對(duì)溫度因素敏感[73]等缺點(diǎn)。因此，通過(guò)合適的制備方法，以不同料構(gòu)建生長(zhǎng)因子的緩釋載體是目前緩釋給藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)應(yīng)用的構(gòu)建緩釋載體的有層層自組裝（LbL）聚電解質(zhì)膜[74-球[81-84]、靜電紡絲纖維[85-87]等。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2716907