發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 05:08

【摘要】：全世界每年數(shù)百萬(wàn)人遭受周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷,不僅生活質(zhì)量嚴(yán)重下降,還背負(fù)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。當(dāng)周圍神經(jīng)系統(tǒng)受到較大損傷(通常5 mm)時(shí),不能實(shí)現(xiàn)自我重建與修復(fù)。目前,包括自體移植和人工合成神經(jīng)導(dǎo)管都存在神經(jīng)橋接不匹配、功能難以恢復(fù)等缺點(diǎn)。雪旺細(xì)胞是周圍神經(jīng)纖維的髓鞘細(xì)胞,規(guī)整有序的排列形成髓鞘膜并包裹神經(jīng)纖維。模擬生物體內(nèi)的物理和化學(xué)信號(hào),引導(dǎo)雪旺細(xì)胞定向遷移,可以加快神經(jīng)的再生,促進(jìn)功能的恢復(fù)。首先合成了帶有馬來(lái)酰亞胺活性側(cè)基的聚合物P(LLA-MTMC),利用PDMS模板在此聚合物表面引入了 20/20 μm、20/40 μm的嵴-溝槽條帶狀微圖案,并通過(guò)馬來(lái)酰亞胺與巰基的點(diǎn)擊反應(yīng)修飾了多肽CQAASIKVAV。雪旺細(xì)胞在多肽修飾的20/40 μm條帶薄膜上具有更早的取向、更大的長(zhǎng)徑比、更好的定向遷移效果、更長(zhǎng)的遷移凈距離,而且,保持原有的生物功能。PC12細(xì)胞在多肽修飾的條帶化薄膜表面分化出更多更長(zhǎng)的軸突。通過(guò)粘附力、黏著斑、細(xì)胞骨架、細(xì)胞核染色及粘附相關(guān)基因(NCAD、NCAN、PO)的表達(dá)進(jìn)一步研究了細(xì)胞與材料的作用機(jī)理。針對(duì)聚酯材料難以改性,利用一種簡(jiǎn)單的技術(shù)方法在條帶化聚酯薄膜表面固定生物大分子明膠。首先制備PLCL聚合物薄膜,通過(guò)PDMS模板熱壓法在其表面分別引入溝槽-嵴寬度為3/3 μm、10/10μm。利用溶脹-截留法成功在條帶化PLCL薄膜表面固定了明膠。雪旺細(xì)胞在高密度明膠的條帶化薄膜表面取向較好,特別是明膠密度較高的3/3 μm PLCL薄膜表面具有較大的長(zhǎng)徑比和定向遷移能力。通過(guò)粘附力、黏著斑、細(xì)胞骨架、細(xì)胞核染色及粘附相關(guān)基因的表達(dá)(integrinβi、Racl、RhoA、Cdc42)進(jìn)一步研究了細(xì)胞與材料的作用機(jī)理。雪旺細(xì)胞在周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷后會(huì)形成“Bunger”帶,并集群遷移,利用細(xì)胞球模擬雪旺細(xì)胞形成“Buunger”帶過(guò)程,考察材料表面拓?fù)湫蚊埠突瘜W(xué)信號(hào)對(duì)雪旺細(xì)胞球及集群遷移的影響。通過(guò)溶液澆筑法制備了 PLCL薄膜,利用帶有不同尺寸微圖案的PDMS模板熱壓在PLCL表面引入溝槽-嵴條帶,對(duì)條帶化PLCL胺解后,通過(guò)靜電作用在材料表面吸附納米級(jí)氧化石墨烯片。氧化石墨烯修飾的條帶化PLCL薄膜可以顯著促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)、取向、定向遷移、傷口愈合及細(xì)胞從球體中的遷出。尺寸越小效果越顯著。雪旺細(xì)胞在3/3-PLCL/GO film表面具有最大的伸長(zhǎng)細(xì)胞百分比、長(zhǎng)徑比,取向最好,單細(xì)胞的定向遷移速度最大、距離最遠(yuǎn)。雪旺細(xì)胞在3/3-PLCL/GOfilm表面的傷口愈合效果最顯著,達(dá)75%,細(xì)胞從球體遷出的距離最大為678μm。在本文中,通過(guò)模擬生物體周圍神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu),在材料表面構(gòu)建物理?xiàng)l帶,同時(shí)結(jié)合生物活性分子,有效地調(diào)控雪旺細(xì)胞的取向、伸長(zhǎng)、單細(xì)胞遷移和細(xì)胞集群遷移,并初步揭示了其作用機(jī)理,為帶有取向結(jié)構(gòu)如肌腱、尿道、神經(jīng)等組織工程材料的制備和設(shè)計(jì)提供了新思路。
【圖文】：

神經(jīng)軸突再生速度大約為２－５邋ｍｍ／天，對(duì)于較嚴(yán)重的神經(jīng)損傷常常會(huì)造成終身殘逡逑疾［３］。在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中主要肢質(zhì)細(xì)胞為雪旺細(xì)胞（Ｓｃｈｗａｎｎ邋ｃｅｌｌ），雪旺細(xì)胞逡逑形成髓鞘膜包裹著神經(jīng)軸突取向排列［４］（圖１．１）。逡逑？邋？邐Ｅｐｉｎｅｕｒｉｕｍ邐．逡逑Ｐｅｎｎｅｕｎｕｍ邐／＼邐＾逡逑Ｅｎｄｏｎｅｕｒｉｕｍ邋＼邐／／逡逑Ｓｃｈｗａｎｎ邋ｃｅｌｌ邋Ｎｏｄｅ邋ｏｆ邋Ｒａｎｖｉｅｒ逡逑１邐ＭｙｅＤｎ邋ｓｈｅａｔｈ逡逑一逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋Ｉ．ｌ邋Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ邋ａｎａｔｏｍｙ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ邋ｎｅｒｖｅ．邋Ｉｎｓｅｔ邋ａｔ邋ｌｅｆｔ邋ｓｈｏｗｓ邋ａｎ邋ｕｎｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ逡逑ｆｉｂｅｒ．邋Ｉｎｓｅｔ邋ａｔ邋ｂｏｔｔｏｍ邋ｓｈｏｗｓ邋ａ邋ｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ邋ｆｉｂｅｒ邋［４］．逡逑圖１．］周圍神經(jīng)纖維的截面圖［４］。逡逑周圍神經(jīng)損傷后會(huì)發(fā)生一系列分子、細(xì)胞水平的變化，神經(jīng)斷端遠(yuǎn)側(cè)的軸突逡逑會(huì)觸發(fā)瓦勒氏變性，導(dǎo)致神經(jīng)絲和軸突徵管的崩解、碎裂［５］（圖１．２）。抻經(jīng)損逡逑傷２４邋ｈ內(nèi)斷端的遠(yuǎn)側(cè)軸突潰變?yōu)榉f粒狀無(wú)固定形態(tài)的碎片；４８邋ｈ內(nèi)，神經(jīng)纖維逡逑外層的髓鞘膜開始崩解并產(chǎn)生一些短的片段［６］。在此過(guò)程中，巨噬細(xì)胞和單核逡逑細(xì)狍遷移和聚集到損傷部位，清除崩解的髓鞘和軸突碎片［７］。同時(shí)，雪旺細(xì)胞逡逑發(fā)生增殖，，形成縱向排列的有利于軸突再生的ＢＵｎｇｎｅｒ帶［８］；分ｉ必各種利于神經(jīng)逡逑再生的活性因子如神經(jīng)生長(zhǎng)因子（ｎｅｒｖｅ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｆａｃｔｏｒ

了不同微結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的三維明膠支架，發(fā)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)和硬度影響骨髓間充實(shí)干細(xì)胞逡逑向雪旺細(xì)胞分化；具有取向通道結(jié)構(gòu)、硬度為４０ＭＰａ的支架材料促進(jìn)分化成雪逡逑旺細(xì)胞的作用最強(qiáng)［２９］（圖１．５）。透明質(zhì)酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄ，ＨＡ）又稱為玻尿逡逑酸，是由０（１４）－Ｄ－葡萄糖醛酸和０（ｌ－３）－Ｎ－乙酰－Ｄ－葡糖胺的雙糖單位反復(fù)交替逡逑連接而成的酸性黏多糖，廣泛存在于細(xì)胞外基質(zhì)中。逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ317;R318.08

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 Yang Wang;Zheng-wei Li;Min Luo;Ya-jun Li;Ke-qiang Zhang;;Biological conduits combining bone marrow mesenchymal stem cells and extracellular matrix to treat long-segment sciatic nerve defects[J];Neural Regeneration Research;2015年06期

2 李恩中;;組織工程研究的新策略-組織誘導(dǎo)性生物材料[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2009年03期

本文編號(hào)：2602509