【摘要】：全世界每年數百萬人遭受周圍神經系統(tǒng)損傷,不僅生活質量嚴重下降,還背負沉重的經濟負擔。當周圍神經系統(tǒng)受到較大損傷(通常5 mm)時,不能實現自我重建與修復。目前,包括自體移植和人工合成神經導管都存在神經橋接不匹配、功能難以恢復等缺點。雪旺細胞是周圍神經纖維的髓鞘細胞,規(guī)整有序的排列形成髓鞘膜并包裹神經纖維。模擬生物體內的物理和化學信號,引導雪旺細胞定向遷移,可以加快神經的再生,促進功能的恢復。首先合成了帶有馬來酰亞胺活性側基的聚合物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,并通過馬來酰亞胺與巰基的點擊反應修飾了多肽CQAASIKVAV。雪旺細胞在多肽修飾的20/40 μm條帶薄膜上具有更早的取向、更大的長徑比、更好的定向遷移效果、更長的遷移凈距離,而且,保持原有的生物功能。PC12細胞在多肽修飾的條帶化薄膜表面分化出更多更長的軸突。通過粘附力、黏著斑、細胞骨架、細胞核染色及粘附相關基因(NCAD、NCAN、PO)的表達進一步研究了細胞與材料的作用機理。針對聚酯材料難以改性,利用一種簡單的技術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徑比和定向遷移能力。通過粘附力、黏著斑、細胞骨架、細胞核染色及粘附相關基因的表達(integrinβi、Racl、RhoA、Cdc42)進一步研究了細胞與材料的作用機理。雪旺細胞在周圍神經系統(tǒng)損傷后會形成“Bunger”帶,并集群遷移,利用細胞球模擬雪旺細胞形成“Buunger”帶過程,考察材料表面拓撲形貌和化學信號對雪旺細胞球及集群遷移的影響。通過溶液澆筑法制備了 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,對條帶化PLCL胺解后,通過靜電作用在材料表面吸附納米級氧化石墨烯片。氧化石墨烯修飾的條帶化PLCL薄膜可以顯著促進細胞的伸長、取向、定向遷移、傷口愈合及細胞從球體中的遷出。尺寸越小效果越顯著。雪旺細胞在3/3-PLCL/GO film表面具有最大的伸長細胞百分比、長徑比,取向最好,單細胞的定向遷移速度最大、距離最遠。雪旺細胞在3/3-PLCL/GOfilm表面的傷口愈合效果最顯著,達75%,細胞從球體遷出的距離最大為678μm。在本文中,通過模擬生物體周圍神經組織的結構,在材料表面構建物理條帶,同時結合生物活性分子,有效地調控雪旺細胞的取向、伸長、單細胞遷移和細胞集群遷移,并初步揭示了其作用機理,為帶有取向結構如肌腱、尿道、神經等組織工程材料的制備和設計提供了新思路。
【圖文】：

神經軸突再生速度大約為２－５邋ｍｍ／天，對于較嚴重的神經損傷常常會造成終身殘逡逑疾［３］。在周圍神經系統(tǒng)中主要肢質細胞為雪旺細胞（Ｓｃｈｗａｎｎ邋ｃｅｌｌ），雪旺細胞逡逑形成髓鞘膜包裹著神經軸突取向排列［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．］周圍神經纖維的截面圖［４］。逡逑周圍神經損傷后會發(fā)生一系列分子、細胞水平的變化，神經斷端遠側的軸突逡逑會觸發(fā)瓦勒氏變性，導致神經絲和軸突徵管的崩解、碎裂［５］（圖１．２）。抻經損逡逑傷２４邋ｈ內斷端的遠側軸突潰變?yōu)榉f粒狀無固定形態(tài)的碎片；４８邋ｈ內，神經纖維逡逑外層的髓鞘膜開始崩解并產生一些短的片段［６］。在此過程中，巨噬細胞和單核逡逑細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，雪旺細胞逡逑發(fā)生增殖，，形成縱向排列的有利于軸突再生的ＢＵｎｇｎｅｒ帶［８］；分ｉ必各種利于神經逡逑再生的活性因子如神經生長因子（ｎｅｒｖｅ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｆａｃｔｏｒ

了不同微結構和強度的三維明膠支架，發(fā)現微結構和硬度影響骨髓間充實干細胞逡逑向雪旺細胞分化；具有取向通道結構、硬度為４０ＭＰａ的支架材料促進分化成雪逡逑旺細胞的作用最強［２９］（圖１．５）。透明質酸（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交替逡逑連接而成的酸性黏多糖，廣泛存在于細胞外基質中。逡逑４逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ317;R318.08

【參考文獻】

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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-組織誘導性生物材料[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2009年03期

本文編號：2602509