【摘 要】
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由创伤、疾病等因素造成的组织缺损修复已成为临床医学面临的重要问题。组织工程技术为临床组织缺损修复提供了良好的解决方案,但感染性创面和无菌性炎症对修复构成了巨大的风险。因此,降低或消除感染性/无菌性炎症给组织修复带来的威胁具有重要意义。本研究将新型中药化合物小檗碱-齐墩果酸复盐作为功能因子负载于组织修复材料上,制备出功能化组织修复支架,并对其性能进行表征,为解决细菌感染或无菌性炎症环境下组织缺损修复
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由创伤、疾病等因素造成的组织缺损修复已成为临床医学面临的重要问题。组织工程技术为临床组织缺损修复提供了良好的解决方案,但感染性创面和无菌性炎症对修复构成了巨大的风险。因此,降低或消除感染性/无菌性炎症给组织修复带来的威胁具有重要意义。本研究将新型中药化合物小檗碱-齐墩果酸复盐作为功能因子负载于组织修复材料上,制备出功能化组织修复支架,并对其性能进行表征,为解决细菌感染或无菌性炎症环境下组织缺损修复提供了新的策略。本论文的具体研究内容如下:(1)针对细菌感染性炎症环境,本研究将中药有效成分与生物相容性良好的胶原材料复合,制备具有抗菌功效的支架材料,为组织修复与重建提供一种新的治疗方案。首先探究三种不同小檗碱盐溶液的抑菌性能及生物相容性,结果表明:小檗碱-齐墩果酸复盐具有优异的抑菌功效和生物相容性;通过物理共混结合冷冻干燥法制备出了载小檗碱-齐墩果酸复盐/胶原多孔支架,该支架具有均匀多孔三维结构,开孔率均在85%以上,吸水性高达2500%,符合组织工程支架的要求;药物释放实验表明:载药支架在1 d内释放出了85%的抗菌药物,并能在15 d内连续稳定释放;且载药胶原支架在60 d内呈现出缓慢均匀的降解趋势。抑菌实验表明:载药量为3%、4%、5%的胶原支架对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强的抑制能力,对金黄色葡萄球菌的敏感程度更高;细胞增殖和FDA(荧光素二乙酸)染色数据表明:载药量为1%、2%和3%的胶原支架对MG-63细胞的增殖速率无明显影响,细胞在支架上粘附良好并能正常生长。综上表明,载药量为3%的胶原支架生物相容性良好且具有优异的抗菌活性,该抗菌支架有望在组织工程和创面修复等领域得到广泛的应用和发展。(2)针对无菌性炎症环境,本研究以天然丝素蛋白为原料,通过静电纺丝结合物理共混制备载小檗碱-齐墩果酸复盐功能化纤维支架。通过优化纺丝参数,制备了具有合适纤维结构的丝素纤维支架。进一步通过物理共混的方式将小檗碱-齐墩果酸复盐和丝素进行复合,结果表明:载药支架纤维表面平滑圆润,无颗粒聚集和串珠现象,纤维直径分布均匀。药物释放曲线表明:在14 d内载药支架能均匀稳定的释放药物,并且呈现出长期释放的趋势;在降解过程中质量损耗均匀,p H值变化较小,适合于新生组织的生长。细胞学实验结果表明,软骨细胞在支架上的粘附、生长良好,支架生物相容性良好。采用IL-1β作为炎症诱导因子构建体外炎症模型,结果表明:在炎症环境下,载药纤维上软骨细胞的形貌与正常软骨细胞的形貌更相似,说明小檗碱-齐墩果酸丝素纤维支架能有效抵抗炎症因子的胁迫,保护软骨细胞活性,抑制软骨细胞的去分化进程。综上所述,本研究针对细菌感染性和无菌性炎症等两种不同病理微环境,结合中药有效成分和天然高分子材料的优势,制备出了功能化的组织修复支架,为解决组织修复所面临的炎症和感染问题奠定了理论基础,同时也拓宽了功能化支架在组织修复与重建中的应用。
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