小口径纳米纤维血管组织工程支架材料的构建及应用研究

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现今,心血管疾病已经严重威胁到人们的生命,但是现有的血管替代材料却不能同时满足生物相容性和力学性能。因此,开发一种理想的血管组织工程支架材料已经成为相关研究人员最主要的研究目标,而且开发口径小于6 mm的小口径血管支架材料成为相关研究人员的重要工作。本文拟采用静电纺摩擦包芯纺纱方法构建小口径血管支架材料并应用于血管组织工程。具体内容如下:(1)为了成功制备小口径纳米纤维血管支架材料,首先采用静电纺摩擦包芯纺纱方法制备了以尼龙丝为芯丝的聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)纳米纤维包芯纱,将芯纱抽出,通过等离子体处理(LTPT)技术将柞蚕丝素蛋白(TSF)接枝在去除芯丝的纳米纤维血管支架表面后获得小口径纳米纤维血管支架材料。接枝TSF后的PLCL纳米纤维血管支架的力学性能与未接枝TSF的PLCL纳米纤维血管支架的力学性能没有明显差别。同时与未接枝TSF时相比,接枝TSF的PLCL纳米纤维血管支架的亲水性、蛋白质吸附性以及血液相容性得到显著性提高。细胞培养结果显示接枝TSF的PLCL小口径纳米纤维血管支架材料更有利于内皮细胞(VECs)的粘附和增殖。(2)为了进一步提高仿生小口径血管支架的生物相容性和力学性能,本文以聚己内酯(PCL)/TSF作为支架外层,PLCL/TSF作为支架内层制备了PLCL/PCL/TSF双层小口径纳米纤维血管支架材料。研究结果显示,已被成功制备的PLCL/PCL/TSF双层小口径纳米纤维血管支架材料内径为1390±40μm,厚度为524±28μm,PLCL/PCL/TSF支架材料的爆破压力(BP)增加至8505±875 mm Hg。细胞培养结果表明,双层小口径血管支架材料的内层有利于VECs的粘附和增殖,外层有利于平滑肌细胞(SMCs)的粘附和增殖。(3)为了高度仿生天然血管的三层结构与功能,本文构建了以PCL/TSF/氧化石墨烯(GO)为外层,PLCL/TSF为中层,PLCL/TSF/肝素钠(Hep)为内层的三层小口径纳米纤维血管支架材料。实验结果显示,已被成功制备的三层小口径纳米纤维血管支架材料内径为1372±42μm,厚度为504±22μm,三层小口径纳米纤维血管支架材料的BP增加至12020±858 mm Hg。细胞培养结果表明,三层小口径纳米纤维血管支架材料的内层促进VECs的粘附和增殖,外层促进平滑肌细胞(SMCs)的粘附和增殖。由此得知,已被成功制备的三层小口径纳米纤维血管支架材料在血管疾病临床治疗中具有极大的应用潜力。
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