如何构建具有仿生天然细胞外基质(ECM)结构和功能的组织工程支架,一直是组织工程及再生医学研究的热点。区别于传统纺丝,静电纺丝是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物纳米级纤维的加工方法。以此技术制备的纳米纤维支架,具有极高的比表面积、高孔隙率和相互连通的三维网络状结构,相对于传统技术制备的材料支架能够更好地模拟天然细胞外基质的结构特点。基于静电纺丝技术的纳米纤维有望成为理想的组织工程支架。生物相容性可以解释为生物材料和人体组织接触后,在材料-组织界面发生一系列相互作用后最终被人体组织所接受的性能,生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。细胞培养法因其检测生物相容性快速、简便、重复性好又价廉的特点,在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。本课题对基于静电纺丝技术组织工程支架的生物相容性进行了初步研究。采用静电纺丝技术制备了新型的有别于传统技术的组织工程支架仿生天然细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM),如丝素蛋白静电纺丝支架,壳聚糖/胶原蛋白静电纺丝复合支架等,MTT法检测细胞粘附和增殖,SEM形态学观察,在整体和细胞水平基础上深入至分子水平,使用RT-PCR分析了材料对内皮细胞相关基因表达的影响。主要研究内容与结论如下:以六氟异丙醇为溶剂,采用静电纺丝制备丝素蛋白纳米纤维,体外接种内皮细胞,MTT法结果显示纳米纤维能够有效促进内皮细胞的粘附和增殖。共培养1d、3d、5d和7d后,对照组内皮细胞增殖3倍,材料组细胞增殖也达2.7倍。RT-PCR检测到PCNA在实验材料组和对照组的细胞中均有表达,与MTT增殖结果相符。结果表明,基于静电纺丝技术的丝素蛋白支架具有良好的生物相容性。从仿生角度出发,通过对生物相容性良好的天然材料壳聚糖和胶原蛋白的静电纺丝来从结构和功能上仿生天然细胞外基质。以六氟异丙醇/三氟乙酸为共混溶剂,成功制备出了壳聚糖/胶原蛋白复合支架。发现随着混合体系中壳聚糖含量的增加,静电纺纳米纤维的直径呈减小趋势。选用戊二醛(GA)、水溶性碳二亚胺型缩合剂(EDC)、热交联以及紫外照射(UV irradiation)交联等方式对支架预处理,SEM照片显示经GA交联后湿态条件壳聚糖/胶原蛋白复合支架仍然保持纤维形态,交联效果明显,满足了其保持纳米纤维结构以仿生组织细胞外基质(ECM)的需要。生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题,采用细胞培养法对壳聚糖/胶原蛋白复合支架的生物相容性进行研究。HE染色后可清晰看到内皮细胞在材料表面贴附牢固,外形饱满,具有良好的生长状态。SEM显示细胞可进入三维网络状纤维内部孔隙,呈现立体迁移生长。MTT法结果表明,壳聚糖/胶原蛋白质量比20/80、50/50材料组表现出较其它3组更好的细胞粘附与增殖能力。RT-PCR检测细胞ICAM-1、PCNA以及P53基因的表达变化,发现在管家基因β-2-microglobulin(B2M)表达水平较一致的情况下,各个基因的表达水平是有差异的;就同一基因表达而言,壳聚糖/胶原蛋白各组相互之间表达差异并不明显,且与TCP相比亦无明显差异。结果表明,基于静电纺技术的壳聚糖/胶原蛋白复合支架具有良好的生物相容性。