PVA-WSF復合納米纖維材料在肌腱組織工程的初步研究.pdf

1、組織工程化肌腱為解決肌腱缺損及肌腱損傷等醫(yī)學難題提供了有效的途徑,是近年來肌腱缺損修復研究的熱點。支架材料在組織工程化肌腱中起關(guān)鍵作用,復合材料是組織工程肌腱支架研究的一個重點。
　　 聚乙烯醇(PVA)是一種具良好的化學性能和熱穩(wěn)定性的高分子聚合物,在生物材料領(lǐng)域具有很大的應用價值。但PVA生物相容性較差,對細胞的吸附能力有限。柞蠶絲因其獨特的含有利于細胞粘附的精氨酸(Arg)-甘氨酸(Gly)-天冬氨酸(Asp)(RGD)三

2、肽序列,在生物材料領(lǐng)域如組織工程支架等有良好的潛在應用前景。本室前期已將柞蠶絲素纖維用于肌腱組織工程,實驗結(jié)果顯示柞蠶絲作為組織工程肌腱支架材料可促進兔跟骨腱缺損的修復,但實驗也觀察到柞蠶絲降解性能較差。
　　 本研究將PVA和柞蠶絲素蛋白(WSF)兩種材料共混,應用靜電紡絲技術(shù)制備聚乙烯醇/柞蠶絲素蛋白(簡稱PVA/WSF)復合納米纖維材料,對支架的理化性能以及生物相容性進行初步研究,發(fā)現(xiàn)其基本滿足肌腱組織工程的要求。

3、　　 本文實驗結(jié)果如下:
　　 1.靜電紡絲制備PVA/WSF復合納米纖維材料的最佳配比是:PVA/WSF的質(zhì)量比為90/10；電紡過程工藝參數(shù):紡絲液濃度11％、固化距離20cm、電壓80kV、擠出速度5 mL/h。傅立葉紅外光譜分析表明PVA與WSF以物理方式共混,二者之間無新化學鍵形成。
　　 2.體外降解實驗結(jié)果表明PVA/WSF支架有一定的降解速度,支架的酶解速度快于水解速度。體內(nèi)降解實驗結(jié)果顯示PVA/WS

4、F復合材料的降解速度快于PVA支架。
　　 3.分離SD大鼠肌腱細胞,MTT法考察PVA/WSF復合材料的細胞毒性,同時通過肌腱細胞與PVA/WSF支架復合培養(yǎng)來評價復合材料的細胞相容性。MTT實驗結(jié)果表明,與PVA浸提液相比,PVA/WSF復合材料浸提液可促進肌腱細胞的生長和增殖。PVA/WSF復合材料的毒性評級為0-1級,符合生物材料的要求。細胞在支架上的增殖曲線測定結(jié)果顯示,肌腱細胞在PVA/WSF支架上的增殖速度較PVA

5、支架快。細胞與支架材料復合培養(yǎng)HE染色和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),PVA/WSF復合材料較PVA支架材料更利于肌腱細胞黏附,肌腱細胞在復合納米纖維表面生長呈現(xiàn)一定的方向性,同時細胞在材料表面可增殖形成多層結(jié)構(gòu)。免疫組化實驗顯示肌腱細胞在各組支架上均可正常表達Ⅰ型膠原蛋白,而且在含RGD序列的PVA/WSF復合材料上呈現(xiàn)出更多的Ⅰ型膠原蛋白。
　　 4.以SD大鼠為實驗對象,分別將PVA/WSF及PVA材料植入SD大鼠肌肉內(nèi)部,觀察機體的

6、炎癥反應和毒性反應。實驗發(fā)現(xiàn)術(shù)后28d后膠原已完全被降解掉,原先植入材料的區(qū)域已被新生的結(jié)締組織取代。根據(jù)組織學評定標準,材料均呈Ⅰ級-Ⅱ級反應,評價為合格。組織相容性優(yōu)劣順序如下:醫(yī)用膠原>PVA/WSF復合材料>PVA。結(jié)果表明PVA/WSF復合支架材料與組織無排斥作用,具有良好的組織相容性。
　　 基于上述實驗結(jié)果,PVA/WSF復合材料基本滿足肌腱組織工程的要求。
　　 5.建立SD大鼠動物肌腱缺損模型,編織法制