因疾病、交通事故或不當?shù)捏w育運動造成的肌腱損傷是常見的臨床問題。肌腱組織因具有少細胞、寡供血以及低代謝的結(jié)構(gòu)特征,使受損肌腱,包括受損腱體和肌腱止點損傷的腱-骨區(qū)域,難以自愈。將干細胞與仿生支架復合的組織工程策略為有效修復損傷肌腱帶來了希望。從全面仿生天然肌腱胞外基質(zhì)(ECM)的組成、拓撲結(jié)構(gòu)和力學性質(zhì)的策略出發(fā),我們認為,高取向性膠原纖維支架是肌腱腱體修復的理想支架,而分級取向的膠原纖維支架是腱-骨連接處修復的理想支架。由于難溶性膠原纖維(ICFs)擁有更多天然分子交聯(lián)和分子排列,其自組裝程度和力學性能更接近天然肌腱ECM,因此,我們進一步認為,ICFs比可溶性膠原更適合于肌腱修復支架的加工。但遺憾的是,目前以ICFs為原料的取向性纖維的加工技術(shù)較為缺乏。反向旋轉(zhuǎn)擠出(CRE)技術(shù)適用于ICFs支架的加工,具有纖維取向性可調(diào)、加工速度快、可控性好等優(yōu)點,但迄今為止卻鮮有將其應(yīng)用于肌腱修復支架的加工。據(jù)此,本文在探索了ICFs的提取條件和理化性能的基礎(chǔ)上,以ICFs為原料,創(chuàng)新性地采用CRE技術(shù)制備出了不同取向的膠原纖維支架,并從理化性能、體外生物學性能和體內(nèi)修復效果等方面系統(tǒng)地評估了...

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要縮略詞
1 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 肌腱的生物學和生理學特性
        1.2.1 細胞組成
        1.2.2 細胞外基質(zhì)
        1.2.3 肌腱愈合機制
    1.3 肌腱組織工程中支架仿生策略的研究進展
        1.3.1 支架的拓撲結(jié)構(gòu)對干細胞向肌腱和骨系分化行為的影響
        1.3.2 支架的表面化學對干細胞向肌腱和骨系分化行為的影響
        1.3.3 取向性膠原纖維支架在肌腱修復中的應(yīng)用
    1.4 研究思路及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 本論文的創(chuàng)新點
2 取向性膠原纖維薄膜的制備及表征
    2.1 前言
    2.2 主要儀器設(shè)備、耗材及試劑
        2.2.1 儀器設(shè)備
        2.2.2 試劑及耗材
        2.2.3 相關(guān)試液的配制
    2.3 實驗方法
        2.3.1 牛皮的前處理
        2.3.2 難溶性膠原纖維(ICFs)的提取
        2.3.3 酶溶性膠原(PSC)的提取
        2.3.4 膠原的結(jié)構(gòu)和組成分析
        2.3.5 相關(guān)性能的比較
        2.3.6 取向性膠原纖維薄膜(CMs)的制備
        2.3.7 CMs表面拓撲結(jié)構(gòu)觀察
        2.3.8 CMs纖維取向的驗證
        2.3.9 CMs力學拉伸性能測定
        2.3.10 伯氨基含量的測定
        2.3.11 統(tǒng)計分析
    2.4 實驗結(jié)果
        2.4.1 前處理后牛皮和粗提膠原纖維的理化性質(zhì)分析
        2.4.2 ICFs提取條件的優(yōu)化
        2.4.3 PSC和 ICFs的組成分析
        2.4.4 PSC和 ICFs的結(jié)構(gòu)分析
        2.4.5 PSC與 ICFs相關(guān)性能的比較
        2.4.6 CMs的纖維取向和表面拓撲結(jié)構(gòu)
        2.4.7 CMs纖維取向的驗證分析
        2.4.8 CMs力學拉伸性能分析
        2.4.9 CMs的化學性質(zhì)分析
    2.5 討論
    2.6 本章小結(jié)
3 取向性CMs對 rBMSCs早期行為及后期分化的影響
    3.1 前言
    3.2 主要儀器設(shè)備、耗材及試劑
        3.2.1 儀器設(shè)備
        3.2.2 試劑及耗材
        3.2.3 相關(guān)試劑的配制
    3.3 實驗方法
        3.3.1 rBMSCs的分離(全骨髓貼壁法)和培養(yǎng)
        3.3.2 rBMSCs的凍存和復蘇
        3.3.3 rBMSCs表面標志物流式細胞術(shù)檢測
        3.3.4 rBMSCs三系分化潛能檢測
        3.3.5 取向性CMs的細胞相容性評價
        3.3.6 取向性CMs對 rBMSCs早期形態(tài)的影響
        3.3.7 取向性CMs對 rBMSCs分化的影響
    3.4 實驗結(jié)果
        3.4.1 rBMSCs的鑒定
        3.4.2 取向性CMs的細胞相容性評價
        3.4.3 取向性CMs對 rBMSCs早期形態(tài)的影響
        3.4.4 在生長培養(yǎng)基中CMs纖維取向?qū)BMSCs分化的影響
        3.4.5 在成骨誘導培養(yǎng)基中CMs纖維取向?qū)BMSCs分化的影響
        3.4.6 在軟骨誘導培養(yǎng)基中CMs纖維取向?qū)BMSCs分化的影響
    3.5 討論
    3.6 本章小結(jié)
4 高取向性CM_a-BMSCs支架對損傷腱體的原位修復
    4.1 前言
    4.2 主要儀器設(shè)備、耗材及試劑
        4.2.1 儀器設(shè)備
        4.2.2 試劑及耗材
        4.2.3 相關(guān)試液的配制
    4.3 實驗方法
        4.3.1 組織工程肌腱的構(gòu)建
        4.3.2 裸鼠異位模型
        4.3.3大鼠跟腱缺損模型的構(gòu)建及體內(nèi)植入實驗
        4.3.4 直觀形態(tài)評分系統(tǒng)及其評測
        4.3.5 功能指數(shù)(AFI)測定
        4.3.6 核磁共振成像(MRI)
        4.3.7 組織學分析
        4.3.8 組織的基因和蛋白分析
        4.3.9 力學拉伸測試
    4.4 實驗結(jié)果
        4.4.1 裸鼠異位模型
        4.4.2 CM-BMSCs組織工程肌腱力學拉伸性能測試
        4.4.3 再生腱體的直觀形態(tài)評價
        4.4.4 再生腱體的功能性評價
        4.4.5 再生腱體的核磁共振成像
        4.4.6 肌腱相關(guān)的基因和蛋白的表達
        4.4.7 再生腱體的組織學評價
        4.4.8 再生腱體的異位骨化評價
        4.4.9 植入物的體內(nèi)安全性評價
        4.4.10 再生腱體的力學拉伸性能
    4.5 討論
    4.6 本章小結(jié)
5 分級取向CM_ar-BMSCs支架對腱-骨連接處原位修復的初探
    5.1 前言
    5.2 主要儀器設(shè)備、耗材及試劑
        5.2.1 儀器設(shè)備
        5.2.2 耗材及試劑
    5.3 實驗方法
        5.3.1 分級復合支架的制備及力學拉伸測試
        5.3.2 免疫熒光和化學法染色
        5.3.3大鼠跟腱-跟骨連接處模型的構(gòu)建及體內(nèi)植入實驗
        5.3.4 X光成像
        5.3.5 Micro-CT成像
        5.3.6 組織學分析
        5.3.7 力學拉伸測試
    5.4 實驗結(jié)果
        5.4.1 分級取向支架(CM_ar)的力學拉伸性能穩(wěn)定性
        5.4.2 分級取向支架(CM_ar)對rBMSCs早期形態(tài)和分化的影響
        5.4.3 跟腱-跟骨的直觀形態(tài)
        5.4.4 跟腱-跟骨的影像學成像分析
        5.4.5 跟腱-跟骨的組織學評價
        5.4.6 跟腱-跟骨的力學拉伸性能
    5.5 討論
    5.6 本章小結(jié)
6 主要結(jié)論與后續(xù)建議
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 后續(xù)工作建議
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學位期間取得的科研成果目錄
    C.作者在攻讀學位期間參加的科研項目
    D.學位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3834139