【摘要】：全世界每年數(shù)百萬人遭受周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷,不僅生活質(zhì)量嚴重下降,還背負沉重的經(jīng)濟負擔。當周圍神經(jīng)系統(tǒng)受到較大損傷(通常5 mm)時,不能實現(xiàn)自我重建與修復(fù)。目前,包括自體移植和人工合成神經(jīng)導(dǎo)管都存在神經(jīng)橋接不匹配、功能難以恢復(fù)等缺點。雪旺細胞是周圍神經(jīng)纖維的髓鞘細胞,規(guī)整有序的排列形成髓鞘膜并包裹神經(jīng)纖維。模擬生物體內(nèi)的物理和化學信號,引導(dǎo)雪旺細胞定向遷移,可以加快神經(jīng)的再生,促進功能的恢復(fù)。首先合成了帶有馬來酰亞胺活性側(cè)基的聚合物P(LLA-MTMC),利用PDMS模板在此聚合物表面引入了 20/20 μm、20/40 μm的嵴-溝槽條帶狀微圖案,并通過馬來酰亞胺與巰基的點擊反應(yīng)修飾了多肽CQAASIKVAV。雪旺細胞在多肽修飾的20/40 μm條帶薄膜上具有更早的取向、更大的長徑比、更好的定向遷移效果、更長的遷移凈距離,而且,保持原有的生物功能。PC12細胞在多肽修飾的條帶化薄膜表面分化出更多更長的軸突。通過粘附力、黏著斑、細胞骨架、細胞核染色及粘附相關(guān)基因(NCAD、NCAN、PO)的表達進一步研究了細胞與材料的作用機理。針對聚酯材料難以改性,利用一種簡單的技術(shù)方法在條帶化聚酯薄膜表面固定生物大分子明膠。首先制備PLCL聚合物薄膜,通過PDMS模板熱壓法在其表面分別引入溝槽-嵴寬度為3/3 μm、10/10μm。利用溶脹-截留法成功在條帶化PLCL薄膜表面固定了明膠。雪旺細胞在高密度明膠的條帶化薄膜表面取向較好,特別是明膠密度較高的3/3 μm PLCL薄膜表面具有較大的長徑比和定向遷移能力。通過粘附力、黏著斑、細胞骨架、細胞核染色及粘附相關(guān)基因的表達(integrinβi、Racl、RhoA、Cdc42)進一步研究了細胞與材料的作用機理。雪旺細胞在周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷后會形成“Bunger”帶,并集群遷移,利用細胞球模擬雪旺細胞形成“Buunger”帶過程,考察材料表面拓撲形貌和化學信號對雪旺細胞球及集群遷移的影響。通過溶液澆筑法制備了 PLCL薄膜,利用帶有不同尺寸微圖案的PDMS模板熱壓在PLCL表面引入溝槽-嵴條帶,對條帶化PLCL胺解后,通過靜電作用在材料表面吸附納米級氧化石墨烯片。氧化石墨烯修飾的條帶化PLCL薄膜可以顯著促進細胞的伸長、取向、定向遷移、傷口愈合及細胞從球體中的遷出。尺寸越小效果越顯著。雪旺細胞在3/3-PLCL/GO film表面具有最大的伸長細胞百分比、長徑比,取向最好,單細胞的定向遷移速度最大、距離最遠。雪旺細胞在3/3-PLCL/GOfilm表面的傷口愈合效果最顯著,達75%,細胞從球體遷出的距離最大為678μm。在本文中,通過模擬生物體周圍神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu),在材料表面構(gòu)建物理條帶,同時結(jié)合生物活性分子,有效地調(diào)控雪旺細胞的取向、伸長、單細胞遷移和細胞集群遷移,并初步揭示了其作用機理,為帶有取向結(jié)構(gòu)如肌腱、尿道、神經(jīng)等組織工程材料的制備和設(shè)計提供了新思路。
【圖文】：

神經(jīng)軸突再生速度大約為２－５邋ｍｍ／天，對于較嚴重的神經(jīng)損傷常常會造成終身殘逡逑疾［３］。在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中主要肢質(zhì)細胞為雪旺細胞（Ｓｃｈｗａｎｎ邋ｃｅｌｌ），雪旺細胞逡逑形成髓鞘膜包裹著神經(jīng)軸突取向排列［４］（圖１．１）。逡逑？邋？邐Ｅｐｉｎｅｕｒｉｕｍ邐．逡逑Ｐｅｎｎｅｕｎｕｍ邐／＼邐＾逡逑Ｅｎｄｏｎｅｕｒｉｕｍ邋＼邐／／逡逑Ｓｃｈｗａｎｎ邋ｃｅｌｌ邋Ｎｏｄｅ邋ｏｆ邋Ｒａｎｖｉｅｒ逡逑１邐ＭｙｅＤｎ邋ｓｈｅａｔｈ逡逑一逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋Ｉ．ｌ邋Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ邋ａｎａｔｏｍｙ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ邋ｎｅｒｖｅ．邋Ｉｎｓｅｔ邋ａｔ邋ｌｅｆｔ邋ｓｈｏｗｓ邋ａｎ邋ｕｎｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ逡逑ｆｉｂｅｒ．邋Ｉｎｓｅｔ邋ａｔ邋ｂｏｔｔｏｍ邋ｓｈｏｗｓ邋ａ邋ｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ邋ｆｉｂｅｒ邋［４］．逡逑圖１．］周圍神經(jīng)纖維的截面圖［４］。逡逑周圍神經(jīng)損傷后會發(fā)生一系列分子、細胞水平的變化，神經(jīng)斷端遠側(cè)的軸突逡逑會觸發(fā)瓦勒氏變性，導(dǎo)致神經(jīng)絲和軸突徵管的崩解、碎裂［５］（圖１．２）。抻經(jīng)損逡逑傷２４邋ｈ內(nèi)斷端的遠側(cè)軸突潰變?yōu)榉f粒狀無固定形態(tài)的碎片；４８邋ｈ內(nèi)，神經(jīng)纖維逡逑外層的髓鞘膜開始崩解并產(chǎn)生一些短的片段［６］。在此過程中，巨噬細胞和單核逡逑細狍遷移和聚集到損傷部位，清除崩解的髓鞘和軸突碎片［７］。同時，雪旺細胞逡逑發(fā)生增殖，，形成縱向排列的有利于軸突再生的ＢＵｎｇｎｅｒ帶［８］；分ｉ必各種利于神經(jīng)逡逑再生的活性因子如神經(jīng)生長因子（ｎｅｒｖｅ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｆａｃｔｏｒ

了不同微結(jié)構(gòu)和強度的三維明膠支架，發(fā)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)和硬度影響骨髓間充實干細胞逡逑向雪旺細胞分化；具有取向通道結(jié)構(gòu)、硬度為４０ＭＰａ的支架材料促進分化成雪逡逑旺細胞的作用最強［２９］（圖１．５）。透明質(zhì)酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄ，ＨＡ）又稱為玻尿逡逑酸，是由０（１４）－Ｄ－葡萄糖醛酸和０（ｌ－３）－Ｎ－乙酰－Ｄ－葡糖胺的雙糖單位反復(fù)交替逡逑連接而成的酸性黏多糖，廣泛存在于細胞外基質(zhì)中。逡逑４逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ317;R318.08

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 Yang Wang;Zheng-wei Li;Min Luo;Ya-jun Li;Ke-qiang Zhang;;Biological conduits combining bone marrow mesenchymal stem cells and extracellular matrix to treat long-segment sciatic nerve defects[J];Neural Regeneration Research;2015年06期

2 李恩中;;組織工程研究的新策略-組織誘導(dǎo)性生物材料[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2009年03期

本文編號：2602509