一种用于中枢神经系统再生的可注射透明质酸/甲基纤维素复合凝胶材料

摘要

中枢神经具备再生潜能的这一突破性观点,推动了组织工程领域关于神经修复支架材料的研究和发展.传统的预成型支架需经外科手术植入体内,已逐渐不能满足现代临床医学在中枢神经损伤修复方面的微创要求,可注射性将成为支架材料的巨大优势.本文借鉴已有报道的透明质酸-甲基纤维素凝胶体系(HAMC),通过改变甲基纤维素的浓度,采用己二酸二酰肼/碳化二亚胺(ADH/EDC)或聚乙二醇(PEG)作为交联剂,得到成分不同的HAMC复合物,实验中为降低材料的凝胶温度还使用了4％NaCl作为改性添加剂.由于甲基纤维素温敏特性的影响,HAMC在低温下呈现粘度稍大但仍有流动性的溶胶态,升温发生溶胶-凝胶转变成为类固体凝胶.实验中制得的各成分HAMC均能在37℃下5min内快速成胶,具备进入人体后原位形成凝胶支架的能力.流变测试结果显示此复合凝胶的存储模量和损失模量随频率的变化特点与脑组织相似,作为中枢神经支架具有良好的机械性能;触变环数据表明HAMC凝胶是一种假塑性流体,其剪切变稀的特点使它在切应力越大的条件下流动性越好,获得可注射性.在体外降解率的测定中发现,MC浓度越大凝胶的降解越缓慢,PEG交联比ADH/EDC交联更能延长降解时间.存留情况最好的11％MC、PEG交联凝胶在第3周的降解率仅为40～50％,相比文献中约60％的结果有所改善.SEM照片中观察到凝胶在微米尺度上相通的多孔结构,孔径在40～50μm,可为细胞活动创造良好的微环境.MC浓度提高会使孔径缩小,孔隙的特征性减弱.凝胶的降解过程中孔径会随之增大,孔结构逐渐消失而出现片层状构造.多孔结构理想程度按PEG交联、纯HAMC、A/E交联的顺序排列.