PCL/Hyaluronan/EGF纳米纤维支架应用于皮肤组织工程的研究

摘要

静电纺丝技术发明于上世纪初期，其用途广泛，至此已被用于很多领域，如环保，医疗卫生，电化学等等。通过该方法制备的纳米纤维支架由于具备类似于细胞胞外基质的空间结构，在组织工程领域应用十分广泛。皮肤创伤尤其是大面积全皮层创伤仍是人类面临的主要病痛之一，如何能加速创伤面的愈合和减少疤痕的产生仍是临床上面临的一个问题。本课题采用乳液静电纺丝技术制备核壳结构的纳米纤维，该纳米纤维能够同时释放透明质酸（HA）和表皮生长因子（EGF）两种活性成分，来尝试制备一种能进创伤愈合和减轻疤痕产生的创伤敷料。本课题研究实验内容主要有以下四部分组成：
　　①采用油包水法制备油包水乳液，其中油相为PCL的氯仿（TCM）溶液与HA的甲酸（HA）溶液的混合溶液；水相为表皮生长因子（EGF）的水溶液。将乳液通过静电纺丝技术制备核壳结构PCL/HA/EGF纳米纤维支架，同时，PCL与PCL/HA纳米纤维支架被制备来作对照。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）等仪器来表征支架材料的表面形态与纳米纤维的核壳结构；使用傅里叶转换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（EDS）来检测纳米纤维支架材料的化学组成成分；使用接触角测量仪来评估纳米纤维支架的亲疏水性；使用酶联免疫吸附测定法（ELISA）来探测EGF和HA的释放量，并绘制释放累积曲线，探究EGF与HA的释放性能。
　　②将人永生化表皮细胞HaCaT和人皮肤成纤维细胞FEK4分别种植在PCL、PCL/HA与PCL/HA/EGF等支架材料上，采用MTS法测定细胞在纳米纤维支架上的增殖活性；利用改进后的Transwell小室分析FEK4细胞在不同支架材料内部的迁移情况。结果表明纳米纤维生物相容性良好，EGF能明显促进两种细胞的增殖，HA和EGF可以协同促进FEK4细胞向支架内部迁移。
　　③将FEK4细胞在PCL、PCL/HA、PCL/HA/EGF三种不同的纳米纤维支架上培养1day，5days，10days后，采用RT-PCR检测Ⅰ型胶原（Collagen-Ⅰ），Ⅲ型胶原(Collagen-Ⅲ)和转变生长因子（TGF-β1）的基因表达水平。
　　④制备SD大鼠皮肤损伤模型，并分别将PCL、PCL/HA与PCL/HA/EGF等三种不同的支架材料覆盖整个创伤部位，1周、2周、4周后观察创伤愈合程度并在2周和4周时取创伤愈合面组织做石蜡切片观察组织修复水平。
　　本课题研究证明：采用乳液静电纺丝法制备的纳米纤维支架表面结构稳定均一，单根纤维核壳结构稳定明显。EGF和HA的释放可控有效，且具备生物学活性，支架材料生物相容性良好，能促进细胞的增殖和迁移以及相关基因的表达来达到促进创伤愈合和减少疤痕产生的效果。本研究结果为临床皮肤组织修复提供一种可行的创伤敷料。

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目录

1 绪 论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究的现状

1.3 本文研究的目的、意义及主要内容

2 纳米纤维支架材料的制备与表征

2.1 引言

2.2 仪器和材料

2.3 实验方法

2.4 结果与分析

2.5 本章小结

3 乳液静电纺丝纳米纤维对细胞增殖与迁移的影响

3.1 引言

3.2 仪器和材料

3.3 实验方法

3.4 结果与分析

3.5 本章小结

4 体外评价纳米纤维支架对胞外基质表达的影响

4.1 引言

4.2 仪器和材料

4.3 实验方法

4.4 结果与分析

4.5 本章小结

5 体内评价纳米纤维支架对于创伤修复的影响

5.1 引言

5.2 仪器和材料

5.3 实验方法

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 未来工作的展望

致谢

参考文献

附录 A. 作者在攻读硕士学位期间科研及发表的论文

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