PLGA/碳纳米管电纺制备负载中药梓醇的神经异性纳米材料及其表征

摘要

目的:制备出含碳纳米管(carbonnanotubes，CNTs)的PLGA电纺纤维材料，并探讨碳纳米管固体成分对于纳米纤维材料在微观形貌、直径分布、孔隙率和力学性能方面产生的影响，观察神经细胞在材料上的生长情况，并向支架体系中加入中药梓醇，探讨含碳纳米管纤维材料在负载中药体外诱导人脂肪间充质干细胞(adipose-derivedmesenchymalstemcells，AMSC)神经向诱导分化的作用。
　　方法:本实验分三部分进行:(1)通过制备单成分PLGA高分子材料，确定微观形貌光滑且连续无串珠的电纺工艺条件，再基于这些工艺条件，向15％PLGA的电纺纤维中加入碳纳米管成分，制备出0.1％，0.2％，0.3％，0.5％，0.7％，1％六种不同浓度碳纳米管纤维，扫描电镜观察所制材料表面微观形貌。(2)利用不同软件对制备出的不同浓度CNTs材料扫描电镜图片进行纤维直径分布(ImageJ)，孔隙率（Origin9.0）分析。将材料裁剪至5×1cm的长条在instron5948力学拉伸检测仪上进行拉伸破坏实验，通过得到的杨氏模量、极限应变、屈服强度3个物理量对包括15％单成分PLGA纤维在内的7种材料进行力学描述。(3)将提取的大鼠脑皮层神经细胞种植于6种不同浓度碳纳米管纤维材料上，在1d，4d，8d三个时间点分别进行了calcein-PI活细胞染色，β-tubulinⅢ-GFAP免疫荧光复合染色，观察种植在材料表面神经细胞的生存情况。向材料中加入中药梓醇后，将第4代AMSC接种于载药纤维表面，诱导4天后进行β-tubulinⅢ以观察其神经向诱导情况。
　　结果:1.确定了制备表面光滑，连续的单成分纳米纤维材料的电纺工艺参数即负载电压15kv，接收距离10cm，溶液流速1ml/h，PLGA溶液浓度15％;2.向15％浓度PLGA纤维中混纺法加入0.1％，0.2％，0.3％，0.5％，0.7％，1％浓度的碳纳米管成分也可以制备出纤维结构材料;3.低浓度组(0.1％，0.2％)碳纳米管被承载于单根纤维中，增加了纤维直径分布和孔隙率，抗外力力学性能增强;中浓度组(0.3％，0.5％)中碳纳米管进入了纤维中的碳块结构，材料整体直径下降，孔隙率降低，材料力学抗性下降;高浓度组(0.7％，1％)中碳块结构增多，蛛网结构形成，纤维间粘连导致纤维直径增加，孔隙率升高，材料力学性能下降但弹性增强;4.低浓度组不适合神经元和神经胶质细胞生长;中浓度组材料可以使神经细胞初期黏附生长正常，但不能生长至8天神经元成熟;高浓度组材料可以承载神经细胞并使其正常生长，且不妨碍神经胶质细胞的生长和数量的增加;5.在PLGA15％-CNTS0.2％材料中引入中药梓醇后培养脂肪干细胞，可以显示脂肪干细胞能正常生长在载药含碳纳米管纤维材料表面，并在形态学上呈现神经向诱导分化。
　　结论:碳纳米管作为添加材料加入PLGA电纺纤维后，构建出了可以用于神经细胞培养的具有纳米纤维结构的生物材料，也可以负载中药形成促进脂肪干细胞神经向分化的药物缓释材料体系，并阐述了碳纳米管浓度变化在纤维结构形成过程中的分布模式。

目录

声明

摘要

引言

第一部分 不同浓度碳纳米管复合支架的制备过程

前言

材料和方法

一 材料与仪器

二 实验方法

结果

一、四种工艺参数对单成分PLGA支架表面形貌的影响

二、不同浓度CNTS对PLGA纤维材料表面形貌产生的影响

讨论

第二部分 不同浓度CNTS含量电纺材料的物理性能检测

前言

材料与方法

一、实验材料和主要仪器

二、实验方法

结果

(一)不同浓度CNTS含量电纺支架材料直径分布测量

(二)不同浓度CNTS含量电纺支架材料孔隙率测量

(三)不同浓度CNTS含量电纺支架材料力学性能检测

讨论

第三部分 不同浓度CNTS含量电纺材料与神经元细胞复合培养及负载中药梓醇后对于AMSC细胞神经向诱导的作用

前言

材料与方法

一 实验材料

二 实验方法

结果

一、大鼠神经元与大鼠神经胶质细胞在材料上生存情况

二、对于大鼠神经元与胶质细胞在不同材料上生长形态和比率的观察

三、脂肪干细胞在含梓醇碳纳米管纤维材料上的神经向诱导分化倾向

讨论

结论

参考文献

综述 碳纳米管材料及电纺纤维材料在组织工程修复神经损伤中的应用研究进展

致谢