丝素蛋白改性PHBHHx作为组织工程心血管支架材料的研究

摘要

提高生物相容性是生物医用高分子材料面临的重要问题之一。聚三羟基丁酸脂和聚三羟基己酸脂的共聚物(PHBHHx)是一种具有良好强度和韧性的生物可降解高分子材料,有潜力应用于心血管组织工程材料。但其生物相容性尚不甚理想,本工作用丝素蛋白(SF)表面吸附法改善聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)(PHBHHx)二维与三维多孔支架表面的生物相容性,比较类内皮细胞系ECV-304细胞与人体脐静脉内皮细胞(HUVECs)在改性前后支架上的生长情况,以评价改性结果。得到以下结论:
　　 1.水接触角测定和表面自由能分析表明,丝素蛋白在支架表面吸附,使PHBHHx表面的自由能增加,材料的水接触角降低,即材料的亲水性增加,从而有利于细胞的吸附。
　　 2.力学性能测试表明,改性前PHBHHx的最大拉力和断裂伸长率分别为11.7±0.5MPa与204±5％,而改性后SF/PHBHHx的最大拉力和断裂伸长率分别为11.5±0.5Mpa与175±5％。两者相比,改性前后PHBHHx的力学性能并无显著变化,说明改性过程不影响PHBHHx材料的力学性能。
　　 3.流水冲刷实验证明,在血液流动的模拟环境中冲刷21天后,PHBHHx开始部分水解,SF仍然存在于PHBHHx表面。
　　 4.HE与DAPI荧光染色显示,ECV304细胞在SF/PHBHHx二维致密膜上生长4天,几乎达到100％汇合率,远高于在未改性PHBHHx膜上生长,且分布均匀。
　　 5.SEM细胞形貌观察显示,ECV304与HUVECs细胞分别在SF/PHBHHx与PHBHHx支架上生长7天和5天后,在SF/PHBHHx上生长旺盛,触角伸展,状态好于未改性支架上的细胞。
　　 6.MTT细胞活力测试在统计上表明,ECV304细胞接种到支架上1,4,8,12d后,在SF改性PHBHHx(SF/PHBHHx)多孔支架上细胞的活力显著高于未改性PHBHHx支架上的细胞:HUVECs细胞接种到支架上1,3,5,7d后的生长情况比较结果与ECV304细胞相同。
　　 7.反映细胞功能性的胶原含量测试表明,HUVECs在改性后支架上生长,分泌胶原含量显著高于未改性支架上细胞。说明改性后的多孔支架比未改性支架具有更好的支持细胞生长的能力。