PCL-PTMC静电纺丝血管支架材料中PTMC含量变化对巨噬细胞表型和组织再生的影响

摘要

周围血管性疾病是炎症性、阶段性和反复发作的慢性闭塞性疾病。该病常侵袭四肢中小动静脉，以下肢多见，多次发作后症状逐渐明显和加重，其治疗方法主要包括非手术疗法和手术疗法。非手术治疗即选用抗血小板聚集与扩血管药物、高压氧仓治疗和中医疗法；手术治疗的目的是重建动脉血流通道，增加肢体血供，改善缺血。局部血管发生严重病变，不能保证血液的正常供应且不适于保守治疗时，则需进行外科血管移植治疗。在实际生活中，血管损伤也是临床工作中经常遇到的疾病，受伤原因主要包括炸伤、枪伤、机器致伤、车祸伤及刀伤等，受伤类型主要有血管完全或部分断裂、创伤性动脉瘤、创伤性动静脉瘘等，因此也常常需要外科血管移植治疗。　　目前，临床上应用的血管移植物主要是自体血管，虽然自体血管手术效果较好，但常常因来源有限而面临无血管可用的问题。因此，人们不得不把目光集中到人工血管替代物上。目前临床上可得到的人工血管替代物多限于可膨性聚四氟乙烯（expanded polytetrafluoroethylene，e-PTFE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET)，即涤纶(Dacron)制成的人工合成血管。这些血管替代物用于中等直径(6-10mm,ID)和大直径的（>10mm，ID）血管是比较成功的，但当用于小口径血管(<6mm ID)，易造成血栓形成和内膜增生，其有效性受到严重限制，远不能满足临床需要。　　聚己内酯（polycaprolactone,PCL）被美国FDA批准作为植入人体的可降解材料。它具有出众的力学性能，易于组织工程支架的加工制作；具有良好的生物相容性，支持多种细胞的粘附生长；可以在体内缓慢降解，且降解产物能够被组织很快吸收。聚三亚甲基碳酸酯（poly(1,3-trimethylene carbonate)，PTMC）与PCL相似，同属线性脂肪族聚酯。体内的生物相容性和毒性分析显示，PTMC对心、肝、肾等重要器官无影响，采用PTMC制备的多孔支架支持人脐静脉内皮细胞，平滑肌细胞和间充质干细胞等多种细胞的黏附与生长。PTMC较之PCL的主要区别在于PTMC具有更好的弹性，且能在体内快速降解，因此聚三亚甲基碳酸酯作为原位组织工程血管支架材料具有潜在优势。　　本实验以PCL-PTMC材料为研究对象，自行制备不同质量比PCL-PTMC（3:1、3:2、1:1）和PCL四组管型静电纺丝材料，通过小鼠皮下组织埋植实验，在预先设计的时间点（3天，1周，3周，5周，7周）取材，采用冰冻组织切片技术，以HE染色及巨噬细胞分类标记的结果为基础，研究不同质量比PCL-PTMC静电纺丝材料在动物体内降解速率变化情况，并观察不同质量比材料对巨噬细胞极化分型和组织再生的影响，初步揭示该材料降解速率、巨噬细胞行为与组织重塑三者之间的内在联系，评价其作为小口径血管替代物的可能性，为获得理想的血管移植物材料提供实验基础和理论依据。　　主要实验结果如下：　　一、PCL-PTMC静电纺丝物理特性　　静电纺丝拉伸实验表明，该纳米材料具有一定弹性和收缩特性，与自体中小型动脉血管物理特性相似。PTMC与PCL具有类似的化学结构，在PCL-PTMC纤维材料中，PCL、PTMC的特征峰不发生显著变化，两者具有相似相溶性的特点，经有机溶剂溶解后制备静电纺丝管型假体，材料外表光滑，管壁及管腔均匀，直径约2mm，长约5cm。为进一步明确机体细胞与静电纺丝相融特性，本研究对埋植材料进行冰冻切片行HE染色，观察细胞浸润情况。　　二、PCL-PTMC管型材料埋植后HE染色结果　　埋植材料经冰冻切片行HE染色，经观察发现早期材料表面及材料内部有大量的炎症细胞浸润，随埋植时间延长，材料周围细胞数量在1周左右时达到高峰，随后细胞数量减少，周围形成纤维结缔组织包膜，包膜与静电纺丝材料之间形成浸润细胞层。为明确静电纺丝材料表面细胞类型以及对巨噬细胞分型极化的影响，本研究进行了免疫组织细胞化学荧光染色。　　三、免疫组织化学荧光染色结果：　　埋植材料行免疫组织细胞化学荧光染色结果显示，分别由CD68标记未分型巨噬细胞、CD11b标记的炎症细胞、CCR7和CD206标记的M1、M2型巨噬细胞在材料植入后1周达到高峰，随时间推移，不同质量比的生物材料表面粘附细胞数量均开始减少，PCL-PTMC（3:1）和PCL-PTMC（3:2）组材料表面M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞分布较均匀，支架材料内形成比较平衡的生物降解和组织重塑现象。

目录

声明

第一章 引 言

第二章 实验材料和方法

2.1实验材料

2.2免疫组织化学用试剂配制方法

2.3实验方法

2.3.1制备不同比例PCL-PTMC血管材料

2.3.2材料皮下埋植实验

2.3.3动物皮下取材

2.3.4埋植材料冰冻切片

2.3.5埋植材料切片HE染色

2.3.6埋植材料切片免疫荧光染色

第三章 实验结果

3.1埋植材料物理特征

3.1.1外观形态

3.1.2力学拉伸实验结果

3.1.3不同比例材料电镜扫描结果

3.2皮下埋植材料不同时期表现

3.2.1材料在小鼠皮下表现

3.2.2不同比例材料HE染色结果

3.2.3不同比例材料免疫荧光标记结果

3.2.4数据分析方法

第四章 实验讨论

4.1静电纺丝材料物理特性及组织相容性

4.2静电纺丝材料对巨噬细胞的分型及组织再生影响

结论

照片

参考文献

文 献 综 述:植入性生物材料对巨噬细胞极化分型影响的研究进展

在学期间的研究成果

致谢