- 文献综述(或调研报告):
在人体组织修复方面,组织工程的作用非常的关键。组织工程支架能够对细胞的成长和发育起到支撑的作用,促进细胞粘附,增殖,促进组织的形成。有效防止感染和疾病的传播。低成本和广泛的来源,在人类疾病的治疗中发挥着至关重要的作用。
心肌组织工程:组织工程研究中必不可少的组成部分。由于心脏器官存在着复杂性和特殊性,因此,在临床上的心肌组织发展成熟度较低。在最初的研究开始于“LIFE”计划,是属于可供移植心脏研究,随着不断的发展,则逐渐出现了“体外再造工程化心肌组织” ,心肌组织工程主要的组成部分为三方面,一是开发支架,二是获取细胞,三是构建工程化心肌组织。1912年第一次开展了体外培养心肌组织。不过,由于成熟心肌细胞的连接方式是以闰盘为中介,到了1976年,才出现了提取心肌细胞并在体外培养的方法,至此,开始发展形成心肌组织工程。
同时,心肌组织工程有两种不同的方法。其中之一与材料科学密切相关,能够看做是比较经典的可心肌组织工程法。Carrier等在1999年在选择支架时选择了聚乙醇酸,而体外培养则选择了生物反应器。Leor等在2000年在支架方面则创新式的发展出了藻酸盐,在其中接种了胚胎大鼠心肌细胞,并向大鼠心脏移植。另外,在2002年,则又进行了环状工程心肌组织的构建。该组织有着更均匀的机械力分布,所以,其在组织形成方面更具有优势。
2000年等人首次进行了甲基丙烯酰化明胶水凝的提取,当前已经开展了大量关于GelMA的研究。由于GelMA这类衍生物具有着丰富的甲基丙烯酸酯基团和甲基丙烯酰胺基团,在反应中明胶氨基酸序列的参与度只5%,所以,能够使得其明胶功能氨基酸序列得到最有效的保留。具体而言,在甲基丙烯酰化反应中并没有MMP可降解序列和RGD氨基酸序列的参与,所以,GelMA的生物活性也比较的良好,能够在细胞重塑和粘附方面发挥促进效果[22, 23],而且,还能够借助体内蛋白酶实现降解。GelMA发生反应中,在紫外光下实现聚合反应,从而进行水凝胶的制备,条件方面一般设置为室温条件,而对应的pH设定为中性。所以,在细胞和材料研究方面,成为了广泛使用于组织工程中。GelMA水凝胶具有比较简单的制备方式,并且能对其元功能起到较大的保留,所以,成为了重点研究方面。
2004年,Radisic等在胶原海绵支架中接种了大鼠心肌细胞,该类心肌细胞是产生于悬浮于细胞外基质,在培养时则给一定的电刺激。通过刺激所得到的心肌组织,与没有刺激的样品相比,在收缩性、形态表达等方面都更为良好。
B. R. Simona, L. Hirt, L. Demkoacute;,等在2015年发表的“水凝胶界面密度梯度增强细胞渗透”中提到了采用RGD功能化、MMP敏感的PEG水凝胶经转谷氨酸交联。由于此反应与pH有关,在阳极氧化电极附近产生的酸性梯度可用来局部抑制聚合。密度梯度的制备凝胶是解决细胞通过水凝胶界面渗透挑战的一种很有前途的方法。
Ali Navaei,Harpinder Saini 等的2016年发表的文献“金纳米棒-明胶基工程心脏组织用导电水凝胶”当中提到,开发了GNR嵌入的混合凝胶作为一种先进的生物材料,以开发用于心肌再生和修复的功能性心脏组织构建物。证实了基质的刚度并不是唯一的因素,事实上GNRs是促使细胞在基质上粘附和保持的主要因素。由于细胞在混合水凝胶上的高亲和力,形成的组织呈现出有组织的、填充的、统一的结构,同时保持了高水平的细胞活力和代谢活性。研究结果证实了纳米工程的GelMA-GNR杂化水凝胶具有良好的特性,为心脏组织工程的特定应用提供了合适的基质。
Dong Nyoung Heo等人2019年发表的文献“用于神经组织工程的结晶PEDOT:PSS三维可打印导电水凝胶的研制”当中研究了一个三维(3D)打印导电复合水凝胶,可以光交联,同时保持高导电性。还制备了背根神经节(DRG)细胞包封的明胶甲基丙烯酰明胶(GelMA):PEDOT:PSS复合水凝胶,利用台式立体光刻(SLA) 3D打印机在衬底上刻制导电水凝胶。对制备的水凝胶进行了电导率表征。结果表明,随着PEDOT:PSS浓度的增加,导电水凝胶的电化学性能显著提高。3D打印导电水凝胶提供了良好的结构支持,系统地将ES转移到封装的DRG细胞中,增强神经元分化。
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