电纺超细纤维刚度对BMSCs行为的影响文献综述

 2023-09-11 10:03:39

文献综述

1、课题研究的现状及发展趋势

组织工程学也称再生医学，是美国的科学家在1988年提出的作为生物医学领域集生物医学工程、生物化学、化学工程、材料学、细胞学和移植学等诸多学科门类为一体的新分支，研究者将体外能够正常的生长并且扩增的组织细胞种植在能够被机体吸收的组织材料上，具有较好的生物相容性是对该组织材料的基本要求，再将其导入至体内，使其在一定时间被机体降解吸收，从而在体内逐渐形成形态和功能与受损的器官和组织近乎相同的替代物，受损的部位便可得到修复[1]。

组织工程支架是细胞与材料之间最基本构架，它为细胞和组织生长提供适宜的微环境，对细胞行为有着重要的调控作用。理想的组织工程支架溶剂需要具有生物降解性能的天然或者合成高分子材料。天然的可降解高分子材料的来源是生物体，在生物体内会降解形成氨基酸或者是多糖；但由于天然的可降解高分子材料的力学性能比较差，往往不能达到组织构建的要求，因此，需要在天然可降解高分子材料中加入一定的合成高分子材料，目前普遍使用的人工合成可降解高分子材料在降解强度、降解速率两个方面都是可控的，但是，人工合成的材料对细胞（或组织）的亲和性相对较弱，使得在材料中需要添加一定的生长因子或活性基团等，才能让细胞变得粘附并且增殖[2]。理想的组织工程支架材料是要具备生物可降解性、无毒性、仿生的结构及其生物学功能良好的生物相容性，以及良好的力学稳定性，良好的表面活性，具有三维多空立体结构等特性，这样才能更好得导入生物机体与组织相容，为机体的修复和再生打下良好的基础，是组织工程三要素的重要一环。

通过静电纺丝技术便可以制备可降解且具有良好的力学特性的纳米纤维膜[3]。静电纺丝产生于20世纪40年代（纺织中制备聚合物纳米纤维），直到进一步发展时已经是90年代之后（以较为简便的方法制备亚纳米）[4]。不同于传统纺丝工艺，静电纺丝是在注入细胶管中的纺丝溶液上施加一个外在高压静电场，当电源开启时，使溶液形成喷射丝。静电纺丝法制备的纤维直径一般在10~5000nm之间，这种方法制备可以得到高均一性高精度的纤维材料，而且具有较高的孔隙率和表面积，制得纤维的孔径结构与细胞外基质相似，给细胞在生物材料支架上粘附和增殖提供了一个良好的环境[5, 6]。由于静电纺丝纤维在生物医学（骨架组织、药物传递、干细胞等）领域有着其他功能相似的材料所无法比拟的优点（设备简单、成本低廉、操作容易以及高效等）[7]，所以静电纺丝纤维在生物医学领域的应用会是静电纺丝纳米纤维在未来的研究与发展的主要方向。尽管如此，将静电纺丝技术大范围的推向工业化生产尚无法完成，但随着生命科学的不断发展，静电纺丝技术终会从实验室走向车间生产流水线[8]。

本实验是研究PLLA（聚乳酸）在TFE（三氟乙醇）和二氯甲烷两种不同溶剂中电纺超细纤维的刚度对BMSCs细胞行为的影响。PLLA（聚乳酸）作为纺丝液溶质在生过全程中不会造成污染，并且能够进行生物降解在大自然中进行循环，是一种绿色高分子有机材料。PLLA具有许多适合作为生物支架材料的特点，比如热稳定性、耐菌性、阻燃性以及生物相容性等，具有十分广泛的用途。TFE（三氟乙醇）具有醇类的典型性质，能够被氧化剂氧化，具有良好的物理性质和热力学性质；二氯甲烷是无色、透明、比水重、易挥发的液体，有刺激性气味，这里用作乙酯纤维溶剂，二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的，其毒性仅为四氯化碳毒性的0.11%。不同支架材料制成的基底其刚度对细胞结构和功能也有较显著的差别，有研究表明基底刚度的大小会影响细胞的形态、运动、增殖及分化等功能活动，例如，血管胞外基质刚度的增加，会导致细胞生长环境发生变化，使动脉血管弹性减弱[9]。细胞与细胞外基质具有非常紧密的联系，例如，增加基地刚度能够促进新生大鼠心脏成纤维细胞的增殖并对其黏着斑蛋白的分布产生影响[10]。经研究发现许多细胞更倾向于在基底较大的材料上增殖分化，细胞铺展时间伴随着基底刚度的增加而减少。此外，细胞骨架纤维取向、细胞的运动方向、细胞的运动速度等都会受到基底刚度的影响,例如，皮细胞的增殖速度在高刚度基底上更快，同时在高刚度基底上迁移率是远高于其在低刚度基底上的迁移率的[11]。实际上，基底刚度对细胞的影响是细胞对力学刺激的响应，细胞会对外界环境中力学的变化产生反应，并把力学信号转变为生化信号，从而对细胞的生物学特性产生影响。

该实验采用骨髓间充质干细胞是骨髓基质干细胞作为检测纺丝纤维的生物相容性细胞，骨髓间充质干细胞是一种可以直接针对疾病的细胞学机制的种子细胞，用以研究关于干细胞移植组织再生治疗最为合适，这也是组织工程学在疾病治疗方面所开拓出的新的领域。骨髓间充质干细胞在取材上既方便又快捷，易于分离和体外扩增，广泛应用于细胞移植损伤组织实验中[12]。其自移植体几乎完全融入机体，并且不会发生免疫排斥反应，而在体外基因转染的概率也比较高，能够使外源基因进行高效稳定地表达，同时，不存在伦理方面的社会问题；骨髓间充质干细胞具有高度多向分化的潜能，所分化的细胞为骨关节、神经系统、心血管等疾病开拓了新的视野[13]。

2、本课题研究的意义和价值

组织工程是一门新兴的工程学科, 而组织工程的支架材料更是组织工程三要素的重要一环，一个由生物材料所构成的细胞支架可以使种子细胞体外进行增殖和分化，支架材料就相当于人工细胞外基质，而研究的组织工程支架材料理化性质，更利于将这项科学技术推向临床治疗（合成聚合物被加工成纳米纤维，应用于伤口敷料、药物输送等）[14]。由于我国庞大的人口数, 每年因各种疾病损伤的人数以万计，这大大增加了对医学组织工程的需求。虽然组织工程的前景很光明，但仍有一些重要问题需要解决，只有研究者不断深入探索，在大量实验中寻找到更适合人体组织的细胞支架，才能使组织工程得到更加蓬勃的发展，为人类的健康和生命安全开辟一条崭新的道路[15]。

3、参号文献

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章