MoS2/PLGA电纺超细复合纤维对BMSCs的行为影响文献综述

 2023-09-11 10:03:55

文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）

研究的现状及发展趋势

自1987年首次提出和建立组织工程这一概念以来 , 组织工程在国际上已得到迅猛发展[1]。尽管只有十多年的研究历史, 但其基础研究和临床应用已取得了许多有意义的成果。第一种组织工程产品组织工程皮肤 apligraf已被美国食品与药物管理局批准上市, 正式进入临床应用[2,3]。 软骨组织工程 、骨组织工程 、血管组织等已处于临床试验或临床应用的前期准备阶段;其它组织工程方面 , 如肌腱组织工程 、角膜组织工程 、肝脏组织工程、 胰腺组织工程和心脏瓣膜组织工方面的研究也已取得了较大的突破。组织工程是材料科学、 生命科学和临床医学相互交叉与融合的一个新的交叉学科, 其发展涉及到细胞学、 组织学、 生理学、 病理学、 生学、 生物力学和材料学等多种学科领域。尽管它的研究发展十分迅速 , 但基于静电纺丝技术组织工程支架的生物相容性研究得了许多有意义的科研成果 , 而要将组织工程的科技成果转化为能广泛百万患者疾病的产品, 还面临着很多问题。其中, 最关键的问题之一是造出理想的仿生细胞外基质[3,4]。细胞外基质 , 其是在机体发育过程胞分泌到细胞外空间的各种大分子经进一步发生物理和化学变化而成为质和上皮一血管中基质的不溶性结构成分, 包括各型胶原、 弹性蛋白、纤连层粘蛋白、 软骨粘蛋白、 蛋白多糖等糖蛋白和透明质酸 、硫酸软骨素 、 肤素及硫酸类肝素等糖胺聚糖 。它们往往在细胞周围构成高度水合的凝维状网络[5] 。在组织和器官中起骨架作用 , 使细胞聚集 , 构筑组织结构 , 调控细胞表型 同时 , 也是生长因子的储存库 , 生长此被控释放至相邻细胞。支架在组织工程研究中充当人工细胞外基质 , 为细胞的粘附 、繁殖 、 新陈代谢 、 形成新的组织和器官提供各式支持 , 是决定组织工程关键因素之一 。如何得到理想的仿生的组织工程支架 , 一直是国内工程科研工作者不懈努力的目标。理想的组织工程支架应具有以下几个特良好的生物相容性生物可降解性 , 要求所使用的聚合物有能被水解定键合 。降解产物应该没有毒性 , 并能通过新陈代谢方式除去 。降解速率能根据细胞类型 、 组织类型进行调整合理的构造 、 孔隙结构和三维为细胞的生长提供空间良好的力学稳定性 , 且力学性能与相应的组织不引起机体的排斥反应易于加工 、 成形 、 灭菌等 。目前用于制备组织工程支架的材料和方法有很多。其中静电纺丝技术这项技术历史可以追溯到1934 年, formalas在一篇专利中首次介绍了利用电斥力获得聚合物纤丝的方法[6] 。

近年来, 随着纳米技术的发展, 静电纺丝日益受到广泛关注。到目前为止，静电纺丝技术是有且仅有能连续生产纳米纤维的一种纺丝技术。该技术一直都是研究者们的研究热点，与它相关的工艺参数的研究也随之升温[7]。电纺得到的纳米纤维已广泛地应用于生命医学中的组织工程学，如皮肤、软骨、心脏瓣膜等。如何构建具有仿生天然细胞外基质结构和功能的组织工程支架 ,一直是组织工程及再生医学研究的热点[8]。区别于传统纺丝 ,静电纺是一种能够构建微纳米表面结构的常用方法,因为其制备的纳米纤维能够仿生天然细胞外基质,主要是从形态和结构上仿生天然细胞外基质(ECM)中胶原纤维的结构,及由此带来的较好的细胞和组织相容性,在组织工程领域获得了广泛的关注。

可降解支架材料是组织工程研究中的重点,聚乳酸(PLLA)与聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)是目前国内外常用的支架材料,但存在亲水性不够、机械强度不理想等缺点[9]。其中乳酸-羟基乙酸共聚物【poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA】作为一种高分子聚合物材料，在众多生物可降解材料中，PLGA 在药物缓释载体方面显示出了巨大的潜力。它作为 FDA 认证通过的生物可降解高分子聚合物，具有良好的生物相容性，被广泛地应用于药物、蛋白以及其他一些大分子（例如：DNA、RNA 和多肽） 缓释系统的开发[10,11]。PLGA是由两种单体（乳酸和羟基乙酸）随机聚合而成，是一种生物可降解高分子有机化合物。由于其具有良好的生物相容性和生物可降解性且降解速度可控，在生物医学工程领域具有广泛的用途[12]。目前已被制作为人工导管、药物缓释载体、组织工程支架材料。

二硫化钼 (MoS2 )是辉钼矿的主要成分，价格低廉，它一般不溶于水、酸、碱和有机溶剂 ，但能溶于王水和煮沸的浓硫酸[13]。二硫化钼（MoS2）作为光热转换剂，在肿瘤的光热疗法中显示出巨大的潜力，同时也可以在化疗中用作抗肿瘤药物递送载体。但是 MoS2在水溶液中的分散性和稳定性差等缺点，限制了其在肿瘤治疗中的应用[14]。为了克服这些缺点，大量的研究集中在利用壳聚糖和聚乙二醇等线性高分子修饰 MoS2。根据文献报道，与超支化的高分子相比，线性高分子在血液循环中会被更快速地清除。通过阴离子开环聚合的方法合成的超支化聚缩水甘油（HPG），并用其修饰 MoS2（MoS2-HPG）。制备的 MoS2-HPG 作为一种新型光热转换剂，同时也是药物递送载体，可以递送抗肿瘤药物盐酸阿霉素（DOX）（MoS2-HPG-DOX），用于光热-化疗联合治疗肿瘤。单层MoS2的带隙宽度约为1.8-1.9eV ，与块状体材料相比，其具有较高的电流开关比和电子迁移率，同时紫外吸收光谱显示有两个特征吸收峰，分别位于612 nm 和 675 nm 。由于其独特的能带结构、光学效应以及良好的生物相容性，单层MoS2，在生物医学领域具有良好的发展前景[15]。

研究的意义和价值

在目前来看，已有研究采用纳米结构二硫化钼生物界面用于细胞的粘附、增殖和分化[16,17]，而采用二硫化钼增强纳米纤维用于组织工程方面的研究还未见报道。因此，本次研究对生物支架材料方面的研究具有重要意义。

参考文献：

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