静电纺制备纳米纱线构建新型神经导管支架

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周围神经损伤是临床上常见的损伤,广泛存在于车祸、工伤以及日常生活中。自体神经移植仍然是临床治疗周围神经损伤的黄金标准,但是其受制于供体和发病率的影响,已经不能满足临床需要。而神经导管的出现可以成为自体神经移植物的良好替代品。神经导管可以为神经修复提供一个合适的微环境,使其能够引导细胞的迁移和轴突生长。由于中空结构的神经导管不利于细胞的粘附和生长,不能为神经生长提供导向作用,不利于新生神经向远断端处定向生长,影响了神经修复的速度和效果。为了解决此问题,本论文设计了纳米纱线作为芯层的神经导管。本研究主要采用改进的静电纺丝装置,通过调整纺丝参数和接收装置制备纳米纱线,来作为神经导管的填充物。该装置是由双针头纺丝系统组成,高速旋转的金属漏斗及纱线卷绕器作为接收装置。主要操作过程为:将针管放置在两侧的推进泵上,设定相同的推进速度,分别接正负压,通过调节喷头的角度,纳米纤维在高速旋转的漏斗口部聚集,用金属棒牵引出一根纳米纱线,使其一端缠绕到纱线卷绕器上,通过卷绕器绕动收集纳米纱线。由于金属漏斗和卷绕器以不同的方向旋转,使落在二者之间成百上千根纳米纤维加捻形成具有一定力学性能和生物相容性的纳米纱线。扫描电子显微镜(SEM)表征得到的单根纳米线纱线具有较高的取向度。力学测试结果表明,高取向度的纳米纱线具备良好的力学性能。生物相容性测试以雪旺细胞(SCs)作为种子细胞,其MTT结果表明,相较于无规的纳米纤维膜,具有较高的取向度的纳米纱线更利于细胞的增殖。SEM和激光共聚焦扫描(CLSM)都证明细胞在取向纳米纤维纱线支架上沿轴向方向铺展更开,说明高取向度的纳米纱线能够诱导细胞定向生长。利用制备的纳米纱线,平行排列在金属棒的表面,并固定两端。用附有纳米纤维纱线的金属棒旋转接收,在纳米纤维纱线外侧形成一层P(LLA-CL)纳米纤维膜,得到芯层含有纳米纱线的神经导管。MTT实验结果表明,芯层含有纳米纱线的神经导管比中空结构的神经导管更利于细胞的生长。SEM和CLSM证明雪旺细胞在芯层含有纳米纱线的神经导管内部铺展更开,而且沿纱线轴向生长,表明含有纳米纱线的神经导管更有利于细胞的增殖及定向迁移。
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