生物醫(yī)用領域及其它應用文獻

《生物醫(yī)用領域及其它應用文獻》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、文獻-生物醫(yī)學領域及其他傳統(tǒng)上動脈血管被描述為具有不同材料性能的三層，分別為：內(nèi)層、中層、外層。每一層的真實結(jié)構(gòu)以及功能比我們想象的更復雜，也很難由組織工程材料獲得。各層沒有真正的集成，機械應力就集中在層接口界面，這樣會增加分層失效的幾率。未來組織工程材料最重要的因素之一是開發(fā)可模擬天然組織架構(gòu)和功能的支架，雖然這在概念上和理論上可行，但在器官組織工程應用中概括特定的結(jié)構(gòu)組分和功能特性基本上無法實現(xiàn)，GreyCP等在Biomaterials雜志上發(fā)表創(chuàng)新工作用梯度電紡絲法制備了層狀抗分離組織工程

2、支架。梯度電紡絲技術(shù)為電紡射流提供了一個連續(xù)變化的聚合物濃度，使得支架在垂直于z軸方向的纖維平均直徑具有可控的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換降低了應力在不同邊界層的集中，這使得在相對表面上制備具有不同纖維尺寸和不同材料性能的支架成為了可能，而且還能排除邊界層導致的分層失效。在對層壓式分層電紡支架進行材料測試時，其表現(xiàn)出了易延展性，而且出現(xiàn)多相失效。相反，在相對表面上通過梯度電紡制備的同類纖維支架會發(fā)生斷裂、分層，以及物理結(jié)構(gòu)集成。梯度電紡還能夠消除高度取向纖維支架中存在的各向異性張力。在頂破試驗中，相比于其他由

3、單一濃度電紡或雙層層壓式電紡制備出的無規(guī)或取向纖維支架，由梯度電紡制備的取向纖維支架顯示出了優(yōu)越的材料性能。Grey,C.P.;Newton,S.T.;Bowlin,G.L.;etc.Gradientfiberelectrospinningoflayeredscaffoldsusingcontrolledtransitionsinfiberdiameter.Biomaterials,2013,34(21),4993-5006.可促進心肌修復和再生的仿生嫁接技術(shù)的發(fā)展是心臟組織工程中一個重大挑戰(zhàn)。

4、許多研究中已經(jīng)應用工程支架來模仿天然心肌組織的結(jié)構(gòu)以及精確調(diào)節(jié)心臟細胞的功能。WangPY[1]等以聚苯乙烯和聚氨酯為基底材料，探討了不同硬度的納米溝槽基底對大鼠心肌細胞響應的影響，細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白的分布表明，表面形貌和基底硬度可調(diào)節(jié)肌動蛋白細胞支架的組織和細胞內(nèi)的粘附斑，使得心肌發(fā)生收縮行為；DanK[2]等通過靜電紡分別得到了無規(guī)PG（PCL/Gelatin）復合納米纖維支架和取向PG復合納米纖維支架來模仿取向的細胞外基質(zhì)，取向的PG納米纖維表現(xiàn)出了各向異性的浸潤性能和機械性能，可配合天然心肌

5、組織各向異性的性能要求?？勺鳛樵偕募」Ｋ赖刃呐K缺陷的合適基底。然而，之前的這些嘗試仍不能夠同時囊括心肌細胞外間質(zhì)（ECM）的化學、機械和結(jié)構(gòu)性質(zhì)。KharazihaM[3]等采用靜電紡的方法制備了彈性、可生物降解的聚癸二酸丙三醇酯/明膠（PGS:Gelatin）復合納米纖維支架，具有多種化學組成、剛度且各向異性。實驗結(jié)果表明，通過結(jié)合PGS，可以獲得仿左心室心肌結(jié)構(gòu)的各向異性納米纖維支架。此外，研究人員對不同PGS含量的PGS:gelatin支架上，新生的大鼠心臟纖維原細胞（CF）的貼壁生長、

6、增殖和分化以及心肌細胞（CM）的蛋白質(zhì)表達、排列和收縮功能做了測試。含有33%質(zhì)量分數(shù)PGS的取向納米纖維支架能夠誘發(fā)CM同時收縮的最佳濃度，同時顯著地改善了細胞排列情況。KharazihaM等的研究說明了取向結(jié)構(gòu)的PGS:Gelatin納米纖維支架可以支持心肌細胞組織、表型和收縮，并且有可能以此為基礎開發(fā)心臟組織工程的臨床相關構(gòu)架。間葉干細胞（MSCs）由于其具有良好的實用性、擴張力以及可分化成多種細胞的能力而被廣泛應用與組織工程領域。MSC的一個重要的臨床應用就是軟骨修復。目前所用臨床修復缺

7、損軟骨的方法在功能軟骨的組成以及力學性能的再生能力方面有限制。ChungC[1]等研究發(fā)現(xiàn)軟骨組織工程的最大挑戰(zhàn)是細胞來源問題。成熟的透明軟骨沒有血管和淋巴，細胞組成只有組織體積的5%。因此，關節(jié)軟骨受創(chuàng)或損傷通常會導致健康組織的最終損耗，從而引起疼痛和不適。AhmedT[2]等采用自身軟骨移植方法來替代傳統(tǒng)技術(shù)，軟骨組織工程可以模仿天然軟骨的生物力學環(huán)境且具有較好的綜合能力，在短期內(nèi)可以達到較好的臨床效果。MSCs是軟骨組織工程細胞的普遍來源，且已有很多研究小組發(fā)現(xiàn)水凝膠的性能可最大程度上修復

8、MSC軟骨再生。然而，這些研究中缺乏與深度相關的闡述，天然軟骨細胞復雜力學性能的成果也還沒有在納米纖維系統(tǒng)中進行深入研究。電紡絲技術(shù)能夠制備模擬胞外間質(zhì)的納米纖維性質(zhì)的支架結(jié)構(gòu)（比如透明軟骨細胞中膠原纖維的尺寸以及與深度相關的定向排列），因此近來引起廣泛關注。KimIL[3]等通過纖維內(nèi)的交聯(lián)密度和RGD密度，分別描述了靜電紡透明質(zhì)酸（HA）纖維的力學性質(zhì)和粘附性對人類間葉干細胞（hMSC）的交互作用和基因表達的顯著影響。研究發(fā)現(xiàn)，hMSC的擴散、增殖和黏著斑的形成與RGD密度有關的，但是與所使