基于可控表面的納米電紡絲技術的軟骨細胞表型及其向纖維軟骨分化的研究.pdf

1、軟骨細胞作為軟骨組織在軟骨基質中唯一存在的特定的細胞種類，在軟骨組織再生與代謝方面起到了重要作用。但是由于軟骨組織中缺少血管和神經系統(tǒng)，軟骨在自身修復方面存在一定的局限性。針對軟骨細胞的重要性和局限性，目前新興了一種新的概念-生物組織工程學。它將工程學、生命科學和材料學相結合，構建人體組織或器官的功能替代物，從而在體外更精確的模擬生物體內環(huán)境并研究其功能。生物組織工程學對于臨床醫(yī)學方面有重要意義，其所構建的生物支架材料可以為特定的細胞模

2、擬體內三維結構支撐，不僅為組織再生提供模板，還可以更好的研究各種影響因子對于組織再生和控制組織結構方面的影響。組織工程利用體外構建帶有特定功能的軟骨組織再移植入體內的治療方法，為軟骨修復治療提供了可能。由于軟骨細胞在普通的二維培養(yǎng)模式下容易失去表型而向纖維細胞表型分化，失去了軟骨的特定功能，因此在體外保持軟骨的表型的研究對于臨床應用有十分重要的意義。半月板在膝關節(jié)內起著重要作用，維持膝關節(jié)的穩(wěn)定性，均衡傳導負荷，吸收剪切應力，潤滑關節(jié)并

3、為其提供營養(yǎng)。半月板為纖維軟骨結構，由軟骨細胞和膠原纖維基質構成，體內纖維軟骨的細胞外基質多成平行排列。體外構建具有功能的纖維軟骨具有重要的臨床研究意義。
　　目前在生物組織工程的應用方面，納米材料正成為一種新的研究趨勢，納米技術的應用也更加被人們所重視。電紡絲在制備納米纖維材料方面有著特定優(yōu)勢，相比其他技術，它更加簡便有效。它是在強電場的環(huán)境下將聚合物溶液形成噴流并進行紡絲加工的技術。這門技術所需的制作設備簡易，而且也能更高效的

4、控制紡絲的形狀和結構從而制備特定物理結構和功能的紡絲制品。由電紡絲技術制備的紡絲纖維表面積大，孔隙率高，纖維纖度細，這些特點可為細胞的生長提供不同結構的多孔支架，利于特定細胞的生長和增殖。因此電紡絲技術已越來越多的被應用于納米技術和納米材料的制備，并在生物組織工程領域起著很重要的作用。
　　目的:建立一種簡易可控的不同電紡絲表面的平臺用于軟骨細胞的體外培養(yǎng)，并很好的維持軟骨細胞的表型，利用平行的納米電紡絲構建了纖維軟骨細胞外基質的

5、模型培養(yǎng)軟骨細胞并讓其向纖維軟骨分化。
　　方法:
　　1.大鼠原代軟骨細胞的提取
　　2.制作聚乳酸乙醇酸(Poly-(lactic-co-glycolic) acid，PLGA)納米紡絲:電壓:7.5kV流體速度:8μl/min。
　　3.利用了不同表面結構（平行和垂直方向）的納米電紡絲來研究軟骨細胞在紡絲上的形態(tài)，行為和功能。平面的玻璃表面作為對照組，軟骨細胞在平面玻璃，平行電紡絲，垂直電紡絲3種表面生長7

6、天后，通過免疫熒光染色表征Ⅰ型膠原，Ⅱ型膠原和蛋白多糖的表達，同時利用實時定量PCR在基因水平上鑒定以上3種基因的表達。
　　結果:
　　1.電鏡鑒定PLGA納米電紡絲的直徑為:200納米。
　　2.軟骨細胞在平的玻璃表面生長呈現多角形，在平行電紡絲上細胞生長在紡絲之間，在垂直電紡絲上細胞可長在表面和紡絲之間。
　　3.免疫熒光染色:軟骨細胞在不同的表面生長7天后，在蛋白水平上Ⅰ型膠原，Ⅱ型膠原和蛋白多糖存在差異

7、，其中，在平行納米電紡絲表面，軟骨細胞3種蛋白的表達全部上調，而垂直的納米電紡絲表面只有Ⅱ型膠原表達上調。
　　4.基因分析:利用實時定量PCR分析Ⅰ型膠原，Ⅱ型膠原和蛋白多糖3種基因的表達差異，以平面玻璃的表面實驗組作對照組，進行相對定量。其中，在平行納米電紡絲表面，軟骨細胞Ⅰ型膠原，Ⅱ型膠原和蛋白多糖3種基因的表達顯著上調。
　　結論:
　　軟骨細胞在平行的納米電紡絲表面上能提高Ⅱ型膠原與蛋白多糖的表達，同時也能顯