微制作技术构建组织工程神经支架的研究

组织工程的"三要素"，即三维支架，种子细胞和生物活性分子。其中三维支架的构建是组织工程研究的重点。生物支架是对细胞外基质(extracellular matrix , ECM)结构和功能的仿生，起到替代 ECM的重要作用，它和种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体，所以支架材料的选取和构建是组织工程的关键之一。本研究中，我们将构建具有纳米／微米多级孔结构（上盖层）-电纺丝纳米纤维梯度图案化/拓扑结构功能化（中间层）-微流控微环境诱导定向迁移/生长（下底层）的PLGA三维夹心式组织工程神经支架；首先研究PLGA二维器件中生物化学信号和物理信号对神经干细胞图案化吸附、定向生长的作用；进一步探讨微环境对三维夹心式结构支架中神经干细胞的诱导分化、生长的作用及机制；最后评价PLGA三维夹心式结构组织工程神经支架在大鼠横断脊髓损伤/修复中的应用效果。

组织工程的“三要素”，即三维支架，种子细胞和生物活性分子。其中三维支架的构建是组织工程研究的重点。生物支架是对细胞外基质(extracellular matrix , ECM)结构和功能的仿生，起到替代 ECM 的重要作用，它和种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体，所以支架材料的选取和构建是组织工程的关键之一。.由聚（L-乳酸）（PLLA）、胶原（coll）和羟基磷灰石（HA）组成的复合纳米电纺丝支架的生物相容性研究。应用于组织工程的具有纳米结构的复合电纺丝支架通过电纺技术制作成功，聚（L-乳酸）分别与胶原或羟基磷灰石单独混合，或PLLA与两者一起混合，构成了复合电纺丝的组成成分。HEK293T细胞在支架上生长情况良好。与纯PLLA电纺丝支架相比较，PLLA/HA /Coll复合电纺丝支架上的活细胞密度更高，因而PLLA/coll/HA纳米纤维支架因具有足够的机械强度与良好的生物相容性，最有希望用于组织工程的应用研究中。.建立了一种利用仿生活性物质，修饰不同亲/疏水性材料形成具有生物活性、生物相容性好的系列基底材料的方法。将多种不同基质特性基底材料，通过修饰构建出可用于细胞生物学研究和组织工程的基底材料，还可用于免疫反应分析的生物芯片基底材料。在硬质材料研究方面:由蚌分泌蛋白质的主要成分-L-DOPA，设计、构建了一种具有生物活性的表/界面基底材料(PDMS-DOPA-College)，研究了DOPA成份对亲/疏水性基底修饰前后，基底材料的理化特性变化、活性界面形成机制；探讨了该基底在神经干细胞细胞粘附、生长中的应用。在仿生抗吸附界面材料方面:我们在已有技术的基础之上,将新型的双功能活性成分修饰在生物医学工程领域中普遍使用的血管材料表面,使其具有增加细胞粘附与生长、抗蛋白质（如血液纤维蛋白原）粘附的双重功能,也可实现图案化与特性化要求。.细胞力学特性可以从一定程度上反映其结构特征，对进一步研究其内部构造具有重要意义。我们通过采用吸持法对神经细胞的力学特性进行测量，利用吸持压和变形的关系获得细胞的额力学特性。