脱细胞脊髓生物活性蛋白缓释系统的构建及相关实验研究

With the development of the research of the repairment of spinal cord injury,the technology of tissue engineering has became one of the most hopeful methods to cure spinal cor injury.Constructing the scaffold of tissue engineering is the key point. In the early reseach, our group had constructed the scaffold firstly.It keeps the extracellular matrix of the spinal cord and has the characteristics of highly bionics, good biocompatibility and cellular affinity.But, it still face the challenge of the insufficient of vascularize and the short of neurotrophic factors ,when used to cure the spinal cord injury.So,on the basement of it ,we use the effect of chemical cross linking of EDC to conform NT-3/VEGF to the acellular matrix.So,we can consruct a sustained release system of acellular matrix,wich can release bioactivity protein stablely.It can promote the regenerate of the axon and the vascularize of the tissue. It build a eligible microenviroment for the regional of spinal cord injury.It also afford a new try for the research of tissue engineering of the repairment of spinal cord injury.

随着脊髓损伤修复研究工作的不断深入，组织工程学技术已成为最有希望治疗脊髓损伤的方法之一。构建理想的组织工程支架是脊髓组织工程研究的关键。前期研究工作中，本课题组已率先构建了脱细胞脊髓支架，该支架保留了脊髓的细胞外基质成分和三维结构、有良好生物相容性和细胞亲和性等特性。但将该支架用于治疗脊髓损伤时却仍然面临脊髓再生微环境中脊髓血管化不足，神经营养因子匮乏等一系列挑战。因此本项目拟在此基础上，利用碳化二亚胺（EDC）的化学交联作用将生物活性蛋白（VEGF、NT-3）整合到脱细胞基质材料中，构建出一种可持续稳定释放生物活性蛋白的新型脱细胞支架缓释系统。该缓释系统能在脊髓损伤微环境中持续稳定的释放生物活性蛋白（VEGF、NT-3），以促进脊髓损伤修复过程中新生组织再血管化以及轴突再生，为脊髓损伤区域的再生重建营造出一个适宜的局部微环境，从而为脊髓损伤修复的组织工程研究提供一种新的尝试。

脊髓损伤后由于脊髓连续性的中断、神经元细胞缺失、神经营养因子缺乏等导致了脊髓损伤治疗困难。随着脊髓损伤修复研究工作的不断深入，组织工程学技术已成为最有希望治疗脊髓损伤的方法之一。组织工程脊髓即通过建立脊髓支架，复合相应的种子细胞和神经营养因子，并植入脊髓损伤部位以达到治疗脊髓损伤的目的。构建理想的组织工程支架是脊髓组织工程研究的关键。本课题组前期已率先构建出了脱细胞脊髓支架，该支架保留了脊髓的细胞外基质成分和三维结构、有良好生物相容性和细胞亲和性等特性。但将该支架用于治疗脊髓损伤时却仍然面临脊髓再生微环境中脊髓血管化不足，神经营养因子匮乏等一系列挑战。碳化二亚胺（EDC）能将生物活性蛋白质分子中的氨基和羧基以共价键的形式结合在一起，形成一个稳定的酰胺键，并且能够将结合在三维多孔胶原支架中的生物活性蛋白缓慢释放到支架所在微环境中。因此本项目利用碳化二亚胺（EDC）将生物活性蛋白（MT-3、VEGF）整合到脱细胞脊髓支架中，成功构建出可持续释放生物活性蛋白的新型脱细胞支架缓释系统。通过ELISA法、背根神经节共培养、“成管”实验等体外评价该缓释系统的促轴突再生能力及促血管再生能力。分别通过细胞（骨髓间充质干细胞、血管内皮细胞）培养，细胞-支架缓释系统共培养证明支架能体外促进相应细胞增殖、分化。通过动物实验，体内移植细胞-支架缓释系统复合体证实该缓释系统能在一定程度上促进轴突再生及血管再生。为组织功能脊髓支架的研究提供了理论依据，为脊髓损伤的基础研究提供了有益的尝试。