程序式释放VEGF的可降解细菌纤维素复合多种细胞构建组织工程尿道的实验研究

At present, tissue engineering for repairing complex urethral stricture research is one of the most promising clinical application, there is the most possible for the related outcomes in the field to achieve this goal of clinical translation. But there are three keys to be solved:choosing the ideal biological materials ,combining it with many kinds of cells to construct a new compound graft and forming neovascularization quickly and efficiently in vivo. In our study,it is the first time to introduce this new bacterial cellulose material into the urethral reconstruction areas.And modifying them by a variety of methods; this will analog extracellular matrix environment uttermostly,and will be more better to build a new urethra with epithelial cells and muscle cells together.In addition,we give BC self-degradable property,which make the regeneration of urethra similar to the physical condition.Based on tissue engineered vasculalization theory and drug controlled release techology,the research will also combine VEGF with BC,and fabricate microsphere model.As a result,the combined biomaterial can programmed releasing VEGF on spatial and temporal order on repairation site.According,the releasing of VEGF contribute to rapid vasculalization and repairation ,and prevent urethral stricture recurrence .Based on these effects,the study give the treatment of complicated urethral sticture a new perspective and approach.

利用组织工程技术修复复杂性尿道狭窄是目前最具临床应用前景的研究方向之一，而该领域中相关成果最有希望达到临床转化这一目标。但选择理想的生物材料与多种细胞构建新型复合体及复合体回植体内后快速有效地获得新生血管是将此研究从实验推向临床过程中急待解决的三个关键性问题。本研究首次将细菌纤维素这一新兴材料引入尿道修复重建领域，并通过多种方法对其进行改性修饰；不仅最大限度的使其模拟细胞外基质环境，使之能适合与上皮细胞和肌细胞共同构建新尿道。同时使细菌纤维素拥有自降解特性，更加符合尿道组织修复重建的生理进程。本研究依据组织工程血管化理论并结合药物控释技术，将血管内皮生长因子（VEGF）制备成微球形态与细菌纤维素结合，达到在修复尿道过程中能按预先设定程式-定时、定点、定量程序化释放VEGF，以促进重建尿道的新生血供系统快速形成，最终达到有效修复病变、防止狭窄复发，为复杂性尿道狭窄的治疗提供新思路与方法。

背景: 利用组织工程技术修复复杂性尿道狭窄是目前最具临床应用前景的研究方向之一，而该领域中相关成果最有希望达到临床转化这一目标。但选择理想的生物材料与多种细胞构建新型复合体及复合体回植体内后快速有效地获得新生血管是将此研究从实验推向临床过程中急待解决的三个关键性问题。.主要研究内容：通过构建双层微/纳组织工程尿道支架。随后本研究提出构建同时具备三维微孔结构和纳米表层的双层支架的可行性。将具有纳米纤维的细菌纤维素与明胶冷冻干燥法相结合，使最终的复合材料具有两种材料的优点。细菌纤维素的纳米纤维层可以防止尿液有毒物质的侵蚀并有利于上皮细胞的增殖。明胶海绵微孔结构有助于细胞体外粘附和迁移,周围组织可以生长。同时我们加入纳米微球包裹的VEGF，促进移植物在体内的存活。.重要结果：本研究依据组织工程血管化理论并结合药物控释技术，将血管内皮生长因子（VEGF）制备成微球形态与细菌纤维素结合，达到在修复尿道过程中能按预先设定程式-定时、定点、定量程序化释放VEGF，以促进重建尿道的新生血供系统快速形成，最终达到有效修复病变、防止狭窄复发。发表了SCI文章9篇，培养博士生6名。.关键数据和科学意义：如何血管化是组织工程在医学应用的的难题及挑战之一，本研究通过将VEGF包裹在丝素蛋白微球中，使VEGF能够缓慢释放，克服了VEGF半衰期短的缺陷，进一步推动了组织工程技术在尿道修复重建的应用。