复合FK506壳聚糖支架诱导脊髓血管生成的作用规律及其对脊髓损伤修复的研究

脊髓损伤修复过程中面临血运困难的问题，在损伤处诱导血管生成对脊髓损伤修复具有重要作用；已有研究表明壳聚糖材料可用于脊髓损伤修复，但不同脱乙酰度和平均分子量的壳聚糖材料对脊髓血管生成的诱导作用与规律并不明确,从而导致对壳聚糖材料的选择上存在一定的片面性和局限性。.针对上述问题，本项目在已经制备出复合FK506壳聚糖支架的基础上，以脊髓损伤动物为模型，通过Realtime PCR、免疫组化、蛋白印迹等技术手段，研究不同壳聚糖材料诱导脊髓血管生成的作用，明确壳聚糖材料性质与诱导血管生成之间的规律，并从诱导血管生成的角度探讨复合FK506壳聚糖支架对脊髓损伤的修复作用。该项目不仅能够阐明不同壳聚糖材料诱导脊髓血管生成的作用规律，而且能够明确复合FK506壳聚糖支架诱导脊髓血管生成作用与脊髓损伤修复之间的关系，为制备具有诱导血管生成作用的脊髓损伤修复材料奠定科学基础，为脊髓损伤治疗提供新的思路。

本项目试图明确壳聚糖材料性质与诱导血管生成之间的规律，制备出具有诱导血管生成作用的壳聚糖材料，研究其对动物脊髓损伤的修复作用。研究过程中分别以血管内皮细胞、鸡胚尿囊膜为研究模型，研究不同壳聚糖材料对血管内皮细胞的迁移、成管、增殖的影响以及材料与细胞之间的生物相容性，检测其在鸡胚尿囊膜中诱导血管长入的情况，结果发现高脱乙酰度壳聚糖材料与血管内皮细胞具有良好的生物相容性，能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和成管，体内具有诱导血管生成的作用。. 在上述研究基础上分别制备了壳聚糖材料、海藻酸钙材料、壳聚糖-海藻酸钙复合材料、壳聚糖-海藻酸钙-FK506复合材料，建立了大鼠T10脊髓右侧半横切损伤模型，将支架材料移植到大鼠脊髓损伤处，通过BBB法观察大鼠后肢运动能力的恢复；移植60天后，通过电生理检测损伤脊髓感觉诱发电位的传递；通过HE染色、免疫组化、半定量RT-PCR法研究各种材料对脊髓损伤的修复作用。. 结果发现壳聚糖组大鼠右后肢运动能力恢复较好，60天后大鼠感觉诱发电位的潜伏期显著低于损伤对照组和复合材料组，波幅显著高于损伤对照组、复合材料组，预示壳聚糖材料能够诱导大鼠脊髓损伤的修复。移植60天后壳聚糖材料结构均一，能够很好的支撑损伤的脊髓，而海藻酸钙组、壳聚糖-海藻酸钙组支架材料降解较快，脊髓萎缩，材料中间出现很多的空泡。HE染色和免疫组化实验结果发现壳聚糖材料中炎症细胞和胶质细胞较少，损伤部位存在成簇的神经纤维，而其它材料降解速度较快，材料中间聚集了大量的胶质细胞和炎症细胞，诱导神经纤维再生的现象不明显。通过对GFAP免疫组化染色定量后发现壳聚糖材料和FK506能够明显抑制大鼠损伤部位胶质瘢痕的生成，脊髓损伤周围瘢痕界限不明显，瘢痕边缘不连续，损伤部位中间不存在瘢痕组织，而其他材料周围的瘢痕界限明显、边缘连续，在损伤中间也存在瘢痕组织。. 以上结果表明：高脱乙酰度壳聚糖材料具有诱导血管生成作用，生物相容性好，能够对损伤的脊髓起到支撑作用，抑制脊髓损伤后瘢痕的形成，诱导神经纤维的生成，能够促进脊髓损伤的修复；海藻酸钙材料、壳聚糖－海藻酸钙材料可能由于降解速度较快、生物相容性较差等原因，对脊髓损伤的修复作用不明显；复合FK506能够很好的改变海藻酸钙材料、壳聚糖－海藻酸钙材料的性质，降低其在体内的降解速度，具有抑制脊髓损伤瘢痕生成的作用。