PLGA与明胶膜支架材料对神经干细胞生长、分化影响的体外研究

目的:探讨PLGA作为中枢神经组织工程支架材料的可行性。方法:从胎龄14￣16d的Wistar大鼠分离培养获得神经干细胞,以108/L密度种植于PLGA膜、明胶膜和PLGA/明胶膜表面,置37℃、5%CO2培养箱中共培养,观察神经干细胞在PLGA膜、明胶膜和PLGA/明胶膜表面的生长、分化和PLGA的降解情况。结果:培养获得的神经干细胞表现具有自我更新和多相分化能力,能分化为神经元和胶质细胞。在观察期内PLGA膜无降解,神经干细胞在PLGA膜表面无贴附,但可在PLGA/明胶膜和明胶膜表面贴附、生长和分化。结论:PLGA可作为中枢神经组织工程支架材料。

壳聚糖作为中枢神经系统支架材料的可行性研究

目的探索壳聚糖作为中枢神经系统组织工程支架材料的可行性。方法选择孕14～16dWistar大鼠剖宫取胎鼠脑进行分离、培养,经巢蛋白、胶原纤维酸性蛋白、特异性烯醇化酶和半乳糖脑苷酯免疫细胞化学染色鉴定获得神经干细胞,种植于壳聚糖膜和明胶膜表面培养,然后行巢蛋白免疫细胞化学染色,观察神经干细胞在壳聚糖膜和明胶膜表面的贴附、生长和分化状态,以及壳聚糖、明胶的降解速度。结果从胎鼠大脑分离获得的神经干细胞,巢蛋白染色呈阳性反应,可分化形成神经元和胶质细胞,分化细胞分别呈胶原纤维酸性蛋白、特异性烯醇化酶和半乳糖脑苷酯染色阳性反应。神经干细胞接种后12h即贴附于壳聚糖膜表面,24h壳聚糖膜和明胶膜均贴附牢固;48h明胶膜表面神经球周围首先出现带突起的分化细胞,壳聚糖膜迟至生长第3天才出现。神经干细胞接种生长后第3天,壳聚糖膜部分降解,明胶膜完全降解;第4天膜表面长满分化细胞;第5、6天壳聚糖膜大部分降解,分化细胞部分死亡。结论壳聚糖与神经干细胞生物相容,具有促细胞贴附和分化作用,由于机械性能差,不宜作为中枢神经组织工程的结构性生物支架材料,但可以单独或者联合促贴附物明胶作为促神经干细胞贴附和分化的支架表面修饰剂。

神经干细胞在PLGA、壳聚糖和明胶膜表面的生长规律

目的探索神经干细胞在PLGA、壳聚糖和明胶膜表面的生长规律,寻找适合中枢神经再生的支架材料。方法大鼠胚胎神经干细胞以105/mL密度分别种植于PLGA、壳聚糖和明胶膜表面,观察神经干细胞的生长、分化情况。结果接种后12h神经干细胞在壳聚糖膜表面呈团簇状贴附,在明胶膜表面24h贴附牢固;第2d起明胶膜表面贴附的神经干细胞周围见有突起的分化细胞;第3d壳聚糖膜表面贴附的神经干细胞周围也见有突起的分化细胞,壳聚糖膜部分溶解,明胶膜完全溶解,第5d分化细胞长满膜表面;观察期内PLGA膜表面无神经干细胞贴附,PLGA膜保持完整。结论神经干细胞不能在PLGA膜表面贴附和生长,在壳聚糖和明胶膜表面贴附和分化良好,壳聚糖比明胶更利于神经干细胞贴附,明胶比壳聚糖更利于神经干细胞分化。PLGA、壳聚糖和明胶都不宜单独作为生物支架材料和神经干细胞共同构建中枢神经工程化组织。

神经干细胞构建的工程化组织的最佳移植时间

目的:探索神经干细胞与生物活性材料壳聚糖或明胶体外共培养构建的工程化组织的最佳体内移植时间。方法:从胎龄14～16 d的Wistar大鼠大脑分离培养神经干细胞,以105 cells/ml密度种植于壳聚糖、明胶膜表面,每天观察神经干细胞的分化情况。结果:培养获得的神经干细胞具有自我更新和多向分化潜能,接种于壳聚糖和明胶膜后24 h均贴附牢固,48 h后均有细胞分化。结论:神经干细胞与壳聚糖或明胶体外共培养构建的工程化组织的最佳移植时间为神经干细胞接种后24～48 h之间。

高机能肝细胞培养支架--海藻酸/半乳糖化壳聚糖海绵体的开发

重症肝功能衰竭是导致死亡的主要疾病之一。目前,肝移植是其唯一有效的临床治疗手段,但供体不足及伦理等问题,使不能及时得到治疗而死亡的患者正在逐年增多,随着组织工程学的发展,人们都寄希望于生物型人工肝脏。笔者正在研究开发三维立体肝细胞培养支架材料,探索体外肝组织再构筑技术和方法,实现高效生物型人工肝脏。笔者研究根据半乳糖残基与肝实质细胞表面的脱唾液酸糖蛋白受体的特异性结合作用,利用半乳糖残基化学改性天然高分子多糖壳聚糖,改善壳聚糖的肝实质细胞亲和性,并制成三维多孔海藻酸／半乳糖化壳聚糖海绵体肝细胞培养支架。从培养细胞形态学和肝功能等生化学分析角度考察了用该支架培养肝实质细胞的聚集体形成及肝功能等。

聚酰胺-胺型树枝状大分子及其衍生物在基因传递中的应用

基因治疗通过基因载体将治病基因导入病患的特异细胞以治疗心血管、神经系统疾病和癌症等。寻找安全高效的非病毒基因载体一直是基因治疗以及生物材料领域中的前沿课题。聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子作为一类三维的、结构高度有序的新型载体,由于具有安全性好、易于修饰、携带外源基因容量大等特点,已经引起了广泛的关注。但是另一方面,合成步骤相对繁琐、后期产物纯化困难以及转染效率相对较低等问题限制了这类载体的进一步发展。本文结合本课题组的研究情况,针对如何提高PAMAM的转染效率以及增强其基因传递的靶向性等相关问题,对近几年在PAMAM树枝状分子修饰改性方面所做的一些有意义的工作进行了综述,并对前景进行了展望。

半乳糖化透明质酸/壳聚糖复合肝组织工程支架的制备研究

构建具有特异亲和性及能高密度培养肝细胞的多孔支架。以透明质酸和壳聚糖为主要原料,首先以肝实质细胞表面脱唾液酸糖蛋白受体的配体-半乳糖基团以共价键合修饰透明质酸,合成半乳糖化透明质酸,再通过冷冻干燥法制备了半乳糖化透明质酸/壳聚糖共混支架,考察了支架形态、亲水性和力学性能等理化性能及支架材料的细胞相容性。实验结果表明,-20℃制备的半乳糖化透明质酸/壳聚糖支架的孔径和孔隙率大小适宜肝细胞的高密度培养,壳聚糖中添加半乳糖化透明质酸改善了支架体系的亲水性,增加了三维支架的柔韧性,半乳糖基团的引入为肝细胞提供了贴附位点,提高了肝细胞的贴附率。半乳糖化透明质酸/壳聚糖三维支架是一种有应用前景的肝脏组织工程支架。