肝组织工程中壳聚糖的改性应用研究
目的:改性壳聚糖制备组织支架和胆红素吸附剂,以研究其在肝组织工程中的应用.
方法:1.采用高压静电成囊法制备微囊后针对外层囊壁继续交联壳聚糖,利用静电引力自组装使其体系化,形成微囊体系组织支架.2.摇床振荡检测组织支架的稳定性,与IgG共培养后用荧光显微镜检测支架的半通透性等理化性质.3.胶原酶灌注法分离高活性小鼠原代肝细胞,分别使用微囊和组织支架包裹后培养,检测细胞活性和功能变化.4.壳聚糖单体与胺化剂乙二胺反应并保护游离胺基后加入交联剂戊二醛,在高压静电环境下应用低温快速成型技术制备高胺化大孔径胆红素吸附剂.5.检测高胺大孔径胆红素吸附剂的理化性质.6.结扎大鼠胆管,制备高胆红素血症型大鼠模型.7.检测高胺大孔径胆红素吸附剂的吸附效能.
结果:微囊ACA和ACAC的直径约300微米,并均匀地分散在介质中.ACAC的壳聚糖层与ACA的海藻酸钠层通过静电引力交联形成大小可控、具有多个分割空间的组织支架,支架的大小依赖于两种微囊的数目.摇床震荡4小时后微囊和微囊体系组织支架的完整率分别为87.5%和90%,10小时后分别下降到60%和73%,具有统计学差异(P<0.01),表明组织支架有更好的机械强度.包裹肝细胞后,微囊与支架仍能保持同样的结构.通过荧光显微镜观察AO/EB双荧光染色后的肝细胞提示活跃细胞几乎是100%.
微囊和组织支架中培养的肝细胞白蛋白水平在第2天分别为63.01ng/106细胞和62.32ng/106细胞,均是检测到的最大的白蛋白分泌量.白蛋白的分泌水平在2-4天后下降.第18天白蛋白水平分别下降到10.33和29ng/106细胞,差别有统计学意义(P<0.01).两组的LDH漏出率分别从24和27IU/L升高到41和50IU/L,它们之间没有差异性(P>0.05).
高胺化壳聚糖低温快速成型后体积大小均匀,激光粒度仪测试显示D90为371.62μm,D95为418.465μm.扫描电镜下可见表面以及内部孔径丰富,约为50μm.移植到大鼠腹腔后显示生物相容性良好.采用高胺基大孔径壳聚糖颗粒吸附后的第1小时总胆红素从117.4±12.2μmol/L降到67.8±21.5μmol/L,对照组的总胆红素从115.8±11.7μmol/L,降到94.0±18.31μmol/L,3小时候两组分别降到88.1±20.2μmol/L和56.5±13.4μmol/L.对照组已趋于平衡而实验组仍然具有良好的吸附效能,差别有统计学意义(P<0.01),说明大孔径高胺基化壳聚糖颗粒采用低温快速成型技术制备胆红素吸附剂具有较大改进.
结论:改性壳聚糖后自组装构建的微囊体系组织支架,可以有效地包裹聚集种子细胞,并保持较好的生物相容性特点、免疫隔离、机械强度和半通透性.由于其大小可以通过控制成分调节,该微囊体系有潜力成为人造器官的组织支架.将保护游离胺基后的胺化壳聚糖进行交联改性,在高压静电下利用低温快速成型技术,制备的高胺基壳聚糖颗粒大小均一、表面以及内部孔径丰富,具有良好的吸附效应.
- 作者：
- 董亚东
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 外科学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 彭承宏
- 关键词：
- 组织支架；微囊体系；改性壳聚糖；胆红素吸附剂；生物相容性；肝组织工程
-