含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究

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1、东率大学硕士学位论文学校代码：学号：102552110447含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究ELECTRoSPINN矾GPLLA，GRAPHENENANoFIBERSFoRNEURALTISSUEENGINEERING作者姓导师姓专业名答辩日名：董室名：韭鏖生称：生塑丝工期：三Q二四生=旦东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论

2、文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：蓬欠El期：知侈年p月万El东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在——年解密后适用本版权书。不保密Z学位论文作者签名：甍欠日期：7,op3年f1月西曰舯教师签名：汹

3、冲日期：如fj年J1月坊目含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究摘要对神经系统损伤的治疗和修复是当前组织工程研究的一个难点和热点。近年来，由电纺丝法(Electrospinning)制备能仿生天然细胞外基质(ECM)的纳．微米超细纤维结构的生物材料支架，为提高神经缺损的修复和再生功效提供了新的思路和方法。石墨烯(Graphene)是一种碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的新型二维纳米碳材料，有研究表明石墨烯对神经细胞的增殖及神经干细胞的分化有积极影响，但将石墨烯引入电纺仿生纳米纤维支架用于神经组织工程的研究则还鲜有报道。本

4、论文的主要目的是通过电纺制备含石墨烯的聚乳酸(PLLA)复合纳米纤维，研究该新型仿生纳米支架材料的细胞相容性和对神经干细胞的分化作用，探索其应用于神经组织工程的潜力。首先，我们利用超声剥离的方法将石墨烯粉末分散于六氟异丙醇中，在此基础上，采用电纺丝技术制备了PLLA／Graphene复合纳米纤维。通过SEM、TEM及拉曼光谱观察和分析所制备复合纳米纤维的形貌及石墨烯在PLLA中的分散状态。通过DSC、TGA、力学拉伸及接触角测试等表征方法研究PLLA／Graphene复合纳米纤维的热、力学、亲水性等物理性能。结果表明：石墨烯能较好地分

5、散在PLLA纳米纤维中，且随着石墨烯含量的增加(Graphene在PLLA中的质量含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究比为0～2wt％)，所得到的纤维直径呈现先减小后增加的趋势。当其含量增加到1wt％时，PLLA／Graphene复合纳米纤维的直径达到最小为0．504-O．19¨m，拉伸强度较未添加石墨烯时最大可增加50％，结晶度达到最大(55％)。此外，随着石墨烯含量的增加，PLLA纳米纤维也展现出增强的热稳定性。其次，我们通过检测一种神经胶质细胞——雪旺细胞(Schwanncell)在电纺PLLA／Graphene复合纳米纤

6、维支架上的生长和增殖情况评价其细胞相容性(细胞毒性)。细胞的生长形态和增殖活性分别通过SEM和MTT进行观察和测定。结果表明，雪旺细胞分别在支架材料上培养l、4、7天后，MTT检测结果显示细胞能在PLLA／Graphene复合纳米纤维支架上快速的增殖，通过SEM观察显示细胞较好地粘附在纤维材料上，可见细胞伪足。说明含石墨烯的电纺PLLA纳米纤维支架具有良好的细胞相容性。另外，我们采用SD大鼠心肌细胞的评价结果也表明电纺PLLA／Graphene具有较好的细胞相容性。最后，我们研究了含石墨烯电纺PLLA纳米纤维材料的生物功能，也就是通过

7、检测神经干细胞在PLLA／Graphene复合纳米纤维支架上的分化情况评价其对干细胞分化行为的影响。SEM结果表明，神经干细胞在含石墨烯电纺纤维膜上培养14天后能较好的粘附，且通过免疫细胞染色可说明神经干细胞向功能性神经细胞分化，表现在可以检测到神经元、星形胶质细胞与少突胶质细胞特异蛋白抗体阳性细胞，特别是在含石墨烯电纺PLLA纳米纤维支架上检测到星形胶质细胞GFAP标记蛋白的强阳性表达。因此可说明含石墨烯的PLLA纳含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究米纤维材料对神经干细胞的分化有较重要的影响。总之，本研究通过电纺丝方法首次成

8、功将石墨烯引入到PLLA纳米纤维中，发现电纺PLLA／Graphene复合纳米纤维除了较纯PLLA电纺纤维有较好的理化特性外，其作为多极性细胞(如本研究中用到的雪旺细胞、心肌细胞)的支架也具有较好的细胞相容性，并对神经干