功能化纳米纤维对神经细胞行为的影响及用于神经组织工程的应用研究

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1、学校代码：10255学号：1139062博士学位论文功能化纳米纤维对神经细胞行为的影响及用于神经组织工程的应用研究THEEFFECTOFFUNCTIONALELECTROSPUNNANOFIBERSONNERVECELLSANDTHEIRAPPLICATIONINNERVETISSUEENGINEERING专业:化学作者姓名:王静指导老师:莫秀梅二〇一八年五月I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

2、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：日期：年月日II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。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于

3、不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日III摘要功能化纳米纤维对神经细胞行为的影响及用于神经组织工程的应用研究摘要神经系统是机体内起主导作用的功能调节系统，具有复杂的结构和广泛的分布。而外周神经的损伤是临床上常见的问题，可由外伤创伤、神经退变、缺血缺氧、脱髓鞘等引发。神经一旦受到损伤，受其支配的器官的正常功能也会随之受到影响。如何促进受损周围神经的再生、恢复神经功能一直是医学界关注的热点。目前修复神经断裂和缺损的手段主要有手术缝合、自体或异体的神经移植等，但这些方法都具有一定的局限性。组织工程的

4、出现为神经损伤的修复与再生提供了新的思路。利用组织工程技术构建组织工程化神经导管，引导神经细胞轴突的定向生长，提高神经纤维对合的精确度，从而取代自体或异体神经移植，修复周围神经损伤，己成为组织工程领域的研究热点之一。周围神经组织工程的核心内容是模拟周围神经的天然结构，构建一个理想的组织工程化神经导管支架。支架材料需要尽可能的仿生天然细胞外基质的结构和生物性能，为细胞组织提供最合适的生存环境。静电纺丝制备的纳米纤维能够从结构上很好的仿生天然细胞外基质而被广泛应用于各种组织工程支架的制备，在神经组织工程中也得到了广泛的应用。如

5、何进一步制备更适合应用于神经组织修复与再生I摘要的静电纺纳米纤维支架具有重要的意义。基于周围神经损伤后的再生机制及再生过程可知，理想的神经损伤修复应该最大限度的发挥神经趋化性、神经营养性和接触引导三者的作用。因此，理想的神经组织工程导管支架首先应该模拟天然的神经结构，增强雪旺细胞的迁移和引导再生轴突生长；其次还要具备诱导活性，诱导种子细胞的神经分化及原位神经元的突触再生和延伸，例如在支架中负载神经生长因子；再次应该具有导电性，可以在神经再生过程中传导电信号，从而加速神经再生；除此还应该具有合适的降解性能、匹配的力学性能等等

6、。影响纳米纤维支架作为导管支架材料应用于神经组织工程的因素主要是纤维的物理特性与化学特性。其中物理特性方面主要包括纤维的表面形态、直径、取向性以及导电活性等；化学特性主要包括纤维携带的药物及活性因子与相应的降解产物。因此，本课题旨在通过功能化来提高静电纺纳米纤维的物理、化学特性，希望能增强静电纺纳米纤维支架在神经组织工程中的应用。本课题从理想的神经导管支架的要求及周围神经再生微环境的仿生出发，制备功能化的纳米纤维用于周围神经组织的修复与再生。课题的主要研究内容有以下几部分：（1）为了提高纤维支架的生物活性，在支架中负载生物

7、活性分子是有效的手段之一。而已有的研究表明枸杞多糖（LBP）对神经具有保护功能。首先，尝试研究了不同浓度的LBP对神经细胞增殖、分化行为的影响，结果发现LBP能有效的促进神经细胞的增殖及NGF诱导的PC12细胞的神经分化。同时确定出其最佳的作用浓度在II摘要50-100μg/mL。进一步通过同轴静电纺技术将LBP负载到纳米纤维中使支架具有LBP缓释性能，并表征了支架的形貌结构及性能、纤维支架对LBP的控释性能以及对神经细胞行为的影响，从而评估该活性支架用于周围神经组织工程的可行性。体外释放行为的研究结果表明LBP可以持续缓

8、慢的释放超过2个月，表明纤维支架对LBP具有负载和控释的功能。而进一步的细胞实验证实该LBP缓释型的纤维支架对PC12细胞和雪旺细胞均表现出较好的生物相容性，尤其是PLGA-LBP30纤维支架，能明显促进PC12细胞和雪旺细胞的增殖。PC12在支架上的分化结果表明，支架中释放的LBP对NGF诱导的PC1