组织工程化神经导管对外周神经修复的基础应用研究

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学硕士学位论文组织工程化神经导管对外周神经修复的基础应用研究Basicapplicationstudyofthetissue-engineerednerveconduitsforrepairingperipheralnerve王九娜指导教师姓名赵兴绪教授（甘肃农业大学兰州730070）赵红斌教授（兰州军区兰州总医院兰州730050）学科专业名称发育生物学研究方向神经组织工程论文答辩日期2015年5月29日学位授予日期2015年6月答辩委员会主席张继瑜研究员评阅人侯天德教授袁莉刚教授2015年5月29日摘要外周神经缺损临床上较常见，全世界每年约一

2、百万人发生周围神经损伤，该疾病严重影响患者的身心健康并造成其生活质量的下降。近百年来，神经缺损后的再生及最大限度的功能修复一直是国内外神经科学基础与临床应用研究的重点与亟待攻克的一大难题。自体神经移植术作为神经损伤修复的“金标准”，由于存在来源有限等局限性，严重制约了其在临床的广泛应用。近年来，随着组织工程学的发展和进步，为寻找理想的神经再生替代品开辟了新的方向。本研究利用静电纺丝技术制备胶原蛋白/PCL纳米纤维神经导管壳层，采用特制模具制备复合红景天苷微球的胶原蛋白多通道导管芯层，二者嵌套并1%京尼平交联，构建一种新型的管中管结构的神经导管支架材料。运用材料性能评价方法对导管支架材料的

3、理化性能和力学性能进行分析。将大鼠骨髓间充质干细胞（bonemarrowmesenchymalstemcells，BMSCs）与复合红景天苷微球的导管芯层材料复合培养不同时间。通过扫描电镜观察细胞与材料的黏附情况；CCK-8法检测细胞增殖能力；细胞免疫荧光化学法检测BMSCs向神经细胞分化过程中神经细胞标志分子表达的情况。复制Wistar大鼠坐骨神经15mm缺损动物模型，大鼠随机分为5组，即空导管组，空白材料组，复合红景天苷微球材料组，自体神经组和神经缺损组，每组12只。术后一个月、两个月、三个月分别采集各组大鼠足迹并测量坐骨神经功能指数，采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析。术后

4、五个月，重新暴露神经导管桥接处的坐骨神经，利用电生理仪检测再生神经的传导功能；标本取材后常规固定、切片，行组织学（HE）染色，S100，神经丝蛋白（Neurofilament，NF），神经胶质纤维酸性蛋白（GlialFibrillaryAcidicProtein，GFAP）免疫组织化学染色，综合评价神经损伤修复和再生的效果。研究结果显示，红景天苷微球8h时缓释率达最高水平，约为23%，8～72h微球的缓释率略有降低且趋于平稳，其缓释率为（20±1）%，载荷红景天苷的微球具有良好的缓释效果。神经导管壳层交联前后的表面接触角分别为120°和0°，交联后壳层支架材料具有极强的亲水性；神经导管壳

5、层交联前后的透气率分别为（60.2±3.4）%和（71.1±5.1）%，其差异不显著（P>0.05）；神经导管壳层交联前最大载荷为21.5～25.8N，断裂载荷为12.3～15.7N，交联后最大载荷为40.7～42.9N，断裂载荷为28.2～33.1N，交联前后差异显著I（P<0.05），壳层具有一定的力学强度。交联前后导管芯层的吸水率分别为（645±54）%和（764±88）%，两者比较差异显著（P<0.05）。BMSCs在复合红景天苷微球的胶原蛋白芯层上具有良好的黏附、生长和增殖能力，鬼笔环肽免疫荧光化学染色显示可见神经样细胞形态。S100免疫荧光化学染色显示S100为阳性表达，复合

6、红景天苷微球的芯层材料通过缓释红景天苷能诱导大鼠BMSCs向神经细胞分化。大鼠术后一个月，两个月，三个月大鼠足迹及坐骨神经功能指数显示，复合红景天苷微球导管组与自体神经组相近，显著高于其他组（P<0.05）。电生理检测结果表明，复合红景天苷微球组与自体神经组的潜伏期无显著差别（P>0.05），与其余各组大鼠潜伏期差异显著（P<0.05）。HE染色结果显示，复合红景天苷微球材料组可见明显的再生轴突，空导管组再生轴突不明显。免疫组织化学染色结果显示，空导管组，空白材料组，复合红景天苷微球材料组，自体神经组S100、NF表达水平依次增强；相反，GFAP蛋白的表达依次减弱。复合红景天苷微球组修复

7、效果明显优于空导管组，空白材料组，与自体神经组修复效果相近。本实验构建的复合红景天苷微球的胶原蛋白多通道神经导管具有良好的吸水性，透气性，组织相容性及一定的力学性能，能有效促进外周神经损伤的修复和功能重建，与自体神经移植效果相似，具有潜在的临床价值和应用前景。关键词：胶原蛋白；红景天苷；骨髓间充质干细胞；外周神经损伤；组织工程；神经导管IISummaryPeripheralnervedefectsarerelativelycommo