具有抗炎症和促血管化的组织工程支架用于烧伤皮肤再生的研究

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1、具有抗炎症和促血管化的组织工程支架用于烧伤皮肤再生的研究Studyontissueengineeringscaffoldswiththepropertiesofanti-inflammationandpromotingvascularizationforburnedskinregeneration学科专业：材料学研究生：张鹏飞指导教师：刘文广教授天津大学材料科学与工程学院二零一五年十二月摘要本文针对烫伤皮肤易发生炎症感染，同时新生皮肤血管化困难的问题，设计了抗炎症支架结合基因治疗以促进烫伤皮肤的再生。首先，将甲基丙烯酸酐（MA）

2、与透明质酸（HA）、N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）与葡聚糖（Dex）、聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯（526）与β-环糊精（β-CD）反应，分别制备分子中含双键的透明质酸（HAMA）、含双键的葡聚糖（Dex-HEAA）以及含双键的β-环糊精（526-β-CD）。然后将疏水性的抗炎症药物白藜芦醇（Res）包埋到526-β-CD的疏水空腔中，通过核磁氢谱、紫外标准曲线法及差热扫描量热法验证了526-β-CD-Res复合物的成功制备，且526-β-CD能和Res以1:1的摩尔比进行复合。紫外光照条件下，用水溶性引发剂引发HAMA、Dex-H

3、EAA、526-β-CD-Res的聚合，得到不同配比的水凝胶。通过比较水凝胶的平衡含水量、多孔性形态以及力学强度，选取HAMA（1%），Dex-HEAA（10%），526-β-CD-Res（1.2％）的比例。这种比例的水凝胶平衡含水量达到88.2%，孔径在50-100μm之间，压缩强度为68kPa，选作后续动物实验研究的特定比例。为了促进新生组织的血管化，在水凝胶支架上负载能够表达血管内皮生长因子的质粒DNA（pDNA-VEGF），并将该支架移植到SD大鼠皮肤烫伤处。通过H&E染色、Masson染色、免疫组化等对新生组织进行生物

4、学分析，结果发现，相对于其它支架，携带白藜芦醇和基因的支架具有更好的修复效果。为了进一步验证这一结论，采用实时定量聚合酶链式反应技术（PCR）分析新生组织，结果发现负载白藜芦醇能够有效抑制肿瘤坏死因子（TNF-α）和白细胞介素1β（IL-1β）的产生；同时pDNA-VEGF能够促进损伤处的VEGF的表达，明显促进新生组织的血管化。体内实验结果显示本研究成功设计了一种具有抗炎症和促进血管化双重功能的组织工程支架，在烫伤皮肤再生中具有良好的疗效。关键词：组织工程，基因治疗，抗炎症，白藜芦醇，血管内皮生长因子ABSTRACTSusce

5、ptibilitytoinflammationinfectionanddifficultyinangiogenesisaretwomajorobstaclesinburnedskinregeneration.Inthisthesis,anti-inflammatorytissueengineeringscaffoldloadedwithfunctionalgenewasdesignedtosolvetheseproblems.Hyaluronicacid(HA),dextran(Dex)andβ-cyclodextrin(β-C

6、D)werevinylatedwithmethacrylicacidanhydride(MA),N-hydroxyethylacrylamide(HEAA)andpoly(ethyleneglycol)methylacrylate(526),respectively.Then,resveratrol(Res),anti-inflammatoryfactor,wasencapsulatedintothecavityofβ-CDbyhydrophobicinteraction,andaloadingratioof1:1(molarr

7、atioof526-β-CDtoRes)couldbe1achieved,whichwasconfirmedbyH-NMRspectroscopy,UV-visspectroscopy,anddifferentialscanningcalorimetry(DSC).ThehydrogelswithdifferentmonomerproportionswereobtainedbycrosslinkingofHAMA,Dex-HEAAand526-β-CD-ResunderUVirradiation.Afterassessingeq

8、uilibriumwatercontent,porousmorphologyandmechanicalstrengthofthehydrogelswithdifferentproportion,thehydrogelwithMAHA(1%),Dex-HEAA(1