聚己内酯复合纤维支架对骨髓干细胞的调控作用

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1、学校代码１０４５９学号或申请号２０１４１１２５０１３９密级＾ｋ＾博士学位论文聚己内酯复合纤维支架对骨髓干细胞的调控作用作者姓名：江永超导师姓名：李倩教授学科门类：工学专业名称：工程力学完成时间：２０１８年９月学位论文原创性声明：所呈交的学位论文本人郑重声明，是本人在导师的指导下，独立进行研究。所取得的成果除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明

2、。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：Ｉ日期：ｙ／ｇ年／月／么日学位论文使用授权声明知识产权归属郑州大学。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文一或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第

3、署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：贫年ｙｉ月／ｋＢＬAdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofDoctorRegulationsonBoneMarrow-derivedMesenchymalStemCellsbyPolycaprolactoneCompositeFibrousScaffoldByYong-chaoJiangSupervisor:Prof.QianLiMechanica

4、lEngineeringSchoolofMechanicsandEngineeringScienceSeptember2018摘要摘要随着社会条件的改善和人们生活质量的提高，由不规律的饮食习惯和低频率的运动锻炼所引起的心血管疾病已经成为威胁人类健康的头号杀手。尽管人工血管在一定程度上缓解了血管移植手术中供体短缺的严峻压力，为心血管疾病的治疗提供了新的手段，但是其在植入人体后期所引起的血栓和再狭窄问题始终无法完全避免。在了解到血管内皮层对于抑制血栓形成以及维持人工血管长期通畅性的重要意义之后，科学家们开始致力于对组

5、织工程血管实现快速内皮化的研究。细胞在组织工程血管表面内皮化的过程主要包括三个重要步骤：1，血液中的干细胞或者内皮细胞（ECs）通过与人工血管之间的相互作用粘附在其表面并进行大面积的迁移；2，干细胞完成向ECs的定向分化；3，分化后的细胞长期保持ECs的功能性并分泌产生相应的细胞外基质和生长因子。而如何有效得完成上述三个步骤并提高其效率也正是目前血管组织工程领域中的研究热点和难点。针对以上所述问题，本文以人工合成高分子材料聚己内酯（PCL）为研究对象，利用静电纺丝技术将其制备成三维多孔纤维支架，并在工程科学的知识

6、范畴内对PCL纤维支架进行改性，从而提高PCL复合纤维支架对间充质干细胞（MSCs）的粘附、增殖和定向分化等行为的调控作用。本文主要研究工作如下：第一部分聚己内酯/明胶（PCL/Gelatin）复合纤维支架的制备及其对MSCs生长行为的影响。目前，由人工合成高分子材料所制备而成的组织工程支架已经被广泛用于科学研究和临床实验，然而，其生物相容性和生化功能性的不足依然是限制其进一步发展的关键因素。利用天然高分子材料来改善人工合成高分子材料的生物相容性和生化功能性被认为是最有效的解决途径之一。笔者在这一部分研究中将不同

7、比例的Gelatin与PCL共混，然后将其制备成复合电纺纤维支架，通过Gelatin分子链中的多肽序列为MSCs的粘附和迁移提供生物着位点，借此提高PCL电纺支架的生物相容性；此外，随着复合体系中明胶含量的变化，PCL电纺支架的表面润湿性能、结晶性能和力学性能均有不同程度的改善。本部分研究不仅证实了Gelatin能够增强MSCs与PCL/Gelatin复合纤维支架之间的相互作用力，也为PCL/Gelatin复合纤维支架在血管组织工程领域中的应用提供了数据指导。第二部分通过对纤维支架表面硬度的调控来诱导MSCs向E

8、Cs的定向分化行为。除了生长因子之外，多功能干细胞向成体细胞的分化行为同样受细胞外基质环境的影响，因此，利用组织工程支架的固有属性联合生长因子的协同刺激能够增强多功能干细胞的定向分化效率。在这一部分研究中，笔者采用了一种简单I摘要便捷的退火方法对聚己内酯/聚乳酸（PCL/PLA）复合纤维支架进行了不同时长的后处理，借此调节组织工程支架的表面硬度，然后将MSCs接种在具有不