《静电纺纳米纤维用于组织再生的研究》

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该项目属于材料科学技术领域,是研究静电纺纳米纤维及其在各种组织再生中的应用。主要研究内容包括三个方面:1)制备合成材料和天然材料的复合纳米纤维及其结构性能的研究,2)同轴共纺和乳液静电纺皮芯结构纳米纤维及其生物功能的研究,3)制备静电纺纳米纤维支架及其用于不同组织再生的研究。1)制备合成材料和天然材料的复合纳米纤维及其结构性能的研究:首次制备出胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维,发现当壳聚糖含量为20%时材料的弹性增加,断裂生长到达80%;首次制备出胶原蛋白-壳聚糖-P(LLA-CL)复合纳米纤维和丝素蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纤维,克服了天然材料与合成材料不相容的问题,发现当天然材料含量为25%时力学性能最佳断裂强度最大,同时细胞相容性最好,甚至高过天然材料。2)同轴共纺和乳液静电纺皮芯结构纳米纤维及其生物功能的研究:同轴静电纺和乳液静电纺都可以将不可纺的活性分子纺入纳米纤维芯层,透过皮层缓慢释放予以纳米纤维特殊功能。课题组首次将紫杉醇同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维的芯层,得到的紫杉醇-P(LLA-CL)纳米纤维可缓慢释放紫杉醇,表现出对癌细胞的抑制生长作用,此纳米纤维可用于癌症切除后的组织隔离膜。课题组首次将四环素同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维,得到的四环素-P(LLA-CL)纳米纤维可缓慢释放四环素,表现出对革兰氏阴性大肠杆菌的抑制生长作用,此纳米纤维可用于抗菌伤口辅料。课题组将神经生长因子乳液静电纺入P(LLA-CL)纳米纤维中,发现在高压静电场下神经生长因子仍然可以保持活性,从纳米纤维中缓释出后与PC12细胞共培养可使其长出轴突,此纳米纤维可用于活性神经导管的制备。课题组首次将肝素同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维中,得到的肝素-P(LLA-CL)纳米纤维具有阻止血小板粘附的功能。此纳米纤维血管支架被用于植入狗的股动脉中,发现有肝素的支架血管通畅率明显高于不含肝素的纳米纤维血管支架。3)制备静电纺纳米纤维支架及其用于不同组织再生的研究:首次制备出胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维膜,植入体内3周后成功地修复了大鼠背部2X2cm的皮肤缺损。首次制备出丝素-P(LLA-CL)纳米纤维管,植入体内4周后成功地修复了大鼠坐骨神经的1cm长缺损,发现丝素蛋白的加入促进了神经的快速再生。首次制备出胶原蛋白-壳聚糖-P(LLA-CL)复合纳米纤维管状支架,植入体内3个月后成功地修复了狗的股动脉3cm长缺损。首次制备出胶原蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纱线膜,载上肌腱干细胞4周后在裸鼠背部形成了异位肌腱组织,同时4周后修复了髌腱的缺损。该项目的特点是系统地研究了静电纺纳米纤维在生物医药领域的研究,重点探讨了在组织工程中的应用。研究文章被广泛应用,在Acta Biomaterialia等刊物上发表文章133篇。8篇代表作被国际学术刊物他引521次,SCI他引411次。20篇核心论文共被国际学术刊物他引820次,SCI他引610次。有一项专利已转让给湖北天南星实业责任有限公司。

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