| 简介： |
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朱惠光，计剑，谭庆刚，沈家骢
（浙江大学高分子系，杭州，310027）
组织工程是应用细胞生物学和工程学的原理，研究开发修复、改善损伤组织结构和功能的生物替代物的一门科学。生物材料的发展，细胞培养技术的更新，新发现的生长因子，都促成了组织工程的飞速发展，形成了生物技术的一大领域。人们逐渐认识到细胞/材料之间相互作用表面的重要性，采用新的技术途径对材料表面进行修饰，这样既能使材料具有生物活性，同时还能保持材料的本体力学性能1-3。
本研究的目的就是结合合成聚合物材料良好的物理机械性能和天然大分子材料优异的生物相容性，在可降解的聚乳酸（PLA）组织工程支架材料表面构建类细胞外基质涂层。在PLA平面材料的类细胞外基质表面构建基础上4，本文采用聚乙烯亚胺（PEI）对PLA三维多孔支架进行了表面活化，使支架获得稳定的正电荷表面。本文选用类细胞外基质大分子明胶，采用静电自组装技术将PEI/明胶通过层层组装固定在活化的PLA支架表面，最终形成了稳定的类细胞外基质表面。扫描电镜、荧光染色-激光共聚焦显微镜的观察结果表明生物大分子自组装改性不会对PLA支架的结构产生明显的影响，同时可以达到对支架材料内部均一改性的效果，对改性支架的水亲和力测试（吸水能力和保水能力）结果也表明生物大分子自组装改性后的PLA支架材料的水亲和力尤其是吸水能力有了明显的提高，非常有利于三维支架的细胞培养。
本文采用125I标记明胶的方法对明胶在PLA基材表面的自组装过程进行了观察（图1）。明胶在聚乳酸支架上的组装显示出比较有规律的吸附过程，本实验中一般每层的稳定吸附量约为0.5mg/双层。
本文选用软骨细胞对改性PLA支架进行了细胞相容性测试。软骨细胞在PLA支架材料上的蛋白质含量和细胞活性测试结果表明，明胶自组装改性PLA支架上的软骨细胞具有非常高的细胞活性和很强的分裂增殖能力。扫描电镜，尤其是活细胞荧光染色-激光共聚焦显微镜（图2）观察结果也表明，未改性PLA支架不利于软骨细胞的植入与生长，软骨细胞在未改性PLA支架内呈团聚现象，而软骨细胞在明胶自组装改性PLA支架内部呈现良好的生长与铺展状况，大量软骨细胞完全铺展粘附在支架的孔壁内表面。与传统方法相比，聚电解质静电自组装涂层稳定且易于制备，是适用于复杂体型结构材料内部表面改性的有效方法之一，具有非常广泛的生物医用前景。
参考文献
1、 Sittinger, M.; Perka, C.; Schultz, O.; Haupl, T.; Burmester, G.R. Z Rheumatol. 1999, 58(3), 130-135
2、 Bertrand, P.; Jonas, A.; Laschewsky, A.; Legras, R.; Macromol Rapid Commun.2000, 21, 319
3、 Chluba J, Voegel J. C, Decher G, Erbacher P, Schaaf P, Ogier J. Biomacromolecules 2001;2:800-805
4、 Zhu, H.; Ji, J.; Tan, Q.; Barbosa, M.A.; Shen, J. Biomacromolecules 2003, 4(2), 378-386 |
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