摘要
背景：生物人工肝的核心组成之一是细胞支架，支架材料需要有良好的生物相容性、三维多孔结构、适宜的力学性能、良好的细胞亲和性以及细胞可无损伤脱附等。设计、制备新型温敏高分子三维细胞支架是目前高分子科学研究的热点之一。 目的：制备和构建三种不同的温控脱细胞载体，模拟细胞外基质的功能，并评估其性能。 方法：分别制备共聚异丙基丙烯酰胺温控脱细胞支架（PNA）、大孔共聚异丙基丙烯酰胺温控脱细胞支架（PNAK）与大孔共聚异丙基丙烯酰胺交联醛基化海藻酸钠温控脱细胞支架（PNAKO），检测三种支架的比表面积、温敏性能、孔隙率、孔径及细胞相容性。 结果与结论：1.利用 P(NIPAm-AAm)的温敏特性，合成 PNA三维细胞支架；采用海藻酸钠为致孔剂，将温敏性 P(NIPAm-AAm)制成相互连通的多孔三维细胞支架 PNAK；通过 Schiff反应在 P(NIPAm-AAm)上交联醛基化海藻酸钠（OSA），并以海藻酸钠为致孔剂，制成具有互穿网络结构的多孔三维细胞支架 PNAKO。2.通过对三种温控脱细胞支架红外光谱（IR）比较分析，证明P(NIPAm-AAm)与OSA发生了化学交联反应，PNIPA-AM上的-NHNH2和OSA上的-CHO反应生成C=N键。3.三种温控脱细胞支架比表面积（S）测定结果表明，PNA细胞支架由于没有加入任何致孔剂，其比表面积只有135 m2/g；PNAK细胞支架由于内部以海藻酸钠为致孔剂形成多孔结构，使其比表面积大大增加，达到386m2/g；PNAKO细胞支架由于内部不但以海藻酸钠为致孔剂，而且交联醛基化海藻酸钠（OSA）形成互穿式网状结构，使其比表面积达到421m2/g，可以印证PNAK和PNAKO比PNA具有更加明显的孔洞结构。4.三种温控脱细胞支架扫描电镜(SEM)检测结果显示，PNA温控脱细胞支架具有不规则的孔结构，PNAK温控脱细胞支架具有规则相连贯穿的多孔和密集均匀的分布，这是由于加入致孔剂海藻酸钠导致温敏凝胶产生多孔结构。PNAKO温控脱细胞支架具有互穿网状的多孔结构，孔洞密集且分布均匀，相互贯穿相连，说明将温敏凝胶交联醛基化海藻酸钠，加入致孔剂海藻酸钠导致温敏凝胶产生互穿网状多孔结构。5.三种温控脱细胞支架温敏性能检测表明，三种温控脱细胞支架均具备温度敏感特性，而且最低临界溶解温度LCST温度相近。PNA的LCST约为30℃，PNAK的LCST约为28.5℃，PNAKO的LCST约为29.5℃。6.三种温控脱细胞支架溶胀率(SR)测定结果提示，三种温控脱细胞支架溶胀度能够让支架基本保持形状，同时满足细胞营养的获得和代谢物质传输。7.三种温控脱细胞支架孔隙率和孔径测定结果显示，PNAK、PNAKO的孔隙率和孔径明显大于PNA，由于PNA孔结构不规则，实验数据显示出平均值，因此作为细胞支架PNAK和PNAKO比PNA更具优越性。8.三种温控脱细胞支架的生物相容性评价结果证实， PNAKO支架由于交联了醛基化海藻酸钠降低了细胞毒性，生物相容性明显优于PNA和PNAK温控脱细胞支架，PNAK相比PNA细胞毒性没有明显变化。通过实验筛选出最佳三维细胞支架 PNAKO，进一步实验研究是以PNAKO为细胞培养支架。9.诱导后的肝样细胞在三维温控脱细胞支架PNAKO中培养28天，经组织学切片显示，细胞形态良好，生长紧密，呈片状分布在载体表面及孔隙中，说明支架和细胞的相容性很好。10.利用 PNAKO支架温度响应性,对6批次诱导培养4周后的D组细胞温度诱导脱附行为测定结果显示，当环境温度降低时, PNAKO支架收缩，细胞发生了自动脱附。这种温度诱导脱附方法可以避免酶解法对细胞造成的损伤,能保持细胞原有的功能。PNAKO支架温控细胞脱附率平均可达到41.09%[27]。
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