摘要
瘢痕疙瘩是由皮肤损伤引起的良性纤维增生肿瘤，复发风险较高。由于其发病机制不清楚，所以瘢痕治疗是当今面临的重大难题。间充质干细胞具有多种功能，已有研究发现骨髓间充质干细胞(BMSCs)是治疗瘢痕的有效方法。然而，移植后的细胞在几天内由于恶劣的环境条件、细胞因子和炎症而面临死亡。为了克服这些缺点，可以利用原始的生物材料作为新的递送载体。各种水凝胶(天然的或合成的)被认为是能够包载不同干细胞的支架。其中羟丁基壳聚糖（HBC）水凝胶是一种天然的水凝胶，具备优良的生物相容性和温敏性，是包载骨髓间充质干细胞的良好载体。本文研究了精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）改性的羟丁基壳聚糖（HBC-RGD）水凝胶包载骨髓间充质干细胞在治疗瘢痕疙瘩方面的可行性。 采用醚化方法合成了羟丁基壳聚糖，然后利用RGD肽对羟丁基壳聚糖进行修饰。通过红外光谱、核磁氢谱和元素分析的方法证实羟丁基已经成功连接到壳聚糖分子链上以及RGD肽成功连接到羟丁基壳聚糖分子链上。 HBC-RGD水凝胶具有良好的温度敏感性和可注射性。HBC和HBC-RGD水凝胶的流变学结果显示的从水溶液到凝胶的成胶温度分别为26℃和33℃，成胶时间为28s和36s，这个过程是可逆的。 通过湿重法评价了HBC和HBC-RGD水凝胶在体外无酶和有酶情况下的稳定性。有酶情况下的HBC水凝胶和HBC-RGD水凝胶的降解速率明显高于无酶情况下的降解速率。经过3天孵育，DMEM中的HBC和HBC-RGD水凝胶内部的孔径在一定程度上有所扩大(范围从0～150μm扩大到100～200μm),但结构并不出现塌陷。但是脂肪酶溶液中水凝胶呈现出不规则的多孔三维网状结构，多孔结构受损。 0.025wt%、0.05wt%和0.1wt%浓度的HBC和HBC-RGD溶液的溶血率均小于5%；浓度为5，2.5，1.25，0.63和0.31mg/mL的HBC和HBC-RGD溶液与HUVEC细胞共培养后，HUVEC细胞相对增殖率均大于80%。HBC和HBC-RGD水凝胶对于BSA的动态吸附曲线表明，HBC和HBC-RGD水凝胶对BSA的吸附仅为单纯的物理吸附，且吸附量极低。HBC和HBC-RGD水凝胶具备了良好的生物相容性，可用于体内和体外医用材料的开发。 BMSCs细胞以3D包埋方式与HBC水凝胶和HBC-RGD水凝胶共培养。结果表明在3D包埋方式下，BMSCs细胞在水凝胶中分散均匀，且细胞数量随着时间推移逐渐增加。但是HBC-RGD水凝胶中的细胞数量在7天内明显多于HBC水凝胶中的细胞数量。SEM观察发现，与HBC水凝胶相比，HBC-RGD水凝胶网孔表面的BMSCs更加聚集，证实了HBC-RGD水凝胶的细胞粘附性更高，可以作为一种优良的细胞载体应用于细胞疗法方面。 在7天内，包载骨髓间充质干细胞的RGD修饰的羟丁基壳聚糖（BMSCs/HBC-RGD）水凝胶对瘢痕成纤维细胞(KFs)的抑制作用明显高于HBC-RGD水凝胶对瘢痕成纤维细胞的抑制作用，且细胞比对照组更小且更不规则。 通过离体组织培养方法建立人瘢痕组织模型。Hamp;E染色和Masson染色结果显示，在BMSCs/HBC-RGD水凝胶处理组中，瘢痕组织的特征性结节状胶原束较最初时相比变细变松散，而HBC-RGD水凝胶处理组中的结节状胶原束并未有明显有变细的趋势。 综上所述，HBC-RGD水凝胶可以作为体外3D培养骨髓间充质干细胞的良好载体并应用于瘢痕治疗。
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