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静电纺丝重组III型人源化胶原蛋白纳米纤维膜促进皮肤伤口愈合的研究

董祖琴

静电纺丝重组III型人源化胶原蛋白纳米纤维膜促进皮肤伤口愈合的研究

董祖琴1
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作者信息

  • 1. 四川大学
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摘要

急性或慢性伤口愈合是一个复杂的过程,传统的伤口敷料不足以实现皮肤原有结构及功能的重建。随着静电纺丝技术的发展,纳米纤维膜生物材料已成为再现天然细胞外基质(ECM)结构和组成的一种很有前途的促再生策略。III型胶原蛋白为ECM和皮肤的重要成分,因其高生物活性,在化妆品、伤口愈合和人工血管等生物医学领域已成为有潜力的组织工程材料。基于此,本研究利用绿色静电纺丝技术开发了一种基于EDC/NHS(EN)交联的重组III型人源化胶原蛋白(rhCol III)的纳米纤维膜,该膜包含多个用于细胞粘附的Gly-Glu-Lys (GEK)和Gly-Leu-Ser-Gly-Glu-Arg (GLSGER)整合素受体,并将其作为伤口敷料以促进伤口愈合。主要研究内容如下: (1)为制备静电纺丝重组III型人源化胶原蛋白基的纳米纤维膜(rhCol III NF)筛选合适的纺丝溶剂和工艺参数,最终采用乙酸(HAC)溶剂制得rhCol III NF。为了进一步提高其力学性能和稳定性,将其与EDC/NHS交联制得交联纳米纤维膜(命名为rhCol III EN NF),同时以戊二醛(GA)交联作为对照组(命名为rhCol III GA NF)。 (2)对rhCol III GA NF和rhCol III EN NF的外观和表面形貌进行了观察和分析,通过红外光谱、DSC-TG、氨基酸分析和 13C NMR测试研究了rhCol III NF在交联前后的热稳定性和结构变化;同时,考察了交联后的两组纳米纤维膜的机械强度、透气透水性、亲水性、吸水溶胀情况、体外降解能力及纤维稳定性。 (3)研究了交联后的两组纳米纤维膜对NIH/3T3细胞的生长、增殖、粘附、铺展以及迁移的影响。 (4)在小鼠全层缺损夹板模型中评估了两组纳米纤维膜作为伤口敷料的应用潜力。 具体的研究结果如下: (1)使用HAC溶剂作为绿色静电纺丝溶剂,可连续、稳定地制备纤维粗细均匀、含丰富多孔结构的rhCol III NF,而且交联后的纳米纤维膜高度保留了其原来的纤维结构和丰富多孔形态。 (2)采用EDC/NHS作为交联剂制备的rhCol III EN NF保留了更多与整合素受体序列(RGD、GEK和GLSGER)相关的氨基酸。而且交联网络的形成增强了rhCol III NF的热稳定性,且交联后的两组纳米纤维膜均具有良好的力学性能、透气透水性、亲水性、吸水性能、生物可降解性以及纤维稳定性。 (3)交联后的两组纳米纤维膜具有良好的生物相容性,有利于NIH/3T3细胞的生长、增殖、粘附、铺展以及迁移。 (4)与3M Tegaderm商业敷料相比,rhCol III GA NF和rhCol III EN NF表现出加速皮肤伤口闭合、促进胶原沉积以及改善伤口疤痕挛缩、硬化情况,在伤口修复领域具有巨大的应用潜力。

关键词

纳米纤维膜/人源化胶原蛋白/绿色静电纺丝/伤口愈合

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授予学位

硕士

学科专业

生物医学工程

导师

樊渝江/温贤涛

学位年度

2023

学位授予单位

四川大学

语种

中文

中图分类号

R3
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