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细菌纤维素复合聚氨酯三维培养基质的制备2021-11-23 09:16:41

从结构上看,细胞外基质是拥有相互交错的纳米纤维的多孔结构,兼具微米多孔与纳米纤维的多尺度网络结构。细胞外基质(ECM)分布于细胞周围,由细胞产生和分泌的以提供结构和功能支持的结缔组织成分,是由蛋白质和多糖等成分聚合而形成的网络结构,细胞外基质以间质基质和基底膜的形式存在于组织中,细胞间隙内填充着间质基质,支持并连接组织结构,缓冲和阻挡外部的压力,起到保护细胞免受应力损伤的作用。

传统意义上的细胞培养基质,或者是在培养皿上进行二维培养,或者是只是从宏观尺度模拟细胞外基质的性能,使材料结构支持细胞的生长,并没有引入纳米纤维来模拟细胞外基质中的纳米尺寸进行模拟。但是,仅存在纳米纤维构成的纳米纤维支架有利于细胞的黏附、增殖及蛋白表达,但由于缺少多孔结构,不利于细胞增殖。因此,以模拟细胞外基质微环境为出发点,从宏观和微观两方面构建兼具微米尺度和纳米尺度三维多孔微纳支架材料。

由于细菌纤维素(BC)特有的三维纳米网络形貌能够完美模拟天然ECM结构,其作为一种新型的纳米纤维支架,在组织修复中的应用已经受到非常广泛的关注。BC具有高吸水性、高力学性能、良好的可塑性与生物相容性,这些特性使之在皮肤、血管、骨、软骨、尿道、生物膜等领域得到广泛应用。BC纳米纤维形成的三维网络结构难以形成较大的微米级级多孔结构,纳米纤维形成的网络结构孔径一般为 0.05~5 μm。过小的孔隙限制了 BC支架材料的细胞渗透性以及营养物质的传输,如何将微米级多孔结构与模拟细胞外基质的纳米纤维相结合,构建兼具微米级多孔与纳米纤维的细菌纤维素基支架材料,是BC多孔结构制备的关键。
 
为了得到一种理想的模拟细胞外基质结构,采用热塑性生物弹性体聚氨酯海绵作为多孔模板,利用模板合成法,通过 G.xylinus 在聚氨酯模板原位发酵,东华大学硕士学位论文 细菌纤维素复合多孔支架构筑三维细胞培养基质及其性能评价制备兼具微米级多孔和纳米纤维的三维细菌纤维素微纳支架材料。该方法能够在微米级多孔的孔壁上复合纳米尺度的细菌纤维素,由于微孔孔壁上存在的纳米纤维增大了微米级多孔的粗糙度与比表面积,将进一步提高细胞与纳米纤维之间的相互作用。通过对比研究聚氨酯/BC 微纳支架与聚氨酯多孔模板,探究不同结构的支架材料与细胞的相互作用。
 
出自《细菌纤维素复合多孔支架构筑三维细胞培养基质及其性能评价》作者闻晓霜。