摘要:
文題釋義:
細菌奈米纖維素管:由木葡糖酸醋桿菌在課題組自主設計的外矽膠管反應器中原位培養製備而來。雖然細菌奈米纖維素與植物纖維素具有相同的化學組成,但是細菌奈米纖維素具有更高的化學純度和更好的生物相容性,因此近年來細菌奈米纖維素管在人工血管領域被廣泛研究。
聚多巴胺:多巴胺在鹼性溶液中可發生氧化自聚合,在材料表面形成具有超強黏性的聚多巴胺層,從而實現在各種材料表面的超強黏附,聚多巴胺塗層含有大量親水的羥基和氨基官能團,可提高材料表面的親水性和化學多功能性,其作為中間層可將功能分子牢固結合於基材表面,近年來常被應用於材料表面的改性。
背景:臨床應用上缺乏小口徑(<6 mm)人工血管。
目的:探究細菌奈米纖維素/聚多巴胺(bacterial nanocellulose/polydopamine,BNC/PDA)複合管用於小口徑人工血管的潛力。
方法:透過外矽膠管反應器製備細菌奈米纖維素小口徑人工血管,將經純化的纖維素管浸漬在不同質量濃度(0.1,0.5,1.0,1.5,2.0 g/L)的多巴胺溶液中進行自聚合反應,製備BNC/PDA複合管,表徵細菌奈米纖維素管與BNC/PDA複合管的微觀結構、紅外光譜、密度、持水量、水滲透量、爆破和縫合強度、軸向力學效能及血液和細胞相容性等性質。
結果與結論:①場發射掃描電鏡顯示,所有管的內表面是由奈米纖維搭建的3D網路結構,纖維分佈均勻、結構緻密,隨著多巴胺質量濃度的增加,人工血管的纖維直徑增大。②隨著多巴胺質量濃度的增加,人工血管的密度、爆破和縫合強度及軸向力學效能增大,水滲透量和持水量減小。③溶血率與血小板黏附實驗結果顯示,細菌奈米纖維素管和BNC/PDA複合管的溶血率均為不溶血等級,複合管比細菌奈米纖維素管較少黏附血小板;全血凝固實驗結果顯示,複合管較細菌奈米纖維素管有較強的促凝血效能。④CCK-8實驗結果顯示,與單純的細菌奈米纖維素相比,BNC/PDA-0.1複合管可促進人臍靜脈內皮細胞的增殖,其餘4種複合管抑制了細胞的增殖,並且BNC/PDA-1.5與BNC/PDA-2.0複合管表現出明顯的細胞毒性;鈣黃綠素熒光染色結果顯示,細菌奈米纖維素管及BNC/PDA-0.1、BNC/PDA-0.5、BNC/PDA-1.0複合管表面的細胞可持續增殖,其中BNC/PDA-0.1複合管表面的細胞數量多於細菌奈米纖維素管。⑤結果表明,BNC/PDA複合管應用於小口徑人工血管有一定的潛力,且後續可進一步接枝活性大分子實現功能化。
縮略語:細菌奈米纖維素/聚多巴胺:bacterial nanocellulose/polydopamine,BNC/PDA
https://orcid.org/0000-0003-0024-1413 (劉亮)
中國組織工程研究雜誌出版內容重點:生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 奈米材料; 緩釋材料; 材料相容性;組織工程
關鍵詞: 生物材料, 人工血管, 細菌奈米纖維素, 聚多巴胺, 血液相容性, 細胞相容性, 組織工程
引用本文: 劉 亮, 胡高銓, 韋 昭, 陳 琳, 洪 楓. 細菌奈米纖維素/聚多巴胺複合管作為小口徑人工血管的潛力[J]. 中國組織工程研究, 2022, 26(22): 3535-3542.
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