聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料电纺丝支架对成纤维细胞生长的促进

应用电纺丝方法制备纤维直径为300~500 nm的多壁碳纳米管/聚氨酯复合材料，以无纺膜材料作为细胞支架，选择在促进组织修复和再生中起重要作用的成纤维细胞株作为实验细胞。通过扫描电镜对多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜及聚氨酯无纺膜的微观形貌进行表征；通过细胞黏附实验、增殖实验以及细胞骨架发育观察，探讨无纺膜的微观纳米拓扑结构及多壁碳纳米管的复合对细胞的作用；并进一步采用双层细胞培养装置，分析多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜通过细胞通讯途径对在其他材料上生长的细胞生长行为的影响。实验结果表明，无纺膜中的纳米纤维网络结构和多壁碳纳米管成分不仅能够显著促进细胞的黏附和增殖，而且有利于细胞的迁移和聚集；另外，生长在多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜支架上的细胞可能通过旁分泌方式将某些生物大分子分泌到细胞外液中，经局部扩散作用于在其他材料上生长的细胞，促进其增殖。因此，多壁碳纳米管/聚氨酯纳米纤维无纺膜为细胞提供了接近天然细胞外基质的人造微环境，显示了该支架在引导组织修复和再生中的应用潜力。     

血浆蛋白分子在单壁碳纳米管无纺膜表面吸附行为的研究

近年来,碳纳米管的独特表面拓扑结构、化学组成和优异的物理性能已经吸引了众多领域的研究兴趣,以生物医学应用为目标的探索性研究正在迅速形成一个新的方向。我们以血液接触环境下的应用为目标,通过扫描电镜观察、表面元素分析、以及利用酶联免疫分析技术,系统研究了与凝血过程密切相关的纤维蛋白原、白蛋白、免疫球蛋白以及新鲜血浆在单壁碳纳米管无纺膜(SWNT膜)表面的吸附行为。实验结果显示,单壁碳纳米管无纺膜对血浆中的纤维蛋白原分子具有强烈的倾向性吸附,对免疫球蛋白也显示出一定的吸附性,但是,对白蛋白分子却几乎不吸附。血浆蛋白分子在SWNT膜表面的吸附行为与其在其它碳材料表面和其它大多数生物材料表面的吸附行为显著不同。SWNT膜对血浆蛋白分子的独特吸附作用有可能对后续的血液细胞响应产生重要影响。     

聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料电纺丝支架对成纤维细胞生长的促进

应用电纺丝方法制备纤维直径为300～500nm的多壁碳纳米管/聚氨酯复合材料,以无纺膜材料作为细胞支架,选择在促进组织修复和再生中起重要作用的成纤维细胞株作为实验细胞。通过扫描电镜对多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜及聚氨酯无纺膜的微观形貌进行表征;通过细胞黏附实验、增殖实验以及细胞骨架发育观察,探讨无纺膜的微观纳米拓扑结构及多壁碳纳米管的复合对细胞的作用;并进一步采用双层细胞培养装置,分析多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜通过细胞通讯途径对在其他材料上生长的细胞生长行为的影响。实验结果表明,无纺膜中的纳米纤维网络结构和多壁碳纳米管成分不仅能够显著促进细胞的黏附和增殖,而且有利于细胞的迁移和聚集;另外,生长在多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜支架上的细胞可能通过旁分泌方式将某些生物大分子分泌到细胞外液中,经局部扩散作用于在其他材料上生长的细胞,促进其增殖。因此,多壁碳纳米管/聚氨酯纳米纤维无纺膜为细胞提供了接近天然细胞外基质的人造微环境,显示了该支架在引导组织修复和再生中的应用潜力。     

单壁碳纳米管无纺膜表面的PEG修饰及蛋白质吸附研究

碳纳米管是一种纳米尺度的新型碳材料，具有独特的物理、化学性质。近年来，碳纳米管在生物医学领域的潜在应用前景已经引起科学界和产业界的极大兴趣与关注。与蛋白质分子的非特异性结合是碳纳米管应用于生物系统中必须考虑的基本问题之一。本研究应用扫描电镜和酶联免疫法作为评价方法，定性和定量地分析了血浆中重要凝血因子纤维蛋白原在单壁碳纳米管薄膜表面的非特异性吸附行为；同时，采用聚乙二醇（PEG）分子对单壁碳纳米管薄膜（SWNT膜）进行了表面修饰，通过x．光电子能谱（XPS）对材料表面的化学组成进行了表征，并初步探讨了PEG修饰对纤维蛋白原分子在SWNT膜表面非特异性吸附的阻止作用。实验结果表明，纤维蛋白原分子在SWNT膜表面有强烈的非特异性结合，吸附于薄膜表面的纤维蛋白原分子仍然保有自身的免疫原性。SWNT膜表面可以被PEG分子修饰，连接在薄膜表面的PEG分子可以在一定程度上抑制一定浓度范围内的纤维蛋白原分子的非特异性结合。