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论文围绕开发能够有效模拟体内生物力学环境的组织工程血管和肌腱动态生物反应器、构建小口径血管、构建力学性能优良的组织工程血管和肌腱、新型种子细胞的探索性构建组织工程血管、血管和肌腱组织工程生物反应器构建条件优化、血管内皮细胞切应力测量方法的探索等方面进行了研究。
通过血液动力学分析,确定了模拟体内力学环境的相关参数,完成了血管生物反应器的控制与测量系统开发,设计了细胞培养室,完成了小血管支架的开发,最终开发完成了能够较为准确地模拟体内生物环境的血管动态生物反应器系统,该反应器具有在体外动态构建不同规格组织工程血管的功能;
通过对肌腱生物力学的分析研究,提出了模拟体内力学环境设计肌腱生物反应器的方法,并对构建组织工程肌腱的相关工艺参数进行了分析和确定,设计开发完成了肌腱生物反应器系统,该反应器具有在体外动态构建组织工程肌腱的功能;
采用本文研发的血管生物反应器成功构建了组织工程血管,比在静态环境下构建的组织工程血管具有更好的生物力学性能;
采用本文研发的血管生物反应器构建的组织工程血管修复犬的腹主动脉,比采用静态环境下构建的组织工程血管存活期大大延长;
对施行修复手术的犬的尸体解剖表明,所移植的静态环境下构建的组织工程血管本身已有不同程度的破损,而移植了本文研发的血管生物反应器构建的组织工程血管的犬的腹腔内脏器无异常,移植吻合口处与移植血管本身结构清晰可见,说明采用本文研发的血管生物反应器构建的组织工程血管的生物力学性能远远高于静态环境下构建的组织工程血管的力学性能;
利用本文研发的肌腱生物反应器成功构建了具有良好生物学形态和力学性能的组织工程肌腱,各项指标达到了预定的要求;
通过将未经化学方式诱导的hBMSCs(骨髓基质干细胞)作为种子细胞直接接种于PGA上,在自行研制的血管反应器中进行动态力学刺激培养,首次构建出小口径的组织工程血管,且性能较为优良,为构建组织工程血管提供了新的种子细胞来源;
利用本文开发的血管生物反应器,首次采用人的ADSCs(脂肪基质干细胞)作为种子细胞,成功构建出了小口径的组织工程血管,且达到了一定的生物力学强度和生物学特性,为构建组织工程血管提供了一种新的途径;
采用本文开发的肌腱生物反应器对体外构建组织工程肌腱的培养条件进行了优化,对静态和动态组织工程生物反应器培养时间对组织工程肌腱的形态、细胞分泌的细胞外基质、胶原含量、力学性能、Ⅰ型胶原含量、密度比值、胶原纤维直径等方面的影响进行了系统的试验研究和对比分析,为进一步提高构建肌腱质量提供了基础;
通过试验测试的方法,详细研究了细胞培养过程不同时间段培养液(DMEM)的粘度,并提出了一种对组织工程血管内皮细胞摩擦力进行测量的方法,组建了一套能够实际测量组织工程血管内壁摩擦力的测量系统,并对实际的组织工程血管材料内壁摩擦力进行了测试,为进一步提高血管生物反应器性能和优化内皮细胞的培养过程创造了条件。