再生医学是一门研究如何替代和再生人体受损的细胞、组织和器官,从而促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科。腹腔开放后继发的肠空气瘘和腹壁缺损是普通外科领域所面临的重大难题。本课题尝试在再生医学理念的指导下,依据材料学的新进展,研究不同设计的水凝胶来保护腹腔开放创面并促进缺损组织修复,为处理腹腔开放/腹壁缺损创面提供新的方法和技术手段。第一部分 水凝胶复合材料用于腹腔开放创面早期保护的研究目的:本研究拟探讨壳聚糖/明胶水凝胶包埋的聚丙烯网片用于腹腔开放创面临时关腹的可行性及对腹腔脏器的保护作用。方法:腹腔开放动物模型建立后,将24只实验用大鼠随机分为两组:单纯聚丙烯网片组（UPP）和水凝胶包埋的聚丙烯网片组（CPP）。术后第1天,取材料接触面肠管作HE染色和扫描电镜检测观察肠管浆膜面情况;术后第7、14天,取创面肉芽组织,行HE、马松染色、免疫组化染色（CD31）和qPCR检测。结果:相比于UPP组,CPP组肠管浆膜面细胞排列规整,细胞界限清晰并且炎症较轻。新生的肉芽组织内部成纤维细胞的数量、胶原纤维的数量和血管计数在CPP组都最好。此外,在CPP组,促炎症因子得到下调,抗炎因子、血管形成相关因子和纤维组织形成相关因子的水平得到上调。结论:这种新型的水凝胶复合材料能够很好的保护腹腔脏器免受机械损伤,减轻炎症反应,同时促进血管形成和创面愈合。该水凝胶复合材料或可成为一种新型临时关腹手段。第二部分 原位可注射CS/HA水凝胶促进腹壁缺损组织修复的研究目的:腹壁缺损后内脏器官外露,不但会引起脏器继发性损伤、破裂与感染,还会对患者产生强烈的心理影响。因此,如何快速促使腹部组织修复再生,是加速腹腔开放进程,减少并发症的有效手段。本研究的目的是探讨原位可注射CS/HA水凝胶是否可以促进腹壁缺损创面组织的修复再生及其相关机制研究。方法:红外光谱、成胶时间、流变学、微观形貌、体外溶胀和降解、体外细胞相容性检测分析来评价水凝胶的物理和生物性能。腹壁缺损模型建立后,将24只实验用大鼠随机分为三组:对照组、纤维蛋白胶组、CS/HA水凝胶组。术后一周,取创面再生的组织,行组织学分析、免疫荧光染色、qPCR和WB检测。结果:CS/HA水凝胶具有合适的成胶时间,溶胀性能和降解速率并具有三维网状结构,生物相容性良好。水凝胶组细胞响应更快,细胞外基质沉积更多,血管数量更多。血管相关和细胞招募相关细胞因子的水平在水凝胶组得到上调并存在向M2型巨噬细胞极化的现象。结论:CS/HA水凝胶可原位注射并具有良好的生物相容性,适合用于腹壁缺损创面。CS/HA水凝胶在缺损创面原位注射可以促进缺损组织的修复再生。第三部分 自修复水凝胶搭载FGF2促进腹壁缺损组织修复的研究目的:本研究拟探讨自修复水凝胶作为FGF2的释放支架是否可以用于促进腹壁缺损创面组织的修复再生。方法:将化学修饰的PEG溶液与搭载有FGF2的SCS溶液混合,制备搭载FGF2的SCS/BAPEG水凝胶。成胶时间、机械性能、自修复能力、可注射性、细胞生物相容性和药物/蛋白控释实验检测来评价水凝胶的综合性能。建立腹壁缺损模型后,将24只实验用大鼠随机分为三组:PBS组、SCS/BAPEG水凝胶组、FGF2搭载的SCS/BAPEG水凝胶组。术后第7天,取缺损部位新生组织,作组织学分析、免疫组化染色（CD31）和免疫荧光检测。结果:SCS/BAPEG水凝胶能在30s内成胶,并具有优秀的自修复能力和可注射性以及细胞生物相容性。SCS/BAPEG水凝胶可以有效的搭载和控释FGF2。新生组织的厚度、成纤维细胞的数量、血管的计数、胶原的沉积在FGF2搭载的SCS/BAPEG水凝胶组都最好。结论:SCS/BAPEG水凝胶具有优秀的自修复能力,并能作为FGF2的控释载体用于促进腹壁缺损组织的修复再生。