本文版权归原作者所有，未经授权，不得转载
微纳米纤维基支架的制备及在诱导角膜组织再生的应用
FabricationofNano/micro-fibersBasedScaffoldsandApplicationinInducingRegenerationofCornealTissue
作者：孔彬
指导教师：孙伟
培养院系：清华-伯克利深圳学院
学科：精准医学与公共健康
读博感言：认真科研，享受生活
研究背景/选题意义/研究价值
角膜是视觉成像系统中一个至关重要的组织。但是角膜损伤，感染及一些先天性因素导致其成为全球第二大致盲疾病。同种异体角膜，人工角膜及人的羊膜移植是三类临床上应用最广泛的角膜疾病治疗方法，但是这些方法都会存在一定的问题或缺陷，因此利用生物工程的方法开发出一种治疗性的角膜支架，可以有效避免以上临床治疗方法的缺陷，用于替代受疾病影响的角膜组织或诱导角膜组织自身再生，是至关重要也是迫在眉睫的。针对上述问题，本人研究致力于通过生物制造的技术制备组织工程角膜支架，并实现角膜基质的诱导再生。
本研究成果中涉及的从纤维水凝胶出发的制备方法，表征手段和研究方法有望为研究者提供借鉴和思路。如若以后可以应用到临床，本研究成果有望在体外生命系统及生物制造，组织工程与再生医学，角膜移植及诱导再生领域体现其科学意义及应用价值。
主要研究内容1.设计开发了一个新颖的结构可控的纳米纤维收集装置，实现高度定向的3DPVA纳米纤维支架制备，突破了传统电纺丝技术只能制备2D非定向纤维支架的局限。2.研究了由静电纺丝制备的COL-PVA纤维定向对角膜上皮细胞及基质细胞生物学行为的影响，可用于角膜组织工程支架的生物材料配比及纤维定向设计准则。3.将静电纺丝技术与压缩胶原集成，制备了一种胶原/PLGA纳米纤维膜/胶原的复合角膜支架，并通过在胶原中封装角膜基质细胞，在支架表面接种角膜上皮细胞，实现两种细胞在体外的共培养。4.利用近场静电纺丝技术制备了正交定向的PECL微米纤维支架，并模拟了角膜天然的细胞外基质结构。首次报道了由正交定向的拓扑结构及特定化学因子的协同作用下实现维持角膜基质细胞表型及角膜基质体内的诱导再生。
纤维水凝胶支架的制备及表征
角膜基质内的板层移植实验及评估
主要创新点1.方法的创新主要体现在：1）首次将静电纺丝技术，压缩胶原技术及激光刻蚀技术结合在一起，制备出可以实现两种角膜细胞共培养的复合支架。这种制备方法使得研究角膜内两种主要细胞之间的相互作用成为可能，并实现体外含有角膜上皮层及基质层的板层角膜的仿生模拟；2）首次提出了将近场电纺技术与水凝胶技术结合制备一种新型的纤维水凝胶支架并用于组织工程角膜。这种纤维水凝胶可以模拟角膜基质复杂的正交定向的纤维板层结构，并且这种拓扑结构可以抑制角膜基质细胞向成纤维细胞分化。2.技术的创新主要体现在：1）设计了一种新颖的拓扑结构可控的静电纺丝收集装置，可以制备厚度可控并且高度定向的纳米纤维支架，突破了传统静电纺丝技术只能制备2D非定向纤维支架的局限；2）首次报道了由正交定向的拓扑结构及特定化学因子的协同作用可以有效地抑制角膜基质细胞的分化，并诱导角膜在体内的再生。代表性创新成果1.KongB;ChenY;LiuRetal.FiberreinforcedGelMAhydrogeltoinducetheregenerationofcornealstroma.NatureCommunications.,11(1),.2.KongB;SunW;ChenGSetal.Tissueengineeredcorneaconstructedwith
