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气管外伤、气管狭窄、气管肿瘤严重损伤正常通气功能，引起组织缺氧，危及生命。气管病变切除重建是治疗这些疾病的最为有效的方法。但是，长段气管切除重建，目前临床仍无安全可靠的方法。组织工程气管是有可能成为解决长段气管缺损的可能方案。因此，气管替代材料的研究，寻找合适的气管替代材料，成为本领域研究的热点问题。可以说，组织工程气管可以在结构和功能上完整重建气管，是最理想，也是最有应用前景的气管替代材料。 同轴纺丝是以经典纺丝为基础，通过双层同轴电纺针头，改进同轴电纺工艺后发展而来的新的电纺技术。同轴电纺的独特结构，使能够将不宜电纺的药物等应用于电纺，在生物、医学、药学等方面具前景巨大。同轴电纺组织工程材料的高微观表面积促进种子细胞粘附，高孔隙率给种子细胞粘附提供足够空间。聚己内酯（Polycaprolactone, PCL）和胶原（collagen, Col）是两种常用生物降解材料，在体内有一定的降解率，随着组织工程气管细胞化进程，聚己内酯和胶原逐渐降解。 EGF能够促进间质和上皮粘附、增殖和分化等。EGF能够促进肺泡I型上皮分化，增加肺泡表面活性物质相关蛋白 A。移植物上皮转化移植是制约移植成功的关键因素，EGF能够促进骨髓间充质干细胞向上皮转化。利用同轴电纺技术可以将EGF等不适合电纺材料应用于静电纺丝，从而在体内稳定释放EGF等药物。 本课题是在我科既往人工气管支架研究的基础上，应用同轴电纺技术和分子修饰技术在组织工程气管支架研究中探索，制备出具有 EGF 修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架，并研究EGF修饰前后其机械性能、生物兼容性、EGF释放并检验EGF修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维支架的生物学性能。首先，本实验参数为：胶原溶液、聚己内酯溶液浓度均为10%、推进速率为1ml/h、电压为12.5kv、接收距离15cm。检测同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维膜进行水接触角、孔隙率和拉伸实验发现，同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维膜具有很好的亲水性和良好的拉伸性能。比较同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维膜和EGF修饰支架降解，检测同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维膜在各个时间点的降解程度和失重率的影响。研究发现，同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维膜具有较好的降解效率和失重率。其次，本课题采用聚己内酯和胶原这两种可降解材料作为实验材料，将EGF修饰胶原，随着支架材料降解，EGF 持续稳定释放，促进细胞增殖和分化。研究 EGF 修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架生物学性能。最后，应用分子生物学相关技术方法，检测EGF修饰支架促进细胞分化作用机制，发现 EGF 修饰支架能够下调 hMSCs 的 SMAD3磷酸化水平，上调pFAK和UCP2水平，上调上皮样分子β1-Integrin和E-Cadherin表达。 综上所述：本课题结论：一、同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架具备组织工程气管支架力学要求；二、EGF修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架能够稳定释放EGF；三、EGF修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架能够在促进hMSCs粘附、增殖并向细胞上皮样细胞转化；四、EGF修饰同轴电纺聚己内酯/胶原纳米纤维气管支架有望用于进一步体内研究。