聚乙烯醇-胶原凝胶研制及作为组织替代材料的生物相容性[英文]

背景：聚乙烯醇对细胞黏附能力有限,在聚乙烯醇中加入胶原蛋白能否改善其细胞的黏附性？目的：研制一种新型的聚乙烯醇-胶原复合材料,并探讨其作为软组织替代材料的可行性。设计：单一样本观察。单位：暨南大学医学院附属广州市红十字会医院,广州市创伤外科研究所。材料：选用15只新西兰大白兔,体质量2.0~3.0kg,雌雄不拘,由广东省医学实验动物中心提供。实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。广州市创伤外科研究所市级实验室完成。牛I型胶原购自广州创尔生物技术有限公司,聚乙烯醇-124购自广州南方化玻仪器公司。方法：实验于2003-07/2006-12在暨南大学医学院附属广州市红十字会医院完成。①聚乙烯醇-胶原材料制备：配制5g/L的牛Ⅰ型胶原与5%的聚乙烯醇-124以1∶1混合,真空冷冻干燥成为凝胶状,扫描电镜观察其内部结构。②细胞毒性试验：聚乙烯醇-胶原材料剪成10mm×5mm×1mm小片,γ射线消毒后,分别放入48孔平板中,每孔加入1×104个3T3细胞培养,扫描电镜观察细胞的生长状况。③体内埋植试验：将实验兔背部脊柱两侧各作2个纵切口,形成皮下腔隙。分别于手术形成的皮下腔隙植入4块聚乙烯醇-胶原材料,分别于术后1,4,8周各取3只实验共9块标本及其周围组织作病理观察。主要观察指标：扫描电镜观察凝胶膜内部结构、细胞毒性试验及体内埋植试验结果。结果：①聚乙烯醇-胶原材料内部结构：真空冷冻干燥的聚乙烯醇-胶原为白色的凝胶,扫描电镜见其表面和切面内部有贯通的三维孔隙。②细胞毒性试验结果：3T3细胞在PVA-胶原材料上能三维生长、形态正常。③体内埋植试验结果：聚乙烯醇-胶原植入1周后,产生了正常的异物反应,材料与组织界限分明。4周后,只见极少量淋巴细胞浸润,大量的纤维母细胞增生形成胶原纤维和假单层立?     

聚乙烯醇纺丝纤维编织在组织工程前交叉韧带支架材料中的应用

背景：单纯的聚乙烯醇材料对细胞的黏附能力有限，用胶原蛋白对其进行表面修饰后能否改善其对细胞的黏附和增殖作用尚无公认。目的：探讨聚乙烯醇纺丝纤维编织用Ⅰ型胶原胶表面修饰后作为构建组织工程前交叉韧带支架材料的可行性。设计、时间和地点：对比观察实验，于2006～08／2007—10在暨南大学医学院第四附属医院，广州市红十字会医院，广州市创伤外科研究所完成。材料：Ⅰ型胶原蛋白胶，由广州市创伤外科研究所研制的胶原胶制剂。方法：用聚乙烯醇纺丝编织成条束状支架材料，用NIH-3T3细胞株和人前交叉韧带细胞体外培养、扩增后，分别种植到聚乙烯醇和经Ⅰ型胶原胶修饰过的聚乙烯醇纺丝纤维编织（P、A／COL）支架材料上，立体培养。主要观察指标：通过扫掐电子显微镜观察NIH-3T3细胞株和人前交叉韧带细胞在聚乙烯醇与PVA/COL纺丝编织材料上生长及细胞外基质的分泌情况，对比评价编织构建的聚乙烯醇和经Ⅰ型胶原胶修饰过的聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料细胞相容性的优劣。在电子拉力机测试聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料力学性质，用SPSS11-5软件包分析材料的力学性能。结果：NIH-3T3细胞株和人前交叉韧带细胞在聚乙烯醇和经Ⅰ型胶原胶修饰过的聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料表面和孔隙内黏附增殖并能分泌细胞外基质。NIH-3T3细胞株比人前交叉韧带细胞生长旺盛。NIH-3T3细胞株和人前交叉韧带细胞在经Ⅰ型胶原胶修饰过的聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料上细胞黏附数量明显增多，在聚乙烯醉支架材料上细胞生长形态较好。Ⅰ型胶原胶可促进NIH-3T3细胞株分泌细胞外基质但对人前交叉韧带细胞作用不明显。拉力测试该编织材料负荷一拉伸曲线与人及兔前交叉韧带的相似，柔韧性好，最大负荷、极限应力和弹性模量分别为52．61N，14．96MPa和202．08MPa。结论：Ⅰ型胶原可促进NIH-3T3细胞株和人前交叉韧带细胞在聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料表面和孔隙内黏附、增殖，可促进NIH-3T3细胞株分泌细胞外基质，聚乙烯醇纺丝纤维编织材料具有一定的力学性能和良好的细胞棚容性；     

胶原膜包裹及环孢素A对鸡羽根角蛋白移植物组织相容性的改善作用

背景:前期实验提出将鸡羽根角蛋白管作为神经桥按材料这一设想,发现机体组织对鸡羽根角蛋白有一定的免疫捧斥作用埋植十于料周围组织中有人量炎性细胞出现.目的:观察经胶原膜包裹或应用免疫抑制剂后,鸡羽根角蛋白材料在体埋植对周围组织的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-1012007 01在南方医科大学组织学与胚胎学实验室完成.材料:选择SD大鼠42只,按随机数字表法分成5组,空白对照组6只,其余备组各9只.方法:参照胶原蛋白提取方法,由牛跟腱提取胶原蛋白.将经特殊处理的鸡剁根角蛋白埋植入大鼠竖脊肌组织中,鸡羽根角蛋白材料 环孢素A组大鼠材料埋植后2 周腹腔注射环孢素A5 mg/(kg·d):鸡羽根角蛋白材料浸泡环孢素A组将材料组仅埋泡于2.5 g/L 环孢素A后埋植:胶原膜包裹鸡羽根角蛋白材料组应用胶原膜包裹材料后埋植:单纯鸡羽根角蛋白材料组仅埋植材料:空白对照组仅作切口,不埋植材料.主要观察指标:分别于材料埋植后2,4,8周取材,光镜下观察埋植材料的降解情况及对周围组织的影响,应用免疫组织化学方法检测周围组织巨噬细胞的浸润情况.结果:①材料埋植后备组大鼠一般状况良好,刨口未见肿胀及渗液.②材料埋植后2,4,8周,材料埋植周围组织可见大量巨噬细胞,尤其足多核巨细胞分布于材料边缘,吞噬材料:炎性细胞数量较少,以鸡羽根角蛋白材料 环孢索A组为著.③材料埋植后2,4,8周各组材料埋植周围组织均可见CD68阳性表达细胞,其中4周时巨噬细胞阳性数比其他两个时点多(P<0.05).结论:短期应用免疫抑制剂可显著改善鸡羽根角蛋白的在体组织相容性;鸡羽根角蛋自在体内可降解,巨噬细胞尤其是多核巨细胞参与了该过程.     

胶原用量对聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架性能的影响

背景：聚乙烯醇是一种亲水性水凝胶物质，具有与人体组织相近的含水量和较高的机械强度，但细胞亲和性较差：糖胺聚糖和胶原是天然生物材料，能促进细胞生长，但单独使用时，机械性能较差。目的：观察胶原对聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架性能的影响。设计、时间及地点：多组对照选择，于2007—03／2008-06在广州暨南大学生物材料省重点实验室，教育部再生医学研究中心重点实验室完成不同配比设计的材料对照实验。材料：聚乙烯醇124（广州市医药公司），糖胺聚糖（BS Chemical Technology），胶原（广州市红十字会医院创伤外科研究所，广州创尔生物技术有限公司），NaOH为国产分析纯。方法：聚乙烯醇、糖胺聚糖与0，0．01，0．02，O．03，0．04，0．05g胶原复合，制备聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架，测定复合支架的含水率、孔隙率和透光率。主要观察指标：不同胶原用量对复合支架含水率、孔隙率和透光率的影响。结果：①糖胺聚糖用量为0g和0．01g时，加入胶原，复合支架的含水率升高；而糖胺聚糖用量为0．03，0．05，0．07，0．09g时，含有胶原的复合支架含水率较不含胶原时下降。②含有胶原的复合支架，其孔隙率均比不加胶原时增大。③复合支架的含水率和孔隙率均随胶原用量增加而增加，但孔隙率在胶原用量为0．02g时出现最大值。④胶原的加入使复合支架的透光率下降，并且随着胶原用量的增加，透光率明显减少。结论：通过改变胶原在复合支架中的含量，能制备得到具有较高含水率、适宜孔隙率和透光率的聚乙烯醇糖胺聚糖胶原复合支架。     

脱细胞软骨生物支架材料与大鼠骨髓间充质干细胞共培养及体内埋植后的降解

背景：动物体内埋植实验被认为是最常用有效的检测生物相容性的方法。目的：拟观察脱细胞软骨生物支架材料与细胞共培养及体内埋植实验时的生物降解性。时间及地点：观察性实验,于2007-06/08在山西医科大学第二医院骨科实验室完成。材料：SD大鼠,体质量60-80g;6月龄猪由山西畜牧研究所提供。方法：①分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,取猪膝关节软骨制备脱细胞关节软骨支架材料,将两者进行复合培养。未经与无细胞胶原基质联合培养的细胞作为正常对照。②将备好的生物支架材料植入大鼠背部皮下,于14,28d取材,对其进行大体及组织染色。主要观察指标：①对复合细胞的无细胞胶原基质进行石蜡切片常规染色,倒置显微镜下观察24,72h细胞与无细胞胶原基质共培养情况。②通过炎性细胞反应及纤维囊形成级别评定标准、材料降解结果评定合格标准分析植入材料在动物体内降解情况。结果：①倒置显微镜下观察与无细胞胶原基质共培养24h细胞多呈长梭形和多角形;72h后与无细胞胶原基质联合培养和未与无细胞胶原基质联合培养的2种细胞形态相似,均呈多角形和圆锥形。苏木精-伊红染色可见细胞嵌入软骨支架材料中,呈圆形和椭圆形,部分细胞可见细胞核,材料呈颗粒状,染色均一。②组织学观察可见试样周围存在少量淋巴细胞和嗜中性粒细胞,致密纤维囊壁将复合细胞的材料包裹,材料被降解为细小颗粒,细胞均匀散在材料中呈椭圆形,可见分裂相。结论：支架材料在与细胞共培养及体内埋植实验中均生长正常,经过4周材料顺利降解为细小颗粒。     

胶原聚合物人体植入材料的生物相容性研究

背景Staar公司将Ⅳ型胶原与水凝胶(HEMA)聚合而成的新型材料Collamer,是研制眼内接触镜的良好材质.国内尚无类似材料.目的评定胶原聚合物为主体的眼内接触镜(intraocular contactlens,ICL)在动物体内的生物相容性.设计随机对照实验.单位上海生物材料研究测试中心.材料本研究于2000-01/2000-04在上海生物材料研究测试中心完成.细胞株传代48～72 h生长旺盛的L-929细胞(小鼠成纤维细胞);白色豚鼠20只,体质量300～500 g,1～3月龄,雌雄均可;健康成年新西兰白兔7只,体质量1.7～3.0kg和2.5～3.5 kg,雌雄不拘(热原实验,雌兔无孕)(实验动物均由上海实验动物中心提供,为普通级).干预分别应用胶原材料进行以下生物学测试①细胞毒性试验(细胞增殖度法).②致敏试验.③热原试验.④皮下植入试验.实验数据根据标准进行分析和评估.主要观察指标①小鼠成纤维细胞生长和增殖情况.②皮内注射和局部斑贴诱导后,每一观察时间和每一激发部位红斑和水肿反应情况.③家兔由耳缘静脉注入材料浸提液后,该兔体温升高情况.④胶原材料植入家兔皮下后4周材料周围组织反应情况.结果①细胞毒性试验材料组相对增殖度为99%～106%,毒性分级为0～1级.②过敏试验材料组各时段每一激发部位均无红斑和水肿反应,结果评定胶原聚合物皮肤反应0级.③热原试验胶原试品个体升温均在0 6℃以下,升温总值在1.4℃以下.④皮下植入试验材料组和对照组试样周围均为极少量淋巴细胞浸润,炎症细胞反应为Ⅰ级;纤维囊腔形成评定亦为1级.结论材料生物学测试结果显示胶原聚合物具有高度生物相容性,是设计制造ICL的理想材料.     

四环素对胶原生物衍生骨材料细胞相容性的影响

目的：观察四环素-胶原生物衍生骨材料与兔成骨细胞的相容性及体外附着规律。方法：实验于2003-02/2005-03在华西医科大学组织工程实验室完成。①实验方法：取新鲜人捐献骨经脱脂、脱蛋白等理化过程,制成单纯生物衍生骨材料为载体,载体表面经I型胶原修饰得到胶原生物衍生骨材料,将四环素吸附于胶原生物衍生骨复合材料,构建出四环素-胶原生物衍生骨材料。体外培养兔骨膜成骨细胞,与胶原生物衍生骨材料、四环素-胶原生物衍生骨材料共培养。②实验评估：分别于1,3,5,7d取材,扫描电镜下观察细胞在材料表面的生长情况,测定两组材料的碱性磷酸酶活性,MTT检测细胞生长和增殖情况,流式细胞仪检测细胞周期情况。 结果：①扫描电镜观察、碱性磷酸酶活性检测及MTT检测结果表明,成骨细胞在四环素-胶原生物衍生骨材料表面和孔隙内黏附和增殖良好,在胶原生物衍生骨材料较差。②流式细胞仪检测表明,四环素-胶原生物衍生骨材料无细胞毒性。 结论：以胶原生物衍生骨材料作为载体,进一步吸附四环素后构建的复合材料与成骨细胞有良好的细胞相容性。     

应用Ⅱ型胶原为载体的异种异体移植修复关节软骨缺损

背景:已有用Ⅱ型胶原作为载体的软骨细胞移植的实验动物模型,Ⅱ型胶原是否引起实验性的关节炎或发生由Ⅱ型胶原介导的细胞毒的反应尚未明确.目的:检测用猪Ⅱ型胶原免疫新西兰大白兔的细胞免疫状态.设计:以实验动物为研究对象,观察对比的探索性研究.单位:一所市级医院创伤外科研究所.材料:实验于1999-08/2000-02在广州红十字会医院创伤外科研究所完成.新西兰大白兔6只,雌雄不限,体质量2.0～3.0kg.方法:用Ⅱ型胶原免疫新西兰大白兔60 d,定期抽取血浆检测抗Ⅱ型胶原抗体;第60天取兔的外周血淋巴细胞,取兔脾细胞、淋巴结分离淋巴细胞,进行体外2次Ⅱ型胶原刺激,检测由此引起的反应性的细胞增殖规律.随机分为两组,第1组加入不同浓度植物血凝素(phytohemagglutinin,PHA)作阳性对照,并测定非特异性免疫;第2组加入不同浓度Ⅱ型胶原,检测特异性免疫.主要观察指标:①兔抗Ⅱ型胶原抗体含量检测.②正常兔与免疫兔脾淋巴细胞增殖试验比较.③正常兔和免疫兔淋巴结淋巴细胞增殖试验比较.④正常兔和免疫兔外周血淋巴细胞增殖试验比较.结果:第21天抗体效价出现第1次高峰,再次注射抗原40 d后出现第2次高峰,维持20 d后逐渐下降,正常兔的淋巴细胞在PHA刺激下发生增殖,但对Ⅱ型胶原的第1次刺激不发生增殖,而免疫兔对PHA和Ⅱ型胶原的刺激均能发生显的增殖,Ⅱ型胶原浓度为25 mg/L已有发生,在50mg/L出现高峰.结论:异种Ⅱ型胶原在一定浓度下,可以引起免疫兔的抗Ⅱ型胶原抗体的升高,并可引起兔脾、外周血淋巴细胞增殖,在体内引起细胞免疫反应,且可引起移植免疫性关节炎.     

缓释胶原在豚鼠听泡内的降解过程及其生物相容性

目的:观察可降解的胶原基材料在豚鼠听泡内的降解过程及其生物相容性情况。方法:实验于2005-03/05在解放军海军总医院完成。选取白豚鼠20只,随机分为5组:假手术组、胶原基植入1,2,3,4周组,4只/组。全部白豚鼠腹腔麻醉后,无菌条件下取左侧耳后切口,打开听泡。除假手术组外,其余各组均植入BME-10X医用胶原膜,缝合手术切口,待豚鼠全麻清醒后观察其行为学变化。胶原基植入1,2,3,4周组分别于胶原基植入1,2,3,4周时,麻醉后在手术显微镜下打开听泡,观察胶原材料的大体变化。处死动物,取其左侧听泡,切片苏木精-伊红染色后对胶原基材料在听泡内的降解及生物相容性进行观察。结果:实验选用白豚鼠20只,全部进入结果分析。①胶原基材料植入后各组动物行为学观察结果:各组动物全麻后均清醒,未出现死亡。胶原基材料植入后未出现瘫痪、抽搐、呕吐、尿便失禁、原地打转等不良反应,行为活跃,反应敏捷。②各组胶原基材料在听泡内降解及生物相容性的大体观察:胶原基植入1周组植入的胶原材料大致保持了植入前形状,无新生血管长入,听泡内黏膜无明显新生血管增生;胶原基植入2,3周组无肉眼可见的新生组织及血管长入;胶原基植入4周组听泡内的胶原材料已完全溶解吸收,听泡内无新生纤维组织条索,无积液。③各组胶原基材料在听泡内降解及生物相容性的病理检查:胶原基植入1周组可见少量淋巴细胞浸润,未见异物巨细胞,听泡内黏膜无肉芽组织增生;胶原基植入2周组的淋巴细胞浸润继续减轻;至胶原基植入3周组仅见少量淋巴细胞。结论:随着植入时间的延长,胶原材料在豚鼠听泡内逐渐被降解吸收,周围黏膜无结节和肉芽组织形成。提示可降解的胶原基材料具有良好的生物相容性,可以做为中耳控释给药的载体材料。     

应用Ⅱ型胶原为载体的异种异体移植修复关节软骨缺损

背景已有用Ⅱ型胶原作为载体的软骨细胞移植的实验动物模型,Ⅱ型胶原是否引起实验性的关节炎或者发生由Ⅱ型胶原介导的细胞毒的反应尚未明确.目的检测用猪Ⅱ型胶原免疫新西兰大白兔的细胞免疫状态.设计以实验动物为研究对象,观察对比的探索性研究.单位一所市级医院创伤外科研究所.材料实验于1999-08/2000-02在广州红十字会医院创伤外科研究所完成.新西兰大白兔6只,雌雄不限,体质量2.0～3.0kg.方法用Ⅱ型胶原免疫新西兰大白兔60 d,定期抽取血浆检测抗Ⅱ型胶原抗体;第60天取兔的外周血淋巴细胞,取兔脾细胞、淋巴结分离淋巴细胞,进行体外2次Ⅱ型胶原刺激,检测由此引起的反应性的细胞增殖规律.随机分为两组,第1组加入不同浓度植物血凝素(phytohemagglutinin,PHA)作阳性对照,并测定非特异性免疫;第2组加入不同浓度Ⅱ型胶原,检测特异性免疫.主要观察指标①兔抗Ⅱ型胶原抗体含量检测.②正常兔与免疫兔脾淋巴细胞增殖试验比较.③正常兔和免疫兔淋巴结淋巴细胞增殖试验比较.④正常兔和免疫兔外周血淋巴细胞增殖试验比较.结果第21天抗体效价出现第1次高峰,再次注射抗原40 d后出现第2次高峰,维持20 d后逐渐下降,正常兔的淋巴细胞在PHA刺激下发生增殖,但对Ⅱ型胶原的第1次刺激不发生增殖,而免疫兔对PHA和Ⅱ型胶原的刺激均能发生显著的增殖,Ⅱ型胶原浓度为25 mg/L已有发生,在50mg/L出现高峰.结论异种Ⅱ型胶原在一定浓度下,可以引起免疫兔的抗Ⅱ型胶原抗体的升高,并可引起兔脾、外周血淋巴细胞增殖,在体内引起细胞免疫反应,且可引起移植免疫性关节炎.     

聚乙烯醇固载β-环糊精线性高聚物的合成及其药物控制释放

背景:环糊精高分子和聚乙烯醇均具有无毒性及良好的生物相容性和力学性能,已被广泛用于生物医用材料,是近代生物制药及剂型研究的重要功能材料之一.目的:观察环糊精以共价键键合到聚乙烯醇后的药物控制释放性能,并探讨其药控释放机制.设计、时间及地点:观察性实验,于2008年在西北工业大学理学院应用化学系实验室和咸阳师范学院化学与化工学院实验室完成.材料:聚乙烯醇为天津天大实验化工厂产品,β-环糊精为上海三浦化工有限公司产品,喜树碱由西安近代化学研究所提供.方法:分别合成单β-对甲基苯磺酰β-环糊精酯和单6-甲酰基β-环糊精,利用缩醛化反应将醛基化β-环糊精固载到聚乙烯醇人分了链上,合成出聚乙烯醇固载β-环糊精的线性环糊精高分子.观察聚乙烯醇固载β-环糊精与模型药物喜树碱的包合作用;紫外可见分光光度仪测定不同环糊精固载量的聚乙烯醇-β-环糊精膜在不同pH值下释放药物的含量.主要观察指标:聚乙烯醇固载β-环糊精的合成条件及药物累计释放率.结果:合成聚乙烯醇固载β-环糊精高分子的最佳反应条件是反应时间2 h,温度70℃,单β-甲酰基β-环糊精与聚乙烯醇的质量比小于等于4∶1.药物释放实验结果表明,聚乙烯醇固载β-环糊精因包合增溶作用促进了水难溶件药物的释放.在pH=11时,喜树碱的累积释放量和释放速率随着β-环糊精含量的变化不明显,而在pH=2的介质中,随着β-环糊精含量的增加,喜树碱的累积释放量和释放速率有了明显的增加.结论:对于致密的聚乙烯醇膜,β-环糊精的键入可能起到了致孔作用,增加了水分子的渗透能力和药物的扩散能力,有助于药物释放,但对于难溶药物,环糊精的增溶性能在约物的促释过程中起重要的作用.     

纳米材料复合人骨髓成骨细胞培养的研究

目的　探讨纳米材料作为组织工程骨基质材料的可行性。方法　分离培养人骨髓间充质干细胞 ,诱导为成骨细胞后作为种子细胞 ,与纳米晶羟基磷灰石胶原材料体外联合培养 ,通过对复合物光镜及扫描电镜观察 ,了解细胞在材料中生长情况。结果　人骨髓间充质干细胞可以诱导为成骨细胞 ,体外复合培养 2周 ,分布于支架材料上的细胞大量分化增殖。结论　纳米晶羟基磷灰石胶原材料是一种构建组织工程骨的较好的支架材料     

不同质量配比壳聚糖/聚乙烯醇复合材料组织工程支架的制备:结构及性能比较

背景:聚乙烯醇具有与人体组织相近的含水量、良好的生物相容性和较高的机械强度,适合作为组织工程基质材料.但如何改善其细胞亲和性,是将其作为组织再生支架材料的关键.目的:制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架,探讨其作为修复人体损伤组织或器官组织工程支架材料的可行性.方法:将固定相对分子质量和醇解度的聚乙烯醇124与固定脱乙酰度的壳聚糖按不同质量配比复合,分别用成膜法、成颗粒法、冷冻干燥法制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架.测定复合膜的透光率、含水率、膨胀率;测定复合颗粒和复合海绵的含水率;并用扫描电镜观察复合支架横截面的形貌.结果与结论:通过改变复合支架中壳聚糖与聚乙烯醇和含量,制备7种不同质量配比的复合支架.成膜法制备的复合支架,其透光率为70%～80%,含水率为121.2%～162.5%,膨胀率为60.3%～133.7%;成颗粒法和冷冻干燥法制备的复合支架,其含水率分别为82.0%～461.2%和280.8%～1939.0%.聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,复合支架的综合性能最好.扫描电镜观察显示,聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,用冷冻干燥法制备的复合支架其内部结构规整,呈蓬松纤维状,有较好的力学性能和较高的含水率.     

新型生物复合材料聚乙烯醇／纳米羟基磷灰石＋聚己二酰己二胺修复关节软骨及软骨下骨缺损的生物力学研究

目的：探讨新型生物复合材料聚乙烯醇／纳米羟基磷灰石＋聚己二酰己二胺（Polyvinyl alcohol hydrogel／nano-hydroxyapatite＋polyamide66，PVA／n-HA＋PA66）修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的生物力学性能。方法：实验于2006-01/2007-05在四川大学华西医院骨科组织工程实验室完成。①通过原位合成技术及冷冻．融合循环方法制备PVA／n-HA＋PA66，并检测材料体外力学性能。②在兔股骨关节面上打孔，包括关节表面软骨和软骨下骨，制成关节软骨缺损的模型。将PVA／n-HA＋PA66复合材料植入兔膝关节，对侧肢体打孔作空白对照组或单纯PVA植入，分别于植入12，24周后行局部组织学切片观察，扫描电镜观察，生物材料体内力学性能测试。结果：36只兔全部进入结果分析。①上层材料在100mm／min拉力状态下，抗拉强度为3．42MPa，下层材料的抗拉强度为6．33MPa。上层材料在3mm／min的压力强度下，抗压强度为3．12MPa。下层材料的抗压强度为5．3MPa。②生物复合材料植入动物体内12，24周，下层材料中有骨组织长入，上层材料与下层材料紧密连接；生物复合材料在5mm／min的冲击强度下，其抗冲击强度在植入12周时已达正常松质骨抗冲击强度。结论：新型生物复合材料PVA／n-HA＋PA66修复兔关节软骨及软骨下骨缺损具有良好的生物力学性能。     

骨髓间充质干细胞在膀胱脱细胞基质上的生长及分化

背景:传统方法多采用平滑肌细胞和移行上皮细胞构建组织工程膀胱,并进行支架材料的双面种植,但由于平滑肌细胞取材培养困难,且体外传代有限,双面种植较为困难.目的:实验拟验证以骨髓间充质干细胞及膀胱脱细胞基质构建组织工程膀胱的可行性.设计:基础实验研究.单位:中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心.材料:实验于2006-03/2007-05在中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心完成.实验室级别为卫生部部属医院开放实验室.1月龄SD大鼠,雌雄不限,体质量80～100g,由中山大学实验动物中心提供.新鲜猪膀胱取自南方医科大学动物实验中心.方法:采用全骨髓培养连续贴壁法体外培养大鼠骨髓间充质干细胞,并应用流式细胞仪检测其表面抗原.采用去污剂洗涤法制备猪膀胱脱细胞基质,并测定其纯度及特性.将第3代骨髓间充质干细胞接种到膀胱脱细胞基质上,以添加25 ng/L血管内皮生长因子(VEGF165)的培养液进行体外、体内复合培养,检测其相容性.体内实验以细胞单独培养为对照,体外实验以未植入细胞的材料为对照,并模拟合适的微环境诱导骨髓间充质干细胞生长分化,分别在4,8周后取出动物体内的复合材料行组织切片检查,并进行免疫组织化学角蛋白染色,检测上皮细胞再生情况.主要观察指标:骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质的生物相容性.结果:①采用全骨髓法成功培养出骨髓间充质干细胞,行流式细胞仪检测细胞表面抗原显示,传代第3代细胞CD29阳性细胞为99.43%.②制备的膀胱脱细胞基质具有良好的生物特性,镜下见均质状态的基质和细丝状的胶原纤维.体内外相容性实验表明骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质具有良好的相容性,细胞生长状态良好.③4周后组织切片检查可见组织中较多炎症细胞浸润,胶原及弹性纤维排列紧密,免疫组织化学角蛋白染色见有薄层、不连续的单层上皮生长,8周后可见组织中已无明显炎症细胞浸润反应,胶原及弹性纤维排列紧密,免疫组织化学角蛋白染色见有薄层、连续的多层上皮生长.结论:骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质具有良好的生物相容性,并且在体内与周围组织有良好的生物相容性,可以作为构建组织工程膀胱的材料.     

切除卵巢后大鼠骨小梁重建组织学特征的电镜观察

背景:骨小梁微构筑在骨质疏松中的变化已引起广泛关注,骨质疏松后骨小梁的节点数减少,游离末端数增加,但机制尚不明确。目的:观察卵巢切除大鼠骨质疏松模型骨小梁重建的电镜变化,分析骨小梁节点数减少而游离末端数增加的原因。设计:随机对照动物实验。单位:北京大学第三医院骨科。材料:实验于1999-09/2000-02在北京大学第三医院动物实验室完成。选用36只3月龄雌性Wistar大鼠,体质量240～280g。采用随机摸球法分为卵巢切除组和对照组,每组18只,分别于术后4,8,12周3个时间点进行观察,每时间点6只。方法:卵巢切除组饲养1周后双侧卵巢切除。对照组不切除卵巢。于术后4,8,12周采用扫描电镜观察胫骨近干骺端骨小梁各区形态结构的变化;采用透射电镜对术后12周胫骨近干骺端骨小梁表面破骨细胞、成骨细胞及细胞器的结构变化进行观察。主要观察指标:①通过电镜对骨小梁微构筑的分区观察分析去卵巢后骨的重建过程。②观察骨小梁的形态结构变化。结果:①扫描电镜显示:骨小梁骨重建活动分布于骨小梁微构筑各个部位,但以St,Nd-St区最显著;卵巢切除后骨小梁穿孔、断裂多见于水平骨小梁,骨小梁网状结构4周时完整,第8周和第12周后逐渐被破坏,12周最严重;卵巢切除后骨小梁表面的胶原纤维逐渐变得杂乱、稀薄。②透射电镜显示:卵巢切除后12周大鼠胫骨破骨细胞的形态结构观察发现,功能活跃的破骨细胞较多见。破骨细胞对骨质进行吸收时,紧紧贴附于骨质表面,将指状突起伸向骨质深处,指状突起形状、大小相差悬殊。指状突起周围可见透亮区。破骨细胞多核,胞浆丰富,胞浆内含有发达的高尔基复合体、滑面内质网和大量的线粒体。细胞体内见大小不等、电子密度不均的溶酶体包含物。成骨细胞少见,胞体边缘不光滑,周围出砚骨陷窝轮廓。结论:卵巢切除后骨小梁St,Nd-St区骨重建最活跃,这可能是骨质疏松时骨小梁节点数减少而游离末端数增加的原因。     

去除移植免疫反应抗原成分脱细胞天然骨基质的制备

背景：同种异体骨来源广泛,便于大量加工贮存,如能去除其免疫排斥反应用于骨支架修复骨缺损,将很好地解决骨源问题,但目前去除免疫排斥的方法不尽理想。目的：运用低渗-脱细胞联合过氧化氢去除骨基质中引起免疫排斥反应的抗原成分。方法：将SD大鼠股骨经低渗-脱细胞、过氧化氢处理制备天然脱细胞基质,再通过苏木精-伊红和甲苯胺蓝染色、扫描电镜与透射电镜观察、有机成分分析、洗脱剂残留量测定和移植免疫分析方法评估处理效果,并与新鲜大鼠股骨标本作比较。结果与结论：组织学观察可见处理后的脱细胞骨基质中胶原纤维排列规则,骨陷窝空虚,未见细胞,纤维连接蛋白和层粘连蛋白多存留在骨陷窝周边部。扫描电镜观察见处理后的骨基质板层连接疏松,板层之间出现大量孔隙;透射电镜见骨陷窝区已无高密度影;高效液相色谱仪检测TritonX-100在脱细胞骨基质中几无残留。光镜及扫描电镜均可见新鲜骨中有大量细胞成分。淋巴细胞刺激实验表明新鲜骨引起的免疫排斥反应明显强于脱细胞骨基质（P 〈 0.01）。说明联合应用低渗-脱细胞和过氧化氢处理基质的方法去除免疫排斥反应较为理想。     

人去表皮真皮细胞活性及组织结构特征(英文)

背景:研究证实,去表皮的真皮可以作为真皮替代物,在其上接种角质形成细胞后形成表皮结构.但有关真皮替代物细胞生物活性、组织结构特点及基底膜成分分析的研究报道较少.目的:观察人去表皮真皮细胞活性及组织结构特征.方法:将健康成人皮瓣用56℃PBS溶液处理以去除表皮,用液氮连续冻融处理去除真皮中细胞成分,获得去表皮真皮.以组织块培养法观察去表皮真皮细胞活性.以苏木精染色检测去表皮真皮细胞核,以波形蛋白免疫组化检测去表皮真皮成纤维细胞成分.以PAS染色及Ⅳ型胶原免疫组化检测基底膜及其成分.以VG染色检测去表皮真皮胶原纤维,Weigert染色检测弹力纤维,VG与Weigert双染色检测胶原纤维及弹力纤维,透射及扫描电镜观察去表皮真皮超微结构.结果与结论;用组织块培养方法培养的去表皮真皮2周无细胞生长.苏木精-伊红染色显示去表皮真皮中无细胞核、波形蛋白免疫组化显示去表皮真皮中无波形蛋白表达.VG染色显示去表皮真皮胶原纤维染成玫瑰红色,Weigert染色显示去表皮真皮弹力纤维染成紫黑色,双染色进一步显示胶原纤维与弹力纤维均匀排列.去表皮真皮表面及附属器残留部位PAS反应强阳性,Ⅳ型胶原表达明显.透射及扫描电镜下观察到去表皮真皮中胶原,弹力纤维交错排列,间有孔隙,相互交织成网.去表皮真皮无活细胞成分,真皮基质表面及附属器管腔壁仍保留糖原、Ⅳ型胶原等基底膜成分,真皮基质中富含胶原及弹力纤维,是一种类似在体真皮的三维胶原基质.