等离子体处理胶原锚定PLGA/脱细胞骨基质骨软骨双层支架材料的制备和评估

目的:分别以胶原锚定方法修饰的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)为组织工程软骨支架材料,以脱细胞骨基质为组织工程骨支架材料,将二者结合制备出结合良好的组织工程骨软骨双层支架,并观察结构特征,以评估其作为组织工程化骨软骨复合体支架材料的可行性。方法:实验于2006-02/2007-02在解放军总医院骨科研究所完成。①支架的制备:以犬新鲜松质骨为原料,制备脱细胞骨基质作为骨支架材料;将脱细胞骨基质浸于盛有PLGA溶液的模具中,采用固-液相分离法结合致孔剂溶出法制备出多孔的PLGA/脱细胞骨基质双层支架,然后对PLGA支架部分进行等离子体处理和Ⅰ型胶原锚定修饰。得到的新型组织工程骨软骨双层支架的上层为多孔PLGA,下层为脱细胞骨基质。②支架的特征观察:对支架行扫描电镜检测,并采用乙醇置换法测定PLGA层孔隙率,采用北京亚林公司提供的扫描电镜图像分析系统测定PLGA层支架的平均孔径。结果:扫描电镜显示双层支架的PLGA部分具有良好的孔隙贯通结构,孔径为(211±33)μm,孔隙率为(95.0±1.5)%;脱细胞骨基质骨支架部分具有天然骨的孔径和空隙率;PLGA材料渗入骨支架部分,双层支架结合良好。结论:等离子体处理后胶原锚定修饰的PLGA/脱细胞骨基质双层支架具有良好的结构和孔隙率,结合良好,可作为支架载体应用于组织工程骨软骨复合体的构建。     

反复冻融配合超声振荡洗涤制备猪脱细胞真皮基质

目的:改进猪脱细胞真皮基质制备方法,并与传统制备方法进行比较,为临床大面积烧伤患者治疗提供更安全、更廉价的异体皮源。方法:实验于2003-10/2007-03在北京积水潭医院烧伤研究所完成。①实验材料:实验动物为3月龄清洁中华香猪,由北京积水潭医院动物室提供。实验符合动物伦理学标准。②实验方法:取25kg实验室环境养殖的健康中华香猪,麻醉处死去毛后取躯干部位全层皮肤,仔细剃除毛发,去除脂肪。采用反复冻融,配合超声振荡和化学去污剂处理的复合方法,获得脱细胞猪真皮基质。③实验评估:利用常规病理检查和电子显微镜检查其有无明显细胞碎片残留,测试其机械强度、亲水性和细胞毒性,通过动物埋藏实验确定其组织相容性,并以戊二醛交联的脱细胞异体皮,戊二醛交联的脱细胞猪皮,以及新鲜人皮作对照,结果:①常规病理检查可见真皮结构完整,无明显破坏;上皮细胞清除彻底,无明显细胞碎片残留,电子显微镜检查见脱细胞猪皮的胶原结构完整,未发现破坏痕迹,无明显细胞残留。②各组中脱细胞猪皮基质的极限应力强度和新鲜人皮接近,无明显统计学差别(P>0.05);戊二醛交联的脱细胞猪皮强度最低,戊二醛交联的脱细胞异体皮的强度最高,且与新鲜人皮相比也有明显统计学差别(P<0.01)。③戊二醛交联的脱细胞异体皮亲水性最强,其余三者相似。④脱细胞猪皮基质浸提液中细胞生长旺盛,7d后脱细胞猪皮基质两次测试相对增殖度值分别为:182,169。按照6级分级标准,脱细胞猪皮基质毒性级别为0级,在国家标准允许范围内。⑤脱细胞猪皮基质植入1,3周,边界不清,炎性反应与吸收均不明显,新生血管与成纤维细胞长入,植入12周,植入物与组织融为一体,新生血管与成纤维细胞填充真皮支架。结论:所制备的猪脱细胞真皮基质产品真皮基质完整,细胞毒性低,物理性能与人皮接近。     

不同细胞浓度种植于脱细胞血管基质上的细胞生长方式

背景：对于组织工程血管而言,如何在平滑肌细胞层上成功获得致密的内皮细胞层是最为关键的。目的：探索不同细胞种植浓度对构建全生物化组织工程血管的影响。方法：先将不同浓度（5×105,5×107L-1）猪血管平滑肌细胞种植在猪脱细胞血管基质上,培养3d后再将不同浓度（5×105,5×107L-1）内皮祖细胞接种在平滑肌细胞-血管基质复合体上,构建片状全生物化组织工程材料。结果与结论：高浓度与低浓度平滑肌细胞在脱细胞血管基质上的细胞生长曲线相似,并且种植在孔板上和在脱细胞基质上的生长曲线亦相似,但低浓度组增殖较慢,覆盖率较低。细胞覆盖率由高到低的顺序为：高浓度内皮祖细胞＋含高浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉高浓度内皮祖细胞＋含低浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉低浓度内皮祖细胞＋含高浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉低浓度内皮祖细胞＋含低浓度平滑肌细胞的脱细胞基质,且高浓度内皮祖细胞在脱细胞基质上可形成较为致密的细胞层,呈现出铺路石样生长方式。说明提高细胞接种浓度有利于其在材料表面快速形成致密的细胞层。     

聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖复合人工硬脊膜的生物相容性

背景：聚乳酸-聚乙醇酸共聚物（poly-D,L-lactic-co-glycolic acid,PLGA）具有可吸收、细胞毒性小及硬度可调性的特点,符合作为人工硬脊膜材料的基本条件。但由于PLGA的表面缺乏功能性基团,生物相容性难以达到满意的要求。目的：通过加入Ⅰ型胶原和壳聚糖对PLGA进行表面改性,观察其作为人工硬脊膜材料的生物相容性。设计、时间及地点：对比观察实验,于2007-05/12在上海中医药大学生化与分子生物学实验室完成。材料：多孔PLGA膜由济南岱罡生物科技有限公司提供,Ⅰ型胶原蛋白由美国Sigma公司提供,壳聚糖由上海其胜生物制剂医疗器械公司提供,L929小鼠成纤维细胞由中国科学院上海生命科学院细胞所提供。方法：制作多孔PLGA膜、PLGA/Ⅰ型胶原复合膜（简称PG膜）、PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（9∶1）复合膜（简称PGC9∶1膜）、PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（5∶5）复合膜（简称PGC5∶5膜）。主要观察指标：各膜接触角、吸水率测定。L929小鼠成纤维细胞体外培养1,3,7d后纤维镜下观察细胞形态变化,并采用MTT法测定细胞毒性。结果：接触角分别为：PG膜0.05）。第3,7天,多孔PLGA膜与PG膜、PGC9∶1膜各组间,PGC9∶1膜与PGC5∶5膜组间差异有显著性意义（P〈0.05）。PGC9∶1膜可进一步改善复合膜的细胞黏附及增殖,PGC5∶5膜可抑制细胞增殖与分化。结论：PLGA膜的表面复合Ⅰ型胶原和壳聚糖可提高复合膜的生物相容性;PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（9∶1）复合膜在生物相容性方面基本符合人工硬脊膜的材料要求。     

应用猪主动脉脱细胞基质制备新型组织工程血管支架：生物相容性及力学性能评价（英文）

背景：组织工程血管构建的关键依赖于理想的支架。猪血管作为组织工程血管构建材料已有广泛应用,但其较高的免疫原性及较差的力学强度限制了该材料作为组织工程支架的应用。目的：应用猪主动脉脱细胞基质制备一种新的具有良好机械性能及生物相容性的组织工程血管支架。方法：对猪主动脉进行脱细胞处理和热交联改性制备脱细胞血管基质支架,采用苏木精-伊红染色及生物力学分析评估其脱细胞效果及血管基质的力学性能。将人脐静脉血管内皮细胞接种于脱细胞血管基质支架中进行体外培养,评估其生物相容性。结果与结论：用1%的TritonX-100溶液处理猪主动脉84h可完全脱除血管细胞,同时不破坏血管基质结构;经真空下120℃热交联处理12h,脱细胞基质的拉伸断裂强度得到明显提高,达到1.70MPa。在该改性血管基质支架上接种人脐带静脉内皮细胞体外培养7d,扫描电镜显示内皮细胞呈现典型的血管内皮层状结构。表明猪主动脉经过脱细胞处理能够维持血管基质完整,冷冻干燥和真空热交联处理可有效提高其拉伸强度,且对血管内皮细胞具有良好的相容性。     

NaOH消蚀法制备脱细胞真皮基质修补腹壁疝

背景：与其他疝修补材料相比,脱细胞真皮基质具有易血管化、抗感染、从而可用替代传统补片用于感染腹壁缺损重建等特点。目的：观察NaOH消蚀法制备的脱细胞真皮基质作为修补材料应用于腹疝的应用价值。方法：以全厚猪皮制成脱细胞真皮基质,45只SD雄性大鼠制备腹壁疝模型,随机数字表法分为腹壁疝组：直接缝合皮肤,Marlex网组和脱细胞真皮基质组：分别应用大小为3.5cm×4.0cm的Marlex网和脱细胞真皮基质缝合皮肤;观察修复后1周时有无腹壁疝发生,脱细胞真皮基质组修复后1,2,3,5,10周分别取材,其中每周各组取4只用于苏木精-伊红染色,光镜观察。修复后第5周Marlex网组和脱细胞真皮基质组各取6只用于抗张力试验。结果与结论：术后1周脱细胞真皮基质组与Marlex网组腹壁疝发生率均显著低于腹壁疝组（P〈0.001）。脱细胞真皮基质的胶原纤维无明显变化,即有少量成纤维细胞植入,术后2周可见新生血管,术后5周脱细胞真皮基质内部血管密度基本稳定。将单独脱细胞真皮基质片与Marlex网行抗张力试验,Marlex网的抗张力显著高于脱细胞真皮基质（P〈0.001）。但植入体内5周后,脱细胞真皮基质筋膜组织的抗张力高于Marlex-筋膜组织（P〈0.05）。提示复合消蚀制备的脱细胞真皮基质可以作为良好的疝修补材料。     

胰蛋白酶法和TrilonX-100法脱猪软骨细胞的比较

背景：作为修复软骨缺损的一种材料，脱细胞软骨基质已受到越来越多研究者的关注，但是制备脱细胞软骨基质的两种主要方法其脱细胞效果孰优孰劣尚不清楚。目的：对比胰蛋白酶法和TritonX-100法脱猪关节软骨细胞的效果。设计、时间及地点：对比观察，于2008—03／07在山西医科大学第!=医院骨科中心实验室完成。材料：新鲜猪膝、髋关节软骨市场卜购得。方法：选取新鲜猪关节软骨片分别置入2．5g／L胰酶溶液和2．5g／LTritonX-100溶液中脱细胞处理，并以未经处理的新鲜软骨片作对照。主要观察指标：①大体观察脱细胞后关节软骨的外观形态。②免疫组织化学染色及扫描电镜下观察两种脱细胞方式对细胞外基质胶原的影响。③每组随机选取10片软骨片进行加载、卸载试验和拉断试验，测定断裂强度和断裂拉伸率。结果：①经过两种方法脱细胞后，软骨脱细胞基质在外观上与未脱细胞软骨差别甚微，只是颜色较软骨略白，触摸较未脱细胞摹质柔软。②免疫组织化学染色及扫描电镜可见，胰酶法和TritonX-100法均彻底脱去了关节软骨上的细胞成分，胰酶法观察到胶原排列有序，纹理清晰，可见胰酶在脱细胞的同时对细胞外基质没有明显的破坏：TritonX-100法观察到胶原仍比较多，但纹理结构有些紊乱，可能是TritonX-100法脱细胞对细胞外基质进行了破坏。③新鲜关节软骨组、胰酶组和TritonX-100组断裂强度和断裂拉伸率相比，差异均无显著性意义。结论：两种方法均彻底脱去了关节软骨上的细胞成分，脱胰酶法脱猪关节软骨细胞的方法作用时间较短，胶原保存好，且成本较低。TritonX-100法脱细胞步骤较多，时间较长，对胶原结构有轻微的破坏，但对软骨的力学性能没有显著影响。     

肝素抗凝材料联合血管束植入修复骨缺损的血管化*

背景:前期研究显示肝素-壳聚糖脱细胞骨基质材料植入骨缺损受区后,材料内部血液供应明显改善,将血管束植入大体积抗凝材料能否促进骨缺损处血液灌注和血管化进程?目的:观察局部抗凝的肝素-壳聚糖脱细胞骨基质材料联合血管束植入对骨缺损修复早期血液灌注及血管化的影响.方法:取25只健康新西兰大白兔制作双侧桡骨中段20 mm长骨缺损模型,右侧植入局部抗凝的肝素-壳聚糖脱细胞骨基质材料联合自体血管束(实验组),左侧植入脱细胞骨基质材料联合自体血管束(对照组),术后1,3,7,14,28 d行CT灌注成像及组织学观察.结果与结论:术后1 d开始,实验组血容量、血流量显著高于对照组(P <0.05),且实验组材料中心部位有明显血液灌注,对照组植入物周围有血液渗透,此种趋势持续到术后28 d.术后1 d,实验组复合材料中有大量红细胞和有核细胞,对照组以渗透液体为主,偶见细胞;术后3-7 d,实验组复合材料网孔中有血管形成,之后逐渐增多,对照组见植入血管血栓形成、管腔闭塞,周围组织纤维化包裹,实验组各时间点材料内部血管数高于对照组(P <0.05).提示局部抗凝的肝素-壳聚糖脱细胞骨基质材料可促进血管束植入后材料内部的血液灌注和早期血管化进程.     

胰蛋白酶法和Trilon X-100法脱猪软骨细胞的比较

背景:作为修复软骨缺损的一种材料,脱细胞软骨基质已受到越来越多研究者的关注,但是制备脱细胞软骨基质的两种主要背景:作为修复软骨缺损的一种材料,脱细胞软骨基质已受到越来越多研究者的关注,但是制备脱细胞软骨基质的两种主要方法其脱细胞效果孰优孰劣尚不清楚.目的:对比胰蛋白酶法和Triton X-100法脱猪关节软骨细胞的效果.设计、时间及地点:对比观察,于2008-03/07在山西医科大学第二医院骨科中心实验室完成.材料:新鲜猪膝、髋关节软骨市场上购得.方法;选取新鲜猪关节软骨片分别置入2.5g/L胰酶溶液和2.5 g/L Triton X-100溶液中脱细胞处理,并以未经处理的新鲜软骨片作对照.主要观察指标:①大体观察脱细胞后关节软骨的外观形态.②免疫组织化学染色及扫描电镜下观察两种脱细胞方式对细胞外基质胶原的影响.③每组随机选取10片软骨片进行加载、卸载试验和拉断试验,测定断裂强度和断裂拉伸率.结果:①经过两种方法脱细胞后,软骨脱细胞基质在外观上与未脱细胞软骨差别甚微,只是颜色较软骨略白,触摸较未脱细胞基质柔软.②免疫组织化学染色及扫描电镜可见,胰酶法和Triton X-100法均彻底脱去了关节软骨上的细胞成分,胰酶法观察到胶原排列有序,纹理清晰,可见胰酶在脱细胞的同时对细胞外基质没有明显的破坏;Triton X-100法观察到胶原仍比较多,但纹理结构有些紊乱,可能是Triton X-100法脱细胞对细胞外基质进行了破坏.③新鲜关节软骨组、胰酶组和Triton X-100组断裂强度和断裂拉伸率相比,差异均无显著性意义.结论:两种方法均彻底脱去了关节软骨上的细胞成分,脱胰酶法脱猪关节软骨细胞的方法作用时间较短,胶原保存好,且成本较低.Triton X-100法脱细胞步骤较多,时间较长,对胶原结构有轻微的破坏,但对软骨的力学性能没有显著影响.     

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。     

聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜在兔脊髓损伤模型中的应用

背景:自体组织、异体组织、动物来源的硬脊膜替代材料都难达到降低脊髓损伤后致残率与致死率的修复结果.目的:观察聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜修复大白兔脊髓损伤的疗效.方法:70 新西兰大白兔随机分为4 组:假手术组(n=10):单纯切除椎板,不损伤脊髓;模型组(n=20):脊髓损伤硬脊膜缺损后未进行修复;壳聚糖组(n=20):脊髓损伤硬脊膜缺损处植入壳聚糖人工硬脊膜;复合膜组(n=20):脊髓损伤硬脊膜缺损处植入聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工复合膜.结果与结论:脊髓损伤24 h 后,壳聚糖组和复合膜组运动功能评分均明显高于模型组(P<0.01),复合膜组运动功能评分高于壳聚糖组(P<0.05).脊髓损伤之后潜伏期均有明显延长,模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期明显高于假手术组,在6 h 各组潜伏期有明显增加,在24 h 左右到达高峰,而后开始逐渐下降,脊髓损伤2 d 后模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期差异无显著性意义.各组细胞凋亡率均大于假手术组(P<0.05),损伤后6,24 h 壳聚糖组和复合膜组细胞凋亡率均明显低于模型组(P<0.05).结果提示在大白兔脊髓损伤模型中应用聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜有利于脊髓损伤恢复.     

聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜在兔脊髓损伤模型中的应用

背景：自体组织、异体组织、动物来源的硬脊膜替代材料都难达到降低脊髓损伤后致残率与致死率的修复结果。目的：观察聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜修复大白兔脊髓损伤的疗效。方法：70新西兰大白兔随机分为4组：假手术组（n=10）：单纯切除椎板,不损伤脊髓;模型组（n=20）：脊髓损伤硬脊膜缺损后未进行修复;壳聚糖组（n=20）：脊髓损伤硬脊膜缺损处植入壳聚糖人工硬脊膜;复合膜组（n=20）：脊髓损伤硬脊膜缺损处植入聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工复合膜。结果与结论：脊髓损伤24h后,壳聚糖组和复合膜组运动功能评分均明显高于模型组（P〈0.01）,复合膜组运动功能评分高于壳聚糖组（P〈0.05）。脊髓损伤之后潜伏期均有明显延长,模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期明显高于假手术组,在6h各组潜伏期有明显增加,在24h左右到达高峰,而后开始逐渐下降,脊髓损伤2d后模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期差异无显著性意义。各组细胞凋亡率均大于假手术组（P〈0.05）,损伤后6,24h壳聚糖组和复合膜组细胞凋亡率均明显低于模型组（P〈0.05）。结果提示在大白兔脊髓损伤模型中应用聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜有利于脊髓损伤恢复。     

海马神经干细胞与胶原蛋白海绵及明胶海绵的生物相容性

背景:在应用组织工程修复周围神经的研究中,载体的选择至关重要。理想的载体应与细胞外基质类似,与活体细胞有良好的生物相容性。目的:评价豚鼠海马神经干细胞与胶原蛋白海绵和明胶海绵的生物相容性,探讨它们作为周围神经组织工程载体材料的可行性。设计:随机对照实验。单位:郑州大学第一附属医院耳鼻咽喉科,郑州大学基础医学院解剖教研室。材料:实验于2005-07/2005-12在郑州大学基础医学院解剖教研室神经生物学研究室完成。健康新生(<24h)杂色豚鼠12只,清洁级,雌雄不限,体质量50-70g,由郑州大学医学院实验动物中心提供。方法:新生(<24h)豚鼠,10g/L水合氯醛腹腔麻醉,体积分数为0.75乙醇消毒,无菌操作分离出海马组织。体外无血清培养海马神经干细胞,传至第2代,将浓度调整为1×1010L-1后分别与胶原蛋白海绵、明胶海绵联合体外培养,一周后取材,进行细胞计数,倒置相差显微镜及扫描电镜观察,并测定两种材料与细胞的吸附率。主要观察指标:①观察神经干细胞在胶原蛋白海绵和明胶海绵上的生长、黏附情况,并测定其细胞总数与载体材料的吸附率。②免疫细胞化学染色分化细胞形态观察。结果:①神经干细胞可以在胶原蛋白海绵和明胶海绵上生长,逐渐黏附,胶原蛋白海绵细胞吸附率高于明胶海绵(37.17%和14.87%,χ2=4.819,P<0.05)。②对照组、胶原蛋白海绵组、明胶海绵组细胞总数差异无显著性犤(53.17±3.5)×104,(53.25±2.6)×104,(52.04±4.05)×104,F=0.233,P>0.05犦。结论:胶原蛋白及明胶两种材料,尤其是胶原蛋白,具有良好的神经干细胞相容性,可以作为周围神经组织工程的支架材料应用于临床。     

水溶性壳聚糖对体外培养成纤维细胞生长及表型的影响

背景:研究表明壳聚糖可间接促进成纤维细胞的增生和胶原的合成。利用壳聚糖和特定的成纤维细胞一起构建肌腱损伤修复的组织工程材料,以期在促进损伤修复的同时防止粘连。目的:观察水溶性壳聚糖对3T3TK成纤维细胞生长及表型的影响。设计:观察对照实验。单位:九江学院医学院。材料:3T3TK成纤维细胞由中国科学院细胞库提供。水溶性壳聚糖(规格:60目、30CPS,济南海得贝海洋生物工程有限公司),DMEM(低糖)(美国GIBCO公司),胎牛血清(杭州四季青生物工程研究所),青霉素、链霉素(美国Biosharp公司),胰蛋白酶(北京博大泰克生物基因技术有限责任公司)。方法:实验于2004-11/2006-04在九江学院医学科研中心的系统生物学临床应用实验室(江西省高校重点实验室)完成。①常规培养3T3TK成纤维细胞至对数生长期,制成单细胞悬液,接种96孔板,共设5组,每组5孔,共25孔,每孔加细胞悬液200μL,培养24h后弃上清,前4组各孔分别加入含不同浓度壳聚糖的DMEM培养液200μL,壳聚糖终浓度分别为1,0.1,0.01,0.001g/L,第5组为阴性对照组,加不含壳聚糖的DMEM培养液,采用CellTilter-GloTM细胞活力测试盒检测不同浓度壳聚糖对成纤维细胞活力的影响。②常规培养细胞至对数生长期,制成单细胞悬液,接种24孔板,共设4组,前3组每孔分别加入含1,0.1,0.01g/L壳聚糖的DMEM培养液1mL,第4组为阴性对照组。采用羟脯氨酸、碱性磷酸酶试剂盒分别检测细胞培养上清液的胶原与碱性磷酸酶的含量。主要观察指标:①水溶性壳聚糖对体外培养成纤维细胞活力影响。②细胞培养上清液的胶原与碱性磷酸酶的含量。结果:①细胞活力检测结果:不同浓度壳聚糖组与阴性对照组相比,细胞活力差异均无统计学意义(P>0.05)。②细胞培养上清液的胶原与碱性磷酸酶的含量:1g/L和0.1g/L浓度壳聚糖组细胞培养上清液中的羟脯氨酸含量分别为(7.598±0.770),(8.366±0.308)mg/L,高于阴性对照组[(11.269±0.707)mg/L,P<0.01];胶原含量分别为(56.703±5.748),(62.437±2.301)mg/L,低于阴性对照组[(84.099±5.280)mg/L,P<0.01]。,随壳聚糖浓度的上升,胶原含量下降,呈剂量依赖。与阴性对照组相比,各浓度壳聚糖组细胞培养上清液中碱性磷酸酶活性均无显著差异(P>0.05)。结论:水溶性壳聚糖并不明显抑制3T3TK成纤维细胞的活力,但能使其分泌胶原的量显著减少,提示壳聚糖具有作为肌腱修复的组织工程材料,并抑制肌腱修复中粘连形成的潜力。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景:目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的:制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法:制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论:壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P<0.05),而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P>0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

Segmental composite porous scaffolds with either osteogenesis or anti‐bone resorption properties tested in a rabbit ulna defect model

A functional biomaterial with a therapeutic effect is desirable as an adjuvant therapy to enhance bone formation and prevent local recurrence of bone tumours, especially when the resection margins are not identifiable. In this study, novel composite materials were developed with dual properties of osteopromotion and bone resorption to mimic the tumour inhibition effect, including water‐soluble phosphorylated chitosan (P‐chitosan) for increasing osteoblasts activity and disodium (1 → 4)‐2‐deoxy‐2‐sulphoamino‐β‐d ‐glucopyranuronan (S‐chitosan) for inhibiting bone resorption activity. First, P‐chitosan and S‐chitosan were respectively incorporated into two kinds of PLGA/TCP‐based scaffold, i.e. PLGA–TCP–P‐chitosan (P/T/P‐chitosan) and PLGA–TCP–S‐chitosan (P/T/S‐chitosan) scaffolds. We subsequently tested combined scaffolds of PLGA–TCP–P–S–P‐chitosan (P/T/PSP‐chitosan) made of P/T/P‐chitosan and P/T/S‐chitosan to assess their integral effect, on enhancement of bone formation with P/T/P‐chitosan and inhibition of tissue regeneration with P/T/S‐chitosan, in an established rabbit ulnar bone defect model to imitate bone resection post‐bone tumour. To compare bone healing in the defects, the P/T/P‐chitosan group was regarded as a bone formation enhancement group, while the P/T group served as a control. Bone mineral density (BMD) in the P/T/P‐chitosan and P/T/PSP‐chitosan groups were found to be significantly higher than those in the P/T group, while that in the P/T/P‐chitosan group was greater than that in the P/T/PSP‐chitosan group (p < 0.05). These findings demonstrated that P/T/PSP‐chitosan scaffolds possessed more osteogenic potential than the P/T scaffold but less osteogenic effect than the P/T/P‐chitosan scaffold, as the S‐chitosan component inhibited the activities of osteoblasts for bone formation. These findings implied a dual function of the designed P/T/PSP‐chitosan for further preclinical validation and potential applications in the prevention of local recurrence and for enhancing bone repair after bone tumour resection. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

组织工程神经支架材料的临床应用

背景：神经损伤后没有自我修复的能力,因此,神经组织工程支架材料应用于神经修复、促进神经再生成为研究的热点。目的：分析目前常用的神经组织工程支架材料的应用范围及效果。方法：分别对胶原、壳聚糖、凝胶以及透明质酸与人工合成材料形成的聚合物用于神经损伤修复进行动物模型分析,应用免疫染色、生化检测等方法观察评估再生神经的结构和生理功能,确定不同神经组织工程支架材料的应用效果。结果与结论：神经组织工程支架材料胶原、壳聚糖、凝胶、透明质酸以及人工合成材料均可以通过不同的方式用于损伤神经的再生修复,既可以联合细胞进行生物聚合,也可以联合神经片段移植形成损伤神经桥状联接导管,应用于动物模型实验均显示较好的治疗效果。     

壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸组织工程化神经植入犬体内的慢性生物相容性

背景:2个月以内短期生物相容性实验显示,壳聚糖、聚乳酸和聚羟基乙酸对大鼠外周神经均无毒性,可作为组织工程化神经材料。目的:评价壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸组织工程化神经植入Beagle犬体内6个月后的慢性生物相容性。方法:在壳聚糖神经导管中插入聚乳酸羟基乙酸纤维制备成组织工程化神经,移植桥接Beagle犬坐骨神经50mm缺损,同时以Beagle犬50mm自体神经移植作为对照组。结果与结论:植入壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸组织工程化神经6个月后,Beagle犬精神、食欲、活动等一般情况良好,体质量增加与对照组相当;植入后2,4,6个月血液学和血清生化检测结果与对照组无明显差异;再生神经及其周边组织未出现变性、坏死,心、肝、脾、肺、肾等主要脏器大体解剖和组织切片未见异常。表明壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸组织工程化神经植入Beagle犬体内6个月后慢性生物相容性良好。     

股骨颈自锁钉板系统的研制及其生物力学结构测试

背景应用于股骨颈骨折的内固定器材种类繁多,但均存在较多的生物力学缺陷.目的研制应用于股骨颈骨折的新型内固定器械并了解其生物力学特性.设计随机对照的开放性实验.地点和对象在第一军医大学生物力学重点实验室进行,12具新鲜人尸体股骨干标本为测试材料.干预根据股骨颈骨折的病理和生物力学特点,设计由主钉,辅钉,自锁钢板组成的钉板系统(self-locking screw plate system,SLSP).分4组进行生物力学比较测试①SLSP.②3枚空心加压钉(three compressive screws,TCS).③Hansson钉(Hansson pin,HP).④动力髋螺钉(Dynamic hip screw,DHS).主要观察指标不同组内固定后股骨头的下沉位移(刚度)、水平位移(刚度)以及抗扭转强度和极限载荷.结果上述4组固定在600 N纵向载荷时的下沉位移分别为(4.25±0.20),(5.58±0.41),(5 87±0.35),(6.40±0.43)mm.水平位移分别为(1.78±0.25),(2.41±0 04),(2.42±0.25),(2.79±0.31)mm.SLSP与各组之间均存在统计学差异(P＜0.01).取等量扭矩1 N·m时的扭角比较,SLSP组的扭角分别较TCS组、HP组和DHS组小15%,35%和43%,差异有显著性意义(F=96.7,P＜0.01).SLSP的极限载荷和位移分别为(3 830±66)N和(7.49±1.2)mm,其极限载荷明显高于其他3组.结论采用SLSP系统进行股骨颈骨折内固定后,股骨头在下沉位移(刚度)、水平位移(刚度)以及抗扭转强度和极限载荷均高于其他3种固定形式.股骨颈自锁钉板系统通过自锁机制将钢板和螺钉两者有机地结合在一起,在股骨颈内构成稳定的力学结构,能有效地对抗股骨颈骨折后的有害应力.