不同交联密度甲基丙烯酰酯明胶/脱细胞半月板细胞外基质复合水凝胶的性能

文题释义：脱细胞半月板细胞外基质：由新鲜半月板组织通过湿法差速离心方法脱细胞制备而来,在去除了异体半月板的免疫原性的同时,仍保留了组织的大部分成分和组织本身的生物学性能,例如影响细胞的活性、调控细胞的增殖和分化、促进组织再生和修复等。 甲基丙烯酰酯明胶：是一种明胶的衍生物,由甲基丙烯酸酐与明胶合成而来。在加入光引发剂的基础上经紫外线照射,明胶链上的甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯侧基聚合形成聚合物链,聚合物链交错纵横,最终形成网状结构。 交联密度：通常用来表征交联聚合物里交联键的数量,主要受交联时间和交联光强度的影响,其可明显改变聚合物链的形成情况。 背景：交联后的聚合物链对水凝胶的基本性质和细胞相容性存在显著影响,而交联密度可明显改变聚合物链的形成情况,有关交联密度对水凝胶性能影响的针对性研究较少。 目的：制备一种细胞相容良好性的复合水凝胶,探究交联密度对该水凝胶性能的影响。 方法：配制甲基丙烯酰酯明胶溶液,然后加入脱细胞半月板细胞外基质溶液与LAP溶液,制备预凝胶溶液,采用蓝光对溶液进行交联,交联时间分别为10,30,60 s,检测3种水凝胶的压缩弹性模量、溶胀倍率与降解性能。将半月板纤维软骨细胞加入预凝胶溶液中,采用蓝光对溶液进行交联,交联时间分别为10,30,60 s,检测培养对应时间的细胞活性、形态与聚集。 结果与结论：①交联60 s水凝胶的压缩模明显高于交联10,30 s的水凝胶(P < 0.05);②交联10 s水凝胶的溶胀倍率明显高于交联30,60 s的水凝胶(P < 0.05),交联30,60 s的水凝胶的溶胀倍率比较差异无显著性意义(P > 0.05);③随着交联时间的延长,水凝胶的降解时间延长,交联60 s的水凝胶需要80 min完全降解,交联10 s的水凝胶50 min就可以完全降解;④培养24 h后,3组水凝胶中的细胞活性均在95%以上,各组之间无差异(P > 0.05);⑤培养1 d时,3组水凝胶中的细胞均呈球形且均匀分布;4 d时,3组细胞均开始伸展,交联10 s水凝胶中有较小的细胞团;7 d时,3组细胞树突状伸展更为明显,其中交联10 s水凝胶中形成了较为明显的细胞团;⑥培养1,7,14 d时,交联10 s水凝胶中的细胞活性均在85%以上。培养1 d时,交联10 s水凝胶中的细胞呈球形分布,且分布均匀;培养28 d时,细胞呈树突状伸展,并聚集形成网状结构;⑦结果表明,甲基丙烯酰酯明胶/脱细胞半月板细胞外基质复合水凝胶的性能可通过调整交联密度进行优化。 ORCID: 0000-0002-3606-1097(周建) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

超临界二氧化碳萃取的猪松质骨

背景:近年来国外使用超临界流体进行生物材料处理的研究较多,但是超临界流体应用于骨组织清洗的研究少见,国内相关报道更少。目的:评估超临界二氧化碳萃取技术处理猪股骨松质骨的有效性及对骨生物学性能的影响。方法:分别制备超临界二氧化碳萃取前(对照组)及萃取后猪股骨骨块(实验组),检测两组骨密度、微观结构、最大抗压强度、弹性模量、骨组织组成成分、胶原含量与组织学分析。将骨髓间充质干细胞分别接种于两组骨块上,培养1 d后,扫描电镜观察材料骨小梁微孔结构及骨材料-细胞复合物中细胞黏附及生长情况。将两组骨块分别植入SD大鼠皮下,术后1,2,4周组织学观察皮下包埋炎症反应。动物实验方案已经解放军总医院伦理委员会批准。结果与结论:①两组材料孔径大小、骨密度、最大抗压强度、弹性模量、胶原含量比较差异均无显著性意义(P>0.05);②扫描电镜显示,对照组材料孔隙连通欠佳,有软组织残留;实验组材料孔隙相互连通、结构完整;③傅里叶红外光谱及X射线衍射分析显示,两组骨组织材料具有相似的吸收峰及衍射峰,热重分析显示超临界二氧化碳萃取可减少骨组织水分含量;④苏木精-伊红染色显示实验组骨无软组织残留,骨陷凹内细胞残留明显减少,对照组有软组织及细胞残留;天狼星红及改良Masson染色显示实验组骨胶原结构完整,胞质成分减少,对照组胞质成分残留明显;⑤扫描电镜显示,对照组骨无明显细胞黏附,实验组骨可见明显细胞黏附生长;⑥实验组骨组织植入皮下的血管周围炎症反应明显轻于对照组骨组织;⑦结果表明,超临界二氧化碳萃取技术是一种有效、环保的骨组织处理技术,在不影响其胶原结构及含量、力学性能的基础上,能够有效去除猪股骨松质骨细胞及软组织,保留骨孔隙结构完整,增加细胞黏附及生长,有效减低炎性排斥反应。