目的 選擇組織工程界常用的聚乳酸羥基乙酸共聚物/羥基磷灰石(PLGA/HA)與多孔磷酸鈣(CPC)兩種支架材料,通過體內外降解實驗篩選出更為符合組織工程化人工肋骨支架的材料。 方法 將PLGA/HA(PLGA/HA組)和CPC(CPC組)兩種材料分別進行體外實驗和動物體內實驗, 體外實驗: 將同等大小的PLGA/HA和CPC材料浸入0.9% NaCl溶液,并保持無菌,放入37℃溫箱內,分別于2、4、8、12和24周時取出稱重,比較兩種材料在體外的降解速度差異;體內實驗:將同等大小的PLGA/HA和CPC材料各2片分別植入20只新西蘭大白兔脊柱兩側的皮下,于2、4、8、12和24周取出稱重,各時間點分別處死4只大白兔;材料周圍組織送組織學檢查及掃描電子顯微鏡觀察。 結果 薄層CT掃描(Micro-CT)和掃描電子顯微鏡觀察結果,CPC組較PLGA/HA組具有較好的三維結構(1 101.222 8±0.618 4 mg/ccm vs. 1 072.552 3±0.744 2 mg/ccm )及孔隙率(70.26%±0.45% vs.72.82%±0.51%);體外實驗顯示:兩組材料在體外降解速度均較慢,至6個月時才有明顯的降解,其中PLGA/HA組降解相對較多,降解了60%;體內實驗顯示:PLGA/HA組降解比體外更快,3個月時已基本降解完,比CPC組降解快,降解了96%;另外CPC組材料周圍的炎癥反應明顯比PLGA/HA組輕,更適合細胞的生長和黏附。 結論 對再生時間較長的長段肋骨缺損,CPC比PLGA/HA更適合。
目的 探討應用聚羥基丁酸 /聚羥基戊酸共聚物 ( poly- hydroxybutyrate- co- hydroxyva lerate,PHBV) 構建組織工程心臟瓣膜的可行性。 方法 應用掃描電子顯微鏡觀察 PHBV的結構特點 ,將 PHBV行兔皮下包埋 ,分別于包埋后 2周、4周、6周、8周和 10周觀察 PHBV的生物相容性和降解率。體外培養犬主動脈瓣間質細胞 ,觀察其生長曲線 ,平滑肌 α肌動蛋白表達和透射電子顯微鏡下特點。將體外培養的犬主動脈瓣間質細胞種植于 PHBV上 ,觀察其生長情況并測定細胞合成前列環素的功能。 結果 掃描電子顯微鏡下 PHBV呈網孔狀泡沫結構 ,孔徑 130μm。皮下包埋顯示 PHBV生物相容性好 ,體內降解時間約 10周。犬主動脈瓣間質細胞平滑肌 α肌動蛋白免疫組化染色部分細胞呈陽性表達 ,細胞內有大量粗面內質網 ,生長曲線良好。種植實驗顯示細胞在 PHBV上生長良好 ,并有合成、分泌前列環素的功能。 結論 以 PHBV為支架構建組織工程心臟瓣膜 ,種子細胞不僅可以在 PHBV上生長 ,而且可以合成血管活性物質 ,初步提示應用 PHBV及其方法構建組...更多織工程心臟瓣膜是可行的。
目的探討與聚乳酸聚乙酸共聚物[poly(lactide-co-glycolide),PLGA]支架復合后的成肌細胞體外經軟骨來源形成蛋白2(cartilage-derived morphogenetic protein 2,CDMP-2)聯合TGF-β1誘導后,能否在裸鼠體內異位構建組織工程軟骨。 方法取1歲齡雄性比格犬股直肌肌肉分離培養成肌細胞,取第4代成肌細胞接種于PLGA支架,加入含CDMP-2與TGF-β1的軟骨誘導液體外培養2周。實驗分為4組:A組為經軟骨誘導的成肌細胞-PLGA復合物組,B組為未經軟骨誘導的成肌細胞-PLGA復合物組,C組為經軟骨誘導的單純PLGA支架組,D組為單純PLGA支架組。于24只裸鼠背部皮下兩側制備4個皮下腔隙,分別植入4組材料。術后8、12周處死裸鼠,取材行大體觀察、HE及甲苯胺藍染色、Ⅰ型膠原及Ⅱ型膠原免疫組織化學染色觀察,RT-PCR檢測Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原、蛋白聚糖(Aggrecan)、Sox9 mRNA表達,阿利新藍染色檢測糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAG)含量,生物力學試驗檢測標本壓縮彈性模量。 結果A組標本術后8周呈類軟骨樣,乳白色,表面光潔,有彈性;12周時外觀和彈性與正常軟骨相似。B組術后8周僅殘余少許組織,12周已完全降解;C、D組標本術后8周均降解消失。HE染色示A組8、12周時有成熟軟骨陷窩形成;B組8周時組織內未見軟骨陷窩形成。甲苯胺藍染色示A組8、12周時組織內新生軟骨細胞形成,細胞橢圓,排列整齊,細胞陷窩形成,細胞質和細胞外基質均藍染陽性;B組8周時組織內未見藍染的細胞外基質。Ⅰ、Ⅱ型膠原免疫組織化學染色示A組8、12周時均呈陽性表達;B組8周時呈陰性表達。RT-PCR檢測示術后8、12周A組均可見Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原、Aggrecan和Sox9 mRNA表達,B組均呈陰性。術后12周A組壓縮彈性模量為(90.79 ± 1.78) MPa,GAG含量為(10.20 ± 1.07)μg/mL與正常半月板相比,差異有統計學意義(P lt; 0.05)。 結論體外CDMP-2聯合TGF-β1軟骨誘導的比格犬成肌細胞復合PLGA支架后具備在裸鼠體內異位構建組織工程軟骨的能力。
目的探討聚乳酸-乙醇酸共聚物/羥基磷灰石(polylactic-co-glycolic acid/ hydroxyapatite,PLGA/HA)可吸收空心螺釘治療犬股骨外髁骨折的內固定效果、體內降解過程及生物相容性,為其進一步改進和臨床應用提供參考。 方法成年雄性比格犬16只,體重9~12 kg,制備雙側股骨外髁骨折(AO分型為B1型)模型。左側采用PLGA/HA可吸收空心螺釘固定,作為實驗組;右側采用金屬螺釘固定,作為對照組。術后觀察實驗動物一般情況,于2、4、8、12周分別處死4只動物,大體觀察并攝X線片觀察骨折愈合情況,測量骨密度;取骨折端及螺釘周圍組織行組織學觀察;檢測可吸收空心螺釘降解性能。 結果所有實驗動物均存活至實驗完成。大體觀察兩組骨折無移位,均于12周時愈合;12周內實驗組可吸收空心螺釘形狀完整,無松動、移位及斷裂。X線片示,實驗組可吸收空心螺釘不顯影,對照組可見金屬螺釘X線顯影;隨時間延長,兩組骨折均逐漸愈合。兩組骨折部位骨密度均于8周時達峰值,但各時間點兩組比較以及組內比較,差異均無統計學意義(P gt; 0.05)。組織學觀察示術后各時間點兩組骨折愈合進程相似,實驗組可吸收空心螺釘周圍未見明顯炎性反應。可吸收空心螺釘降解性能檢測示,特性黏度及分子量分布術后2周內明顯下降;數均分子量和重均分子量術后4周內顯著下降;最大剪切力于術后8周內下降不明顯,之后顯著下降。各指標不同時間點間比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。 結論PLGA/HA可吸收空心螺釘固定犬股骨外髁骨折后,骨折愈合進程與金屬螺釘相似,且具有良好的生物相容性。植入8周內最大剪切力無明顯下降,保證了骨折的充分愈合。
目的評價使用新型氨基酸聚合物(multi-amino-acid copolymer,MAACP)復合納米羥基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)人工椎板在山羊頸椎椎板切除術后阻隔硬膜外瘢痕粘連、壓迫的應用價值。 方法2歲齡雄性山羊15只,體重(30 ± 2)kg,隨機分為實驗組(n=9)和對照組(n=6)。實驗組行C4椎板切除,MAACP/n-HA人工椎板植入;對照組僅行C4椎板切除。術后4、12、24周分別取實驗組2、2、5只,對照組2、2、2只山羊,行大體觀察傷口感染、人工椎板有無移位碎裂、椎管形狀等,并根據大體觀察Rydell瘢痕粘連程度評級標準評價兩組手術節段粘連程度;行X線片、CT影像學觀察,24周時測量C3、C4、C5椎管面積及椎管矢狀徑,以正常山羊(n=2)作為正常組;24周MRI觀察脊髓神經是否受壓;然后處死取材,行組織學觀察。 結果術后所有動物切口愈合良好,未見毒性及免疫排斥反應。術后實驗組手術節段粘連程度明顯優于對照組(Z= —2.52,P=0.00)。術后各時間點X線片及CT觀察示實驗組人工椎板位置無移位,外形完整,骨性椎管逐漸得到重建;對照組C4椎板及棘突缺損,軟組織影突入椎管。術后24周,C4椎管面積和椎管矢狀徑實驗組和正常組均顯著高于對照組(P lt; 0.05),實驗組與正常組比較差異無統計學意義(P gt; 0.05)。實驗組MRI示C4平面腦脊液信號通暢,無軟組織突入椎管,硬膜無粘連受壓;對照組椎板缺損處瘢痕組織突入椎管與硬膜粘連, 硬膜輕度受壓。組織切片HE染色及Masson三色染色示實驗組人工椎板完整無明顯降解,人工椎板與自體骨結合界面周圍少量成骨;對照組椎板缺損處纖維組織長入。 結論新型MAACP/n-HA人工椎板可在體內長久維持生物力學穩定,對周圍瘢痕向椎板缺損處生長有良好機械阻隔作用。
目的 探討含聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)的新型磷酸鈣骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)(CPC/PLGA)體內降解性能,為臨床試驗奠定基礎。 方法按照45%磷酸氫鈣、45%部分結晶磷酸鈣、10% PLGA比例,制備CPC/PLGA。健康成年新西蘭兔32只,體重2.2~3.0 kg,雌雄各半;隨機分為CPC/PLGA組(實驗組,n=17)及CPC組(對照組,n=15)。兩組實驗動物制備雙側股骨內側髁直徑4.5 mm、深1.5 cm骨缺損模型,右側骨缺損分別采用CPC/PLGA及CPC修復,左側不作處理作為空白對照。術后觀察實驗動物一般情況,術后2、4、8、16、24周兩組取材行組織學觀察、骨形態計量學分析,術后8周及16周實驗組取材行掃描電鏡觀察。 結果實驗動物均存活至實驗結束。組織學觀察顯示,隨時間延長,實驗組CPC/PLGA逐漸降解,并有新生骨小梁從邊緣長入其中,并且增粗、增長,24周時材料基本降解,被新生骨小梁取代;對照組CPC降解明顯較實驗組延遲。實驗組術后總骨組織含量百分比為44.9% ± 23.7%,顯著高于對照組的25.7% ± 10.9%(t=3.302,P=0.001);實驗組術后4周骨組織含量百分比與對照組比較,差異無統計學意義(P gt; 0.05),8、16、24周均顯著高于對照組,差異有統計學意義(P lt; 0.05)。掃描電鏡觀察結果顯示,實驗組術后8周CPC/PLGA降解后形成孔徑為100~300 μm孔隙;隨著時間延長,16周時新生骨小梁長入孔隙內,并與殘余骨水泥牢固結合。 結論CPC/PLGA植入兔體內后具有良好的降解性能,有望成為一種良好骨移植材料。
目的 探討優化生長因子微包囊制作方法,觀察其釋放規律和復合微小顆粒骨異位成骨的效果。方法 正交設計優化聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly-DL-lactide-co-glycolide,PLGA)微包囊制作工藝,于2、4、8、12、24、36、48、60、72、84、96、120、144、168、192、216、240和264 h計算微包囊的累計釋放量。實驗取24只Wistar大鼠,隨機分為4組(n=6),每只大鼠于雙側股部作1 cm切口,制備臀大肌肌袋模型。A組雙側植入膠原,B組雙側植入膠原和顆粒骨,C組雙側植入膠原和重組人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)/PLGA緩釋微包囊;D組雙側植入膠原、顆粒骨與rhBMP-2/PLGA緩釋微包囊。于術后3、4和5周取樣(n=2)行大體和組織學觀察。結果 各優化變量對微包囊粒徑及其包封率均有影響,包囊表面光滑, 成球較好。體外能夠在11 d內緩慢釋放。術后3周大體觀察,A組未觸及移植物,B、C、D組可觸及,微包囊呈白色顆粒包裹于組織中。組織學觀察:術后3周,A組膠原已經完全吸收,其余3組可見殘余膠原;術后4周,A組膠原已不易見到,B組可見微小顆粒骨繼續吸收,體積變小;C組包囊體積縮小,囊間成骨性細胞增多;D組微小顆粒骨和微包囊繼續吸收,成骨性細胞和軟骨性細胞團增多;術后5周,B、C、D組均可見植入物體積減小,包囊被吸收破碎,但顆粒骨和包囊周圍的軟骨性細胞、成骨性細胞更加密集。結論 優化PLGA微包囊制備工藝,使其在體外能夠長時間緩釋。自體微小顆粒骨可在臀大肌肌袋內異位誘導生成大量成骨性細胞,PLGA微包囊可以與其有機復合,并在減少生長因子用量的同時協同微小顆粒骨成骨。
目的 研究預血管化對含網管的多孔可降解聚乳酸/聚羥基乙酸共聚物(polylacticl/glycolic acid copolymer,PLGA)支架血管化的影響。 方法 將含網管的多孔可降解PLGA支架由小鼠微血管內皮細胞預血管化,分為體外預血管化組(A組)和單純支架組(B組)。將兩組支架植入12只雌性NIH小鼠腸系膜間,分別于術后2、4周取材,行組織學及免疫組織化學觀察血管化情況,并應用圖像分析軟件計算支架血管化面積。 結果 支架體外預血管化后,其網管內可見微血管內皮細胞均勻貼壁。支架植入體內2周,切片血管化面積A組為2 260.91±242.35 μm2與B組823.64±81.29 μm2比較,差異有統計學意義(P<0.01);4周時A組為17 284.36±72.67 μm2與B組17 041 14±81.51 μm2比較,差異無統計學意義(P>0.05)。植入2周支架切片肌動蛋白陽性染色面積A組為565.22±60.58 μm2與B組205.91±16.25 μm2比較,差異有統計學意義(P<0.01);4周時A組為4321.09±19.82μm2與B組4 260.28±27.17 μm2比較,差異無統計學意義(P >0.05)。 結論 含網管的多孔可降解PLGA支架是一種良好的簡易血管化支架模型;預血管化可以明顯增強支架植入早期的血管化。
目的 采用組織工程技術,將培養擴增的膀胱移行上皮細胞與可降解的聚乳酸/聚羥基乙酸共聚物(polylactical/glycolic acid copolymer, PLGA)支架材料復合并植入裸鼠體內進行培育,探討構建尿路移行上皮組織的可行性。方法 取幼兔膀胱,機械分離與酶消化法獲取膀胱移行上皮細胞,并在體外行原代培養與傳代擴增,將第4~5代擴增的上皮細胞接種至8個PLGA聚合材料的表面作為實驗組,4個單純支架材料作為對照組。實驗組:細胞材料復合體培育4周和8周各4個,對照組:單純支架培育4周和8周各2個,分別植入各組裸鼠體內進行培育,按各時間點取出標本后進行大體觀察、組織學及免疫組織化學檢測。結果 實驗組標本經HE和馬森染色,4周顯示在材料表面形成數層上皮細胞;8周移行上皮細胞進一步增殖形成上皮組織,抗角蛋白免疫組織化學染色,胞漿呈棕黃色陽性。對照組4周和8周經HE染色材料表面見少量成纖維細胞沉積,馬森染色呈藍色,經抗角蛋白免疫組織化學染色為陰性。結論采用組織工程技術可再造人尿路移行上皮組織, 為尿路組織工程進一步實驗研究奠定了基礎。
目的 探討甲殼素涂層并預置引導纖維神經導管修復周圍神經缺損的效果。方法 成年雌性SD大鼠24只,無菌條件下切斷雙側坐骨神經,制成14 mm的大鼠坐骨神經缺損模型。根據不同修復材料隨機分為4組, 每組6只。A組:甲殼素涂層并預置引導纖維的聚乳酸聚羥基乙酸共聚物(polyglycolic-lactic acid,PGLA)神經導管;B組:甲殼素涂層的PGLA神經導管;C組:單純PGLA神經導管;D組:自體神經移植作為對照。術后4 周和12 周行大體觀察、肌電圖檢查、S-100免疫組織化學染色和組織學觀察,圖像分析評價修復效果。結果 術后4 周A、B及C組觀察到神經導管中有新生軸索通過,再生神經發育不成熟; D組近段有髓神經纖維均勻疏散分布,遠段未見明顯再生神經束形成。術后12 周各組再生神經已通過神經導管長入遠端,肌電圖、S-100免疫組織化學染色和圖像分析結果表明A組再生神經軸突數量及再生神經質量優于B、C組,差異有統計學意義(Plt;0.05)。D 組移植神經軸突直徑、髓鞘厚度、纖維密度與A、B及C組比較,差異有統計學意義(Plt;0.05),但D組近段神經髓鞘部分空泡樣變性及脫髓鞘改變,遠段再生神經束形成少。結論 甲殼素涂層并預置引導纖維的神經導管能有效修復周圍神經缺損。