目的 探討采用多種化學試劑和蛋白酶對豬頸動脈進行脫細胞并制備多孔細胞外基質(extracellular matrix,ECM)的可行性。 方法 取熱缺血時間≤ 30 min 的豬頸動脈,經1%SDS 脫細胞處理60 h,制備普通脫細胞 ECM,再將普通脫細胞ECM 置于0.25% 胰蛋白酶、0.3 U/mL 膠原蛋白酶分別作用6 h、24 h,制備多孔脫細胞ECM。將兩 種脫細胞ECM 行HE、Masson 及地衣紅染色,評估脫細胞效果及組織學特點,測定孔徑、孔隙率、力學強度、細胞毒性,并將兩種脫細胞ECM 于犬皮下埋植4 周后行組織學觀察。 結果 組織學染色觀察顯示兩種脫細胞ECM 細胞成分均被 完全去除,多孔脫細胞ECM結構明顯疏松。掃描電鏡示多孔脫細胞ECM孔徑明顯增大,橢圓形孔洞短軸直徑5 ~ 30 μm,長軸直徑40 ~ 100 μm;多孔脫細胞ECM 孔隙率(99.25%)較普通脫細胞ECM(91.50%)增大。多孔脫細胞ECM 爆裂 強度較普通脫細胞ECM 降低,分別為(0.154 3 ± 0.012 7)、(0.305 2 ± 0.015 7)MPa,差異有統計學意義(P lt; 0.05);縫合耐受強度差異無統計學意義(P gt; 0.05)。細胞毒性測試顯示兩種脫細胞ECM 均無明顯細胞毒性。體內埋植實驗顯示宿主細胞可以較深的浸潤至多孔脫細胞ECM 內,并有較多新生血管形成。 結論 采用SDS 及多種酶可以制備較為理想的多孔脫細胞ECM 用作組織工程血管支架。
目的 探討PLGA- 絲素- 膠原納米三維多孔支架的制備方法及細胞相容性。 方法 采用靜電紡絲法制備PLGA- 絲素- 膠原(實驗組)及單純PLGA(對照組)納米三維多孔支架,掃描電鏡觀察兩組支架材料,測定支架纖維直徑、孔隙率、吸水率及抗拉強度。取8 只SD 近交系乳鼠雙側臂叢神經及坐骨神經,分離培養SC,S-100 免疫組織學觀察并測定SC 純度。取第4 代SC 以 5 × 104 個/mL 分別與25%、50% 及100% 濃度的兩組支架浸提液進行培養,以DMEM 培養作空白對照組。培養1、3、5、7 d 采用MTT 法測定吸光度(A)值。將第4 代SC 以5 × 104 個/mL 密度分別接種至PLGA- 絲素- 膠原(實驗組)和單純PLGA(對照組)納米三維多孔支架支架復合培養。復合培養2、4、6 d 行掃描電鏡觀察,另于4 d 行激光掃描共聚焦顯微鏡觀察SC 在材料上生長情況。 結果 掃描電鏡觀察顯示兩組支架呈相互交聯的多孔網狀無紡結構。實驗組和對照組纖維直徑分別為(141 ± 9)nm 和(205 ± 11)nm;支架內孔洞相互連通,孔隙率分別為87.4% ± 1.1% 和85.3% ± 1.3%;吸水率分別為2 647% ± 172% 和2 593% ± 161%;抗拉強度分別為(0.32 ± 0.03)MPa 和(0.28 ± 0.04)MPa;兩組比較差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。S-100 免疫組織化學染色顯示SC 純度為96.5% ±1.3%。MTT 檢測SC 在不同濃度實驗組及空白對照組中生長良好,A 值均隨時間延長而增大,同組各時間點比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05);各時間點各濃度實驗組及空白對照組間比較,差異無統計學意義(P gt; 0.05)。掃描電鏡觀察顯示, 實驗組SC 在支架上生長良好,4 d 軸突連接,6 d 后大量增殖,基質分泌;生長情況優于對照組。復合培養4 d 激光掃描共聚焦顯微鏡觀察結果與掃描電鏡一致。 結論 采用靜電紡絲方法制備的PLGA- 絲素- 膠原納米三維多孔支架安全無毒,具備合適的孔徑和孔隙率,適合SC 生長,細胞相容性良好,是一種組織工程神經良好的支架載體。
目的 制備殼聚糖 -明膠網絡 /羥基磷灰石 (CS- Gel/ HA)復合材料多孔支架,并考察組分和制備條件對其微觀形貌的影響。方法 采用相分離法制備 CS- Gel/ HA多孔支架 ;利用掃描電鏡觀察微觀形貌 ;液體替代法測孔隙率。結果 采用相分離法,通過控制組分配比和預冷凍溫度可制備不同密度和孔隙率的 CS- Gel/ HA多孔支架。結論 CS- Gel/ HA復合材料三維支架有望成為培養自體成骨細胞的支架材料。
膠原是一種天然生物醫學材料,以膠原為基底制備的三維多孔支架在皮膚組織工程中具有廣泛應用。但是膠原三維多孔支架作為人工皮膚存在機械性能差、供源不足、排異反應等一系列問題,限制了其在皮膚組織工程中的進一步應用。為改善這種狀況,可以通過交聯、共混等方式提高支架機械性能,結合細胞培養、負載生長因子等技術實現結構、功能高度仿生,此外為避免動物源膠原的安全隱患問題,使用重組膠原制備皮膚替代物成為本領域的研究熱點。本文綜述了皮膚組織工程中膠原三維多孔支架的研究現狀。
支架是組織工程的關鍵要素之一。在肌肉組織工程中, 多孔支架具備獨特的優勢, 包括利于細胞的存活、成肌分化及血管長入等, 應用潛力巨大。多孔支架的性能與材料的性質密切相關, 此外支架的孔徑大小及孔隙率等直接影響細胞黏附、增殖與分化。本文就肌肉組織工程中常用多孔支架的種類、應用及優勢等作一綜述。
磷酸鈣骨水泥(CPC)因具有良好的生物活性和生物相容性, 目前已成功應用于臨床。磷酸鈣骨水泥從制備到應用避免了高溫燒結的過程, 是各類藥物和高分子材料的優良載體。本文綜述了近年來微球以及各類載藥微球與磷酸鈣骨水泥相結合的應用, 主要從藥物緩釋、快速降解、形成多孔支架以及改善力學性能這幾個方面論述了微球在磷酸鈣骨水泥臨床應用中的作用。本文通過分析總結微球改善磷酸鈣骨水泥性能的原理及方法, 為今后進一步改進、制備符合臨床使用要求的理想型磷酸鈣骨水泥奠定了理論基礎。
目的總結近年來各式3-D打印多孔支架在骨組織工程中的研究現狀及進展。 方法查閱近年來國內外3-D打印多孔支架的相關文獻,進行分析總結。 結果與傳統加工制造技術相比,3-D打印技術制作的多孔支架有更明顯優勢,如增強結構可控性、提高生產效率等。除了傳統的金屬、陶瓷等支架材料,攜帶細胞和組織打印的3-D支架以及含藥物的支架打印正受到越來越多的關注。 結論3-D打印多孔支架給骨修復治療帶來了新希望,但尚處于初始階段,仍需進行大量的基礎及臨床研究。
目的探討殼聚糖多孔支架復合 BMSCs 移植修復大鼠創傷性腦損傷(traumatic brain injury,TBI)的可行性。方法取成年 SD 大鼠脛骨及股骨骨髓,采用全骨髓貼壁培養法分離培養 BMSCs,并傳代。取第 3 代細胞行表面抗原 CD29、CD45 鑒定及 BrdU 標記。采用冷凍干燥法制備殼聚糖多孔支架,并與 BrdU 標記的第 3 代 BMSCs 進行體外共培養;掃描電鏡觀察細胞黏附情況,MTT 法檢測支架內細胞生長情況。取 50 只成年 SD 大鼠,隨機分為 A、B、C、D、E 組(n=10)。A~D 組大鼠采用 Feeney 自由落體打擊致傷原理制備 TBI 模型,造模后 72 h 分別移植 BMSCs-殼聚糖多孔支架復合體、BMSCs、殼聚糖多孔支架和完全培養基;E 組為假手術組。于造模前及造模后 1、7、14、35 d,各組大鼠行改良神經功能缺損評分(modified neurological severity scores,mNSS);造模后進行 Morris 水迷宮測驗,包括定位航行測驗(造模后 31~35 d 連續 5 d 檢測潛伏期)及空間探索測驗(造模后 35 d 檢測穿越平臺次數);造模后 36 d 取標本行 HE 染色、BrdU 與高分子量神經絲蛋白免疫組織化學雙重染色以及 BrdU 與神經膠質酸性蛋白免疫組織化學雙重染色,觀察大鼠腦損傷區 BMSCs 的遷移與分化情況。結果流式細胞儀檢測示第 3 代 BMSCs 的 CD29 陽性率為 98.49%,CD45 陽性率僅為 0.85%;掃描電鏡示支架-細胞共培養 48 h 后,BMSCs 呈梭形并分泌細胞外基質黏附于支架上;MTT 法檢測示殼聚糖多孔支架對 BMSCs 的增殖分化無不良影響。TBI 造模后 35 d,A 組大鼠 mNSS 評分、定位航行測驗的潛伏期顯著低于 B、C、D 組,空間探索測驗的穿越平臺次數顯著高于 B、C、D 組,差異均有統計學意義(P<0.05);A、E 組間上述指標比較差異均無統計學意義(P>0.05)。HE 染色示 A 組殼聚糖多孔支架已部分降解,其與腦組織融合良好,修復程度優于 B、C、D 組。免疫組織化學雙重染色結果示,A 組移植的 BMSCs 存活、分化為神經元和神經膠質細胞,并遷移至正常腦組織內,修復程度優于 B、C、D 組。結論殼聚糖多孔支架介導的 BMSCs 移植能夠明顯改善大鼠 TBI 后的神經功能,亦能抑制大鼠腦損傷區膠質瘢痕形成,并可使 BMSCs 在腦損傷區存活、增殖和分化為神經細胞。
目的探討具有開放孔結構的左旋聚乳酸 [poly(L-lactic acid),PLLA]/卵磷脂多孔支架的制備方法及成骨性能。方法采用熱致相分離法制備含不同比例卵磷脂(0、5%、10%、20%、30%、40%、50%)的 PLLA/卵磷脂多孔支架(分別對應為 A、B、C、D、E、F、G 組)。掃描電鏡觀察各支架表面形貌;廣角 X 射線衍射(X-ray diffraction,XRD)和差示掃描量熱法(differential scanning calorimetry,DSC)檢測各支架結晶度;測量各組支架吸水率;采用細胞計數試劑盒 8(cell counting kit 8,CCK-8)法檢測小鼠 BMSCs 在各支架表面的增殖情況;通過檢測 ALP 活性觀察小鼠 BMSCs 在各組支架上的成骨分化能力。最后使用 SD 大鼠顱骨缺損模型觀察含不同比例卵磷脂的支架在動物體內的骨修復情況,采用 Micro-CT 對缺損處進行三維模型重建,并對缺損處的新生骨體積和骨礦物密度進行定量分析。結果掃描電鏡觀察示,卵磷脂會導致支架孔徑略微縮小;當卵磷脂含量為 50% 時,支架表面會出現片狀結構。廣角 XRD 和 DSC 檢測示,支架結晶度隨卵磷脂含量的升高而逐漸降低。親水性測試示,隨著卵磷脂含量增加,支架的親水性逐漸增強。CCK-8 法檢測示,隨培養時間增加,BMSCs 在各組支架上均有明顯增殖;培養 7 d 時,C、D、E、F 組吸光度(A)值顯著高于 A、B、G 組(P<0.05),C、D、E、F 組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。成骨誘導 14 d 時,隨卵磷脂含量增加,各組 ALP 活性出現了顯著差異,D、E、F、G 組 ALP 活性顯著高于 A、B、C 組(P<0.05)。大鼠顱骨缺損修復實驗中,Micro-CT 檢測及新生骨體積和骨礦物密度結果均顯示,含 30% 卵磷脂支架修復效果最佳。結論通過熱致相分離法制備的 PLLA/卵磷脂多孔支架的細胞相容性、成骨分化性能及骨修復能力顯著強于單純 PLLA 支架;卵磷脂含量適宜的 PLLA/卵磷脂多孔支架有望作為骨組織工程支架材料。