胎盘脱细胞基质作为组织修复材料的初步研究

目的 制备胎盘脱细胞基质并评价其生物相容性，探讨其作为组织修复材料的可行性。方法 利用分娩废弃物胎盘组织，进行病毒灭活、脱细胞处理、冷冻干燥得到胎盘脱细胞海绵状基质材料，HE染色观察脱细胞效果及扫描电镜观察材料微观结构。同时，选取健康雄性SD大鼠39只，体质量120～150 g，随机分为实验1组、实验2组及对照组。对构建的基质材料进行大鼠皮下植入实验，实验1组植入基质材料，实验2组植入基质材料及脐带间充质干细胞，对照组为假手术组。于手术后第3、5、7天进行动物血常规检测，分析淋巴细胞、粒细胞等炎性细胞数量；于手术后第1、2、4、8、9周取材料植入处及周围组织样本进行HE染色分析。结果 构建的胎盘脱细胞基质肉眼观呈乳白色海绵状，HE染色未见细胞残留，电镜观察材料内部空隙比较明显，材料交联度较好，总孔隙率为（77.54±2.53）%。皮下植入之后，切口处愈合良好，血常规结果未见明显的炎性细胞增多；术后7 d植入材料切片HE染色即可见血管形成，且脐带间充质干细胞的加入能够加快材料与机体的融合，促进细胞的深入生长及血管化。结论 胎盘脱细胞海绵基质材料具有良好的生物相容性，可作为组织工程材料的理想来源。     

脱细胞基质生物墨水制备方法及应用进展

组织器官脱细胞后制备成的脱细胞基质 (Decellularized extracellular matrix,dECM) 含有许多蛋白质和生长因子,不仅能够为细胞提供三维支架还能够调控细胞再生,是目前最具有生物结构的生物材料。3D生物打印可以层层打印dECM和自体细胞的组合,构建载细胞组织结构。文中综述了不同来源的组织器官脱细胞基质生物墨水制备方法,包括脱细胞、交联等,以及脱细胞基质生物墨水在生物打印中的应用,并展望了其未来的应用前景。     

α半水硫酸钙复合功能化多壁碳纳米管骨修复材料生物相容性

旨在评价α半水硫酸钙复合功能化多壁碳纳米管骨修复材料的生物相容性,为后期临床实验奠定基础。分别采用兔L929成纤维细胞与材料浸提液以及材料片剂与兔骨髓基质干细胞复合培养,在不同时段运用倒置显微镜观察,MTT检测,扫描电子显微镜分析等手段,观察材料对细胞的相容性;进行急性、亚急性毒性实验,肌肉植入实验,骨植入实验等,观察材料对组织的相容性。结果表明,L929成纤维细胞在材料浸提液中生长良好,MTT检测与对照组无显著差异(P>0.05);扫描电子显微镜结果显示,细胞能在材料上黏附并增殖;体内实验表明材料对机体无毒,无致敏性,组织相容性佳。α半水硫酸钙/碳纳米管复合材料表现出的良好生物相容性,有望在骨组织工程中得到广泛运用。     

三种方法制备的猪小肠黏膜下层支架的生物相容性和免疫原性的对比研究

目的:采用三种不同的脱细胞方法制备小肠黏膜下层(small intestinal submucosa,SIS)支架,研究其生物相容性、免疫原性以及构建真皮替代物等方面,为组织工程化皮肤的细胞载体支架提供优选方案。方法:将新鲜猪小肠分别采用单纯机械法、机械-化学法、机械-酶消化法制备三种不同的SIS,分别作为A、B、C组;通过复合成纤维细胞构建真皮替代物,利用HE染色观察支架组织学形态以及细胞粘附情况、MTT法检测细胞增殖情况,同时观察支架移植SD大鼠皮下1、2、4周后炎症反应及血管化程度。结果:组织学观察A组有细胞残留,B、C组未见细胞残留。MTT结果显示细胞在支架上生长旺盛增殖能力强,其中A组优于B、C组;皮下移植后的HE结果表明B组引起炎症反应较A、C组弱,而C组血管化程度较A、B组更明显。结论:机械-化学法以及机械-酶消化法制备的SIS具有良好的生物相容性以及免疫原性,可作为构建组织工程化皮肤细胞载体的选择。     

颌下腺导管细胞与胶原海绵细胞相容性的实验研究

为探讨胶原海绵对颌下腺 (submandibulargland ,SMG)导管细胞的细胞相容性 ,采用HE染色光镜观察及免疫组化观察SMG导管细胞接种于胶原海绵后 ,细胞的生长情况。光镜下可见接种后第 1d细胞数量较少 ,分散于胶原海绵支架中间 ,第 7d细胞数量明显增加 ,免疫组织化学染色抗IV型胶原抗体染色呈阳性 ,说明细胞与支架材料之间已经有细胞外基质产生。胶原海绵具有良好的细胞相容性 ,是一种理想的支架材料。与胶原海绵复合培养 ,颌下腺导管细胞仍可保持良好的增殖能力。     

聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架用于小鼠诱导多能干细胞培养

干细胞联合生物支架材料体外构建功能性组织与器官,成为当前组织再生研究的重要策略,而探求具有良好生物相容性的支架材料是其关键.本研究采用扫描电镜、噻唑蓝（MTT）法、荧光显微染色等方法检测小鼠诱导多能干细胞（murine induced pluripotent stem cells, miPSCs）在聚己内酯（poly ε-caprolactone, PCL）静电纺丝纳米纤维支架上的粘附、增殖等生物学特性,探究聚己内酯纳米纤维支架与miPSCs的生物相容性. 结果显示,miPSC在PCL纳米纤维支架上具有良好粘附性并呈集落样生长,其增殖能力及干性标记物（Oct4-GFP+）的表达均不亚于标准对照组;扫描电镜显示,miPSC在PCL纳米纤维支架材料上呈现出绒毛状突起的表面结构.上述结果表明,PCL纳米纤维支架可促进miPSCs的粘附、自我增殖以及干性维持,两者具有良好的生物相容性,为下一步联合生物支架材料与干细胞构建功能性组织奠定了基础.     

不同方法制备大鼠肝脏脱细胞支架及其免疫原性研究

目的:肝脏脱细胞支架(decellularized liver bioscaffold,DLB)在组织工程研究中具有良好前景,但对DLB的免疫原性尚未见探讨.本研究利用不同方案制备大鼠DLB,检测支架成分和体内重塑反应,为制备出低免疫原性的DLB提供改进依据.方法:选取文献报道的三种方案(分别以SDS,Triton X-100和NP-40为主要洗脱成分),制备F344大鼠DLB,进行HE和Masson染色,检测DLB中DNA、氨基葡聚糖(GAG)以及羟脯氨酸(HYP)含量;再将DLB埋植于C57BL/6小鼠的背部皮下,于术后第3、7和14天取出后进行形态学观察和组织学评分.结果:三种方案均成功制备出符合脱细胞标准的大鼠DLB;形态学结果提示TritonX-100和NP-40方案较SDS方案能更好地保护肝脏超微结构;成分检测结果发现NP-40方案去除DNA的能力显著强于SDS和Triton X-100方案(P＜0.05),而对GAG含量的洗脱作用最弱(P＜0.05);异种体内埋置实验提示NP-40方案制备的DLB引起的免疫反应强度明显弱于SDS和Triton X-100方案,体内重塑结局评分显著高于SDS和Triton X-100方案.结论:与SDS和TritonX-100方案相比,NP-40方案能更有效地去除肝脏DNA,较好地保留GAG,诱导移植受体对DLB的良性重塑反应,为进一步的体内研究提供更优化的支架.     

脱细胞生物材料样品的细胞毒控制技术研究

细胞毒控制是脱细胞生物材料制备过程中的关键工艺,该工艺不稳定是造成脱细胞材料细胞毒性高、生物相容性差的重要原因之一。脱细胞后,采用酒精振荡清洗的方法优化制备工艺,可有效降低脱细胞样品的残余细胞毒性,提高细胞毒等级。试验结果证明, 30%的酒精振荡清洗至少12 h以上可以将脱细胞样品的细胞毒稳定在Ⅰ级水平。这对于降低脱细胞生物材料制备过程的废品率,提高脱细胞生物材料样品的生物相容性和临床应用安全性具有积极意义。     

小鼠心室肌脱细胞化细胞外基质薄片的制备和评价

心肌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)可由心肌经脱细胞处理制得,被广泛认为是一种理想的制备工程心肌的生物支架材料。然而目前的脱细胞方法尚存在不足,本研究拟联合使用经典去垢剂改良脱细胞方法,制备性能更为优良的心肌ECM薄片,以用于构建工程心肌片。用振荡切片机将包埋于低熔点琼脂糖中的成年昆明小白鼠心室肌组织沿心脏横轴切成300μm厚的薄片,随机分为正常对照组、SDS脱细胞组(0.1%SDS处理)和改良脱细胞组(0.1%SDS和0.5%Triton X-100联合处理)。通过总RNA和总蛋白质含量分析、HE染色和免疫荧光染色等方法评估各组的脱细胞程度和ECM成分保留状态;将改良脱细胞组ECM与小鼠胚胎干细胞源心肌细胞(murine embryonic stem cell-derived cardiomyocytes,m ES-CMs)和小鼠胚胎成纤维细胞(murine embryonic fibroblasts,MEFs)共培养以检测其生物相容性。结果显示:SDS脱细胞组和改良脱细胞组ECM中残留的总RNA及蛋白质含量均低于对照组。HE染色结果显示改良脱细胞组核质去除较SDS脱细胞组更彻底。改良脱细胞组可见胶原蛋白IV和层粘连蛋白两种ECM关键成分表达量和分布接近正常心肌组织,而SDS脱细胞组中这两种蛋白明显减少且分布紊乱。m ES-CMs和MEFs能存活于改良脱细胞组ECM表面12天以上并向内迁移。综上,SDS和Triton X-100联合脱细胞法制备ECM薄片效果明显,能更好地保留天然ECM成分和结构,具有良好的生物相容性。     

基于聚醚醚酮的骨科植入材料生物相容性研究

本研究基于聚醚醚酮的骨科植入材料生物相容性的研究,进一步分析聚醚醚酮(polyether-ether-ketone,PEEK)骨科植入材料生物的相容性能,以有效提高其生物功能性,进而获得更加可靠的骨-植入体界面。本研究通过以新西兰大白兔为研究对象,采用改性/未改性的PEEK材料制备了腰椎模型并植入,最后进行了生物力学与Micro CT分析。实验研究表明,以改性及未改性的PEEK材料制备的腰椎假体在植入动物体内后后,动物体内未发生显著相关的急慢性毒性反应。对比植入的两种PEEK假体我们发现,改性的PEEK腰椎假体在植入动物后第4周,其临近椎骨的植入部位在骨体积分数等参数上发生了明显的改善(p0.05);植入后第8周检查,以骨体积分数(BV/TV)、(骨密度(BMD)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离度(Tb.Sp)以及骨表面体积分数(BS/BV)等为代表的多项重要的骨组织形态计量学参数均发生了显著的改善(p0.05)。同时,研究通过采用拔出试验来验证植入材料的生物力学性能,实验发现改性PEEK材料能够有效促进植入假体与椎骨的紧密结合。因此,实验中针对PEEK材料采用rh BMP-2与胶原蛋白对表面进行改性可以高效地、快速地达到效果,并且能够明显提高骨科植入的PEEK材料的生物功能性与生物相容性。