壳聚糖管状支架的制备及生物降解性

背景:作者课题组在进行肺组织瓣修补食管缺损实验中,发现硅胶支架和金属支架都不理想,都存在排斥反应和远期并发症,为寻找一种理想的生物型可自行降解支架,将壳聚糖制成管型支架,观察其在生物体内的相容性和降解性,为食管重建提供一种可降解支架.目的:探讨壳聚糖管状支架的制备方法及其生物特性.方法:利用乙酸溶液制备60 g/L的壳聚糖乙酸水溶胶,采用成膜方法制管后用NaOH脱下壳聚糖导管,取内径5 mm管,切成段,长度2 mm,消毒,并将壳聚糖管植入大鼠组织内,分别于不同时间段大体及光镜下观察其生物相容性及体内降解性.结果与结论:壳聚糖导管光滑,韧性好,吸收水分变软,组织生物相容性好,随时间可被组织吸收降解.该方法提供了制备壳聚糖导管的一种新方法,并证实了其组织相容性和生物可降解性.     

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。     

壳聚糖膜在大鼠脊髓组织中的降解及其生物相容性

背景：以往关于壳聚糖的生物相容性研究多局限于神经细胞的体外实验，而壳聚糖在神经系统体内尤其是在脊髓局部的相容性尚不清楚。目的：观察壳聚糖在大鼠脊髓组织内的降解率及生物相容性。设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2005—08／2006-07在武汉协和医院泌尿外科实验室完成实验。材料：健康成年SD大白鼠36只。随机分为壳聚糖组和对照组，每组18只。方法：在壳聚糖组和对照组大鼠脊髓分别植入壳聚糖膜和医用丝线。主要观察指标：于术后1，2，4周测定壳聚糖膜质量，计算降解率：观察2组大鼠植入区局部炎细胞数量变化，评估生物相容性。结果：壳聚糖可在大鼠体内逐渐降解，术后1，2，4周降解率分别为14．8％，18．9％，25．0％。壳聚糖植入局部炎细胞计数高于对照组（P〈0．05），但同属异物炎症反应，并无明显的全身不良反应。结论：壳聚糖膜易于降解并与脊髓组织有良好的生物相容性。是一种可应用于脊髓损伤修复的生物材料。     

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。     

壳聚糖管状支架联合肌瓣修补颈段食管部分缺损

背景：多年来使用肌肉、皮肤、骨骼肌瓣及胃、肠等管腔组织等作为人工食管修补食管缺损,但效果都不甚理想。目的：探讨壳聚糖管状支架联合肌瓣修补颈段食管部分缺损的可行性。方法：取30只大耳白兔,制作颈段食管部分缺损动物模型,实验组20只破损处植入壳聚糖管状支架,外覆自体颈部肌瓣修补;对照组10只直接覆盖自体颈部肌瓣修补。于植入后第2,4,8周观察支架吸收及破损处组织学变化;植入后第10周行食管钡透,观察有无狭窄发生及食管蠕动。结果与结论：植入后2周,实验组及对照组均见肌肉组织结构,细胞肿大,炎性细胞浸润,表现为急性炎症反应。植入后4周,实验组替代物肌瓣组织结构清晰,炎性反应减弱,无明显纤维组织增生;对照组缺损处肌组织结构可见,肌肉组织表面可见纤维组织细胞生长,伴有少许炎性细胞。植入后8周,实验组肌肉组织瓣表面大部分鳞状上皮化,可见食管黏膜组织,黏膜下伴有慢性炎性反应,较4周时明显减轻;对照组为慢性炎症反应,伴有明显纤维组织增生,表面无鳞状上皮化生及黏膜再生。钡餐透视显示实验组食管通畅无狭窄,蠕动减弱;对照组食管部分狭窄,无蠕动。表明壳聚糖管状支架联合肌瓣可较好修补颈段食管部分缺损。     

外消旋聚乳酸及其复合材料的生物相容性特征

目的：观察外消旋聚乳酸及其复合材料的生物相容性，为改进材料性能提供实验依据。方法：实验于2004-05在南方医科大学珠江医院全军骨科中心完成。选取40只SD大鼠随机分成外消旋聚乳酸组、20％羟基磷灰石／外消旋聚乳酸组、20％ β-磷酸钙／外消旋聚乳酸组和对照组，每组10只。将外消旋聚乳酸组、20％羟基磷灰石／外消旋聚乳酸组和20％β-磷酸钙／外消旋聚乳酸组大鼠脊柱两侧肌肉内植入相应试件，对照组只进行同样的手术，但不植入可吸收材料，于术后2，4，8，12周切取植入区组织块进行组织学观察。结果：40只SD大鼠全部纳入结果分析。植入材料组织在2周时有轻度炎症反应；4周后，试件周围有纤维组织膜包裹．炎症开始消退；8周时，纤维组织膜增厚，炎性细胞数量进一步减少，以淋巴细胞为主．试件吸收较明显；12周后炎症反应基本消失，未见巨噬细胞积聚现象，纤维组织已长入材料内。各组切片均未见组织变性、坏死和异常增生。结论：外消旋聚乳酸复合材料具有很强的生物相容性，是一种良好的骨缺损修复材料。     

一种壳聚糖神经组织工程支架的制备及表征

目的:用自行研制的模具制备一种具有轴向排列多通道壳聚糖神经修复导管.方法:实验于2004-05/09在清华大学生物系生物材料与组织工程实验室完成.首先制备多孔或致密的壳聚糖空管,管内径为2～5 mm,壁厚0.2～1.0 mm.将一组不锈钢针平行贯穿于壳聚糖空管,用钢针固定片固定不锈钢针,然后在此壳聚糖空管中注入壳聚糖溶液,最后用冷冻干燥法成型.然后,对所得到的支架进行理化性能表征,评价多通道壳聚糖导管的溶胀性、体外降解情况,并用瑞氏染色与扫描电镜用来观察N2a细胞(Neuroblastoma cells, mouse)在导管内生长情况.结果:①在0.1 mol/L磷酸盐缓冲液中溶胀后,多通道壳聚糖导管的内径无显著性变化(P > 0.01),管壁厚度增大明显(P < 0.01).②导管在溶菌酶溶液中降解8周后,形态结构无明显变化,而且保持了足够的机械强度和韧性.③瑞氏染色显示N2a细胞核染成深蓝色,铺展在通道表面及成团分布在导管内基质之中.扫描电镜观察可清晰地显示出细胞的形态及在导管中的分布情况.结论:实验制备的多通道壳聚糖导管具有合适的溶胀性、机械强度以及神经细胞亲和性,有潜在的研究与应用价值.     

应用免疫组织化学S-100和α-肌动蛋白抗原鉴定组织工程软骨

背景：通常采用阿辛蓝染色技术鉴定软骨组织，然而对于组织工程软骨形成早期，阿辛蓝染色不能很好的显示细胞外基质的分泌情况。 目的：拟观察采用免疫组织化学法S-100抗原结合α-肌动蛋白抗原染色鉴别人工合成组织工程化软骨结构的可行性。 设计、时间及地点：对比观察，于2006-12／2008—02在深圳市人民医院临床医学研究中心完成。 材料：2周龄SPF级SD大鼠，体质量50--60g，用于体外培养剑突软骨细胞；DegraPol材料，长20mm，内/外径分别为2．5/4mm，管壁厚度为0．75mm，由瑞士联邦理工大学聚合材料研究所提供。 方法：于第3代收集软骨细胞接种于DegraPol管状支架形成软骨细胞-支架复合物，体外培养3周后植入同系大鼠腹腔大网膜体内培养1周。分别于体外培养3周和体内培养1周后取软骨细胞-DegraPol复合物制备组织学检测标本行苏木精-伊红染色和S-100抗原、α-肌动蛋白抗体免疫组织化学染色。 主要观察指标：倒置显微镜观察软骨细胞-DegraPol复合物的变化；免疫组织化学染色鉴定软骨细胞。 结果：体外培养3周后，苏木精-伊红染色显示软骨细胞位于软骨陷窝内，软骨基质呈蓝色。种植软骨细胞于DegraPol管状泡沫材料支架内侧面，体外培养3周后，在管腔的内侧壁S-100抗原阳性表达，α-肌动蛋白抗原阴性。证实在细胞-支架复合物植入同系大鼠体内培养之前已经形成了新的组织工程化软骨层。置入动物体内培养1周后，所获得的新组织为混合性的细胞结构，S-100抗原阳性多集中在管腔的内侧壁，而α-肌动蛋白抗原阳性反应多集中在管腔的外侧壁。 结论：软骨组织S—100抗原阳性表达，结缔组织α-肌动蛋白抗原阳性表达。S-100和α-肌动蛋白抗原可作为组织工程化软骨的鉴定指标。     

脱矿骨在免疫抑制大鼠体内的骨诱导活性

背景：传统的脱矿骨骨诱导活性检测方法是在小鼠股部肌袋异位植入模型，通过异位成骨方式评价骨诱导物质活性的高低，但由于动物宿主对植入材料存在着免疫排斥，影响了骨诱导活性的表达。 目的：实验旨在建立以免疫抑制大鼠为实验动物骨诱导活性检测的新方法，降低动物对植入材料的免疫排斥，从而不影响其骨诱导活性的表达。 设计、时间及地点：独立样本观察实验，于2005—09／2006—04在山西省医用组织库完成。 材料：合格供体长骨皮质骨用于脱矿骨的制备，体质量200g左右的Wistar大鼠24只。 方法：采用超声条件下盐酸脱矿、冻干、辐照等方法，制备人类脱矿皮质骨，对照样品为经高温高压灭活的脱矿骨。Wistar大鼠腹腔注射地塞米松造成免疫抑制，手术形成双侧股部肌袋，分别植入试验样品与对照样品。 主要观察指标：术后3、4、5、6周取出植入材料行组织学观察与碱性磷酸酶的活性检测。 结果：组织学观察显示，术后3周实验组脱矿骨吸收腔内间充质细胞聚集，术后4周脱矿骨内开始形成软骨细胞与软骨基质，术后5周形成较多的软骨组织，术后6周时形成类骨质。对照组材料被纤维组织包裹，显示吸收，未见成骨迹象。实验组碱性磷酸酶活性显著高于对照组（P〈0．05）。结论：采用腹腔注射地塞米松方法造成大鼠免疫抑制，降低了宿主大鼠对植入人脱矿骨基质的排斥，异位植入后，脱矿骨吸收腔隙内出现软骨细胞，形成软骨组织与类骨质。     

明胶改性壳聚糖纤维表征及其体内降解特点

目的：采用明胶处理壳聚糖纤维,考察其表征及在大鼠肌袋内的生物相容性.方法：实验于2006-09/2007-01在解放军第八十九医院全军创伤骨科研究所实验室完成.①实验分组：分别以磷酸盐缓冲液、50,100 g/L明胶处理壳聚糖纤维.②实验评估：测定壳聚糖纤维膨胀率、拉伸强度;扫描电镜、红外光谱观察壳聚糖纤维的形态及结构;分离大鼠脊柱两侧椎旁肌肉形成3个肌袋,分别植入经γ射线灭菌的3种纤维20 mg.术后1周,1,3个月将纤维连同包膜完整取出,计算体内降解率.另取标本连同周围肌肉行苏木精-伊红染色. 结果：①壳聚糖纤维的膨胀率及拉伸强度：磷酸盐缓冲液组纤维膨胀率最高,拉伸强度最小;100 g/L明胶组膨胀率最低,拉伸强度最大.100 g/L明胶组拉伸强度与磷酸盐缓冲液组和50 g/L明胶组间差异有显著性意义（P＜0.05）,3组壳聚糖纤维膨胀率差异无显著性意义.②壳聚糖纤维的形态和结构：扫描电镜下磷酸盐缓冲液组纤维束交织,结构略显松散,50、100 g/L明胶改性后纤维结构更为致密.红外光谱分析显示明胶和壳聚糖间有相互作用.③体内降解率：磷酸盐缓冲液组体内平均降解率65%,50,100 g/L明胶组平均降解率分别为78%和81%,3组间差异无显著性意义.④壳聚糖纤维植入肌袋后的组织相容性：改性后壳聚糖纤维植入后与大鼠周围肌肉连接紧密,表面包膜薄,细胞主要为淋巴细胞,植入12周后3组纤维大部分吸收. 结论：明胶改性可进一步提高壳聚糖纤维的强度和生物相容性.