聚乙交酯-聚丙交酯降解支架复合胎儿脐动脉细胞构建组织工程血管的动物实验研究

目的:为了进一步探讨PLGA降解支架复合胎儿脐动脉细胞构建TEBV的可应用性,观察第一部分制备的TEBV在动物体内通畅情况以及形态学改变的结果.方法:6只小型猪随机分成2组,分别将第一部分实验A和B组制备成的TEBV置换小型猪一侧颈总动脉,成为本实验A组和B组,血管超声观察移植血管的情况,8wk后取材肉眼、光镜和电镜组织学观察.结果:术后8wk血管超声观察A组血管全部闭塞(3/3),B组血管有1根发生轻中度狭窄(1/3),余血管通畅良好;镜下发现A组血管炎性细胞密集分布,平滑肌细胞坏死;B组动脉炎性细胞浸润少,血管结构较完整,内皮细胞平整,肌层局部有溶解、部分肌细胞纤维化.结论:PLGA降解支架复合胎儿脐动脉细胞构建TEBV在体内保持较高的通畅率,是解决小口径血管的新途径.     

PLGA材料应用于组织工程血管的初步研究

目的探讨PLGA材料应用于组织工程血管的可行性。方法应用胎儿脐血管和平滑肌细胞，内皮细胞种植于PLGA血管片上并进行培育，应用光镜与电镜观察细胞生长情况并采用放免方法测定内皮细胞功能状况。同时把血管片包埋于小鼠皮下，观察血管钙化与组织相容性情况。结果顺序培育4周后，平滑肌细胞，内皮细胞在PLGA血管片上贴附良好，血管片结构与正常血管相一致；并且细胞种类可通过免疫组化方法鉴定，平滑肌细胞多层排列，而内皮细胞层为单层。同时在血管片培养液中可检测出内皮素和6-酮-前列腺素。包埋实验显示在各个观察时间点血管片无钙化，并且组织相容性较好。结论采用PLGA血管片做细胞支架，平滑肌细胞，内皮细胞在血管片上贴附和生长良好，且内皮细胞还能合成分泌血管活性物质。同时具有良好的组织相容性。该结果说明在PLGA血管片上顺序接种上平滑肌细胞和内皮细胞可开发出具有一定形态和功能特征的组织工程血管片。具有用作组织工程血管的潜能。     

血管平滑肌细胞和内皮细胞联合种植生物可降解材料的组织工程血管研究

目的探讨应用组织工程学方法构建人工血管片。方法应用聚(乙交酯/丙交酯)二元共聚物(PLGA)无纺网织片作为细胞支架,体外逐层顺序种植血管平滑肌细胞、内皮细胞制作组织血管片。免疫组织化学方法鉴定平滑肌细胞、内皮细胞;扫描电镜观察组织血管片生长情况;放射免疫方法检测内皮细胞分泌内皮素、前列腺素E的功能。结果免疫组织化学染色鉴定平滑肌细胞肌动蛋白染色阳性,内皮细胞凝血Ⅷ因子相关抗原染色阳性。组织血管片在扫描电镜下显示出细胞融合,连接成片。放射免疫方法可以检测出平滑肌细胞和内皮细胞联合培养的组织片分泌内皮素(229pg/ml±34pg/ml),分泌前列环素的代谢产物6-酮-前列腺素F1α(402pg/ml±108pg/ml)。结论应用PLGA无纺网织片作为细胞支架,体外逐层种植血管平滑肌细胞、内皮细胞制作的组织血管片,基本具备正常血管组织基本形态结构和功能。     

胚胎干细胞构建小口径组织工程血管的研究

目的通过小鼠胚胎干细胞定向分化出的内皮细胞和平滑肌细胞构建组织工程小口径血管。方法将小鼠胚胎干细胞诱导分化出的内皮细胞和平滑肌细胞分别种植于管状聚乳酸-羟基乙酸（polylactic glycolic acid，PLGA）管腔内面，构建出小口径组织工程血管，再将其移植入裸鼠皮下，每隔1周取1次包埋的小口径组织工程血管，共取3次；再行HE染色，免疫组化行内皮细胞、平滑肌细胞鉴定，并且在倒置相差显微镜下观察其形态。结果倒置相差显微镜下观察结果显示小鼠胚胎干细胞诱导分化出的平滑肌细胞呈长梭形，而内皮细胞呈“鹅卵石”样；HE染色显示平滑肌、内皮细胞在PLGA表面上延伸生长；动物体内移植实验结果显示，管状PLGA皮下小口径组织工程血管移植后逐渐降解、直至变薄中断，免疫组织化学和HE染色显示管腔内的血管平滑肌样细胞和内皮样细胞在PLGA上呈片状融合生长，并见大量的细胞外基质。结论胚胎干细胞诱导的平滑肌和内皮细胞与PLGA有良好亲和性，可以用胚胎干细胞与PLGA制作小口径组织工程血管。     

再造组织工程化平滑肌组织的实验研究

目的采用组织工程技术,将培养扩增的膀胱平滑肌细胞与国产可降解的聚合聚乙交酯丙交酯（PLGA）支架材料复合构建并植入裸鼠体内进行培育,探讨再造组织工程化平滑肌组织的可行性。方法从幼兔取膀胱,机械分离与酶消化获取培养平滑肌细胞,传代扩增平滑肌细胞后将其接种到国产PLGA支架材料的表面作为实验组,未接种细胞的单纯支架材料作为对照组。分别将它们植入到裸鼠体内进行培育。经裸鼠体内培育4周、8周后取材并进行大体观察、组织学及免疫组织化学检测。结果实验组标本经HE和Masson染色显示在材料表面形成数层平滑肌细胞层,经抗平滑肌α-肌动蛋白免疫组织化学染色呈棕黄色阳性。随着培育时间的延长,支架材料降解明显,而平滑肌细胞层进一步增殖形成平滑肌组织。对照组经HE染色材料表面见有少量成纤维细胞沉积,Masson染色示兰色,经抗平滑肌α-肌动蛋白免疫组织化学染色为阴性。结论采用国产PLGA聚合物为支架材料可再造出组织工程化平滑肌组织,为多种含平滑肌组织空腔脏器的组织工程研究奠定基础。     

骨髓间质干细胞和脱细胞基质构建组织工程血管的动物实验

目的以骨髓细胞作为种子细胞,血管脱细胞组织基质作为支架、构建组织工程血管。方法分离小猪骨髓单个核细胞,分别置于内皮细胞培养液和平滑肌细胞培养液中培养,观察分化细胞的抗原标志;多步骤法制备犬血管脱细胞组织基质,将未经分化的骨髓单个核细胞种植于脱细胞基质构建组织工程血管,移植至骨髓供体小猪,代替部分肺动脉血管。结果小猪骨髓细胞经内皮细胞培养液或平滑肌细胞培养液培养后,分别出现成熟内皮细胞或平滑肌细胞的形态学改变,并分别表达内皮细胞或平滑肌细胞的特异性抗原;组织工程血管移植100d后管腔通畅,无血栓、钙化或动脉瘤形成,内皮细胞和平滑肌细胞分化、增殖良好;移植血管的最大负载为2．76N,最大伸长度为20．31mm。结论骨髓单个核细胞复合脱细胞基质可成功构建组织工程血管。     

胎儿脐动脉血管平滑肌细胞贴块培养方法的改进

目的 探讨胎儿脐动脉血管平滑肌细胞的培养方法.方法 取无菌新鲜健康孕妇胎儿脐动脉,采用组织贴块法培养血管平滑肌细胞,并用α-actin肌动蛋白免疫组化方法对培养的细胞进行鉴定.结果 运用此方法成功地培养出胎儿脐动脉血管平滑肌细胞,培养的细胞呈典型的"峰-谷"样生长特性,用抗平滑肌α-肌动蛋白(α-actin)的单克隆抗体做免疫组化检测,低倍镜下可见细胞普遍呈阳性反应,高倍镜下可见α-actin肌动蛋白在胞浆内均匀分布.结论 此方法取材容易,操作简单,费用低廉,为人动脉血管平滑肌细胞的培养提供了一种实用、可靠的方法.     

新型生物反应器用于构建组织工程血管的初步探索

目的设计一种实用的生物反应器,并探讨把它应用于组织工程血管(TEBV)培养的可行性。方法根据国外文献所报道的基本原理,设计一种实用的生物反应器,把人脐动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)接种到管状聚乙醇酸(PGA)无纺布培养支架上,放入生物反应器内进行三维压力培养,2周后收获培养新生物,肉眼观察大体外观并拍照记录,扫描电镜检测表面形貌。结果 VSMCs在生物反应器内经2周连续培养初步形成一条血管样组织。新生组织外观光滑平整,色泽鲜亮,具有一定厚度和弹性,能自我维持管腔形态。扫描电镜显示组织含有丰富的细胞外基质(ECM),PGA无纺布已被ECM完全包裹,管壁有未降解的PGA碎片。结论设计的生物反应器符合组织工程培养的要求,未来可以用其进行构建TEBV的进一步研究。     

组织工程化血管的种子细胞在体外培养扩增方法的实验性研究

目的为培养组织工程化血管的实验研究提供细胞来源.方法采用酶消化法和组织块法培养人脐静脉血管内皮细胞、人脐动脉血管平滑肌细胞及成纤维细胞,并进行细胞的传代、纯化、鉴定以及形态学观察.结果培养细胞符合血管内皮细胞、血管平滑肌细胞及成纤维细胞的各有形态特征.结论所培养的细胞有望作为体外构建组织工程化血管的应用.     

经血源子宫内膜干细胞复合3D打印PLGA支架体外培养的相容性研究

[目的]通过经血源子宫内膜干细胞(menstrual blood-derived mesenchymal stem cells,Men SCs)与3D打印PLGA支架材料的复合培养,探讨构建组织工程化骨软骨的可行性。[方法]预处理3D打印PLGA支架,取第5代Men SCs,倒置显微镜下观察细胞生物学特性,按1.0×106/m L的密度接种到PLGA支架材料上复合培养,通过倒置显微镜、Mico-CT、扫描电镜和组织病理学进行观察,并借此判断Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性。[结果]Men SCs生长良好,细胞平铺生长,呈梭形或纺锤形,胞质薄,核圆居中,具有成纤维细胞形态。细胞传至第5代,为长梭形细胞单层,呈漩涡状排列。PLGA支架的微观呈现相互连通的多孔结构,结构疏松,孔隙大且互相交通,孔壁较薄。Men SCs在PLGA支架材料上生长状态良好,细胞在支架表面和内部生长,支架孔径内有细胞基质样组织连接,表明Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性良好。[结论]经血源Men SCs是骨组织工程适宜的种子细胞,与3D打印的PLGA支架材料复合可体外构建组织工程骨。     

大鼠胃平滑肌细胞的体外分离与三维支架培养方法

目的:探讨复合胶原酶和胰蛋白酶解离大鼠胃平滑肌细胞,建立稳定的胃平滑肌细胞体外培养模型,并探讨其三维复合培养的可行性。方法:0.2%Ⅰ型胶原酶和0.05%胰蛋白酶酶解大鼠胃平滑肌,用相差显微镜观察细胞学形态与生长情况,免疫组化鉴定平滑肌细胞;采用纤维蛋白胶作为细胞外基质建立三维PLGA复合物培养模型,荧光显微镜观察复合物中的细胞活性。结果:平滑肌组织裂解充分均匀,细胞接种成功率高,1～2周细胞可传代,传代后细胞呈典型的"峰-谷"样生长;α-平滑肌肌动蛋白免疫组化染色证实所获得的平滑肌细胞,荧光显微镜下观察到PLGA支架内细胞均匀分布,存活率达90%以上。结论:酶解分离法可获得高纯度大鼠胃平滑肌细胞,三维支架培养在体外成功培养胃平滑肌细胞复合物,为深入研究胃组织工程再生奠定了基础。     

Human vascular smooth muscle cells and endothelial cells cocultured on polyglycolic acid (70/30) scaffold in tissue engineered vascular graft

Background Current prosthetic, small diameter vascular grafts showing poor long term patency rates have led to the pursuit of other biological materials. Biomaterials that successfully integrate into surrounding tissue should match not only the mechanical properties of tissues, but also topography. Polyglycolic acid (70/30) has been used as synthetic grafts to determine whether human vascular smooth muscle cells and endothelial cells attach, survive and secrete endothelin and 6-keto-prostaglandin F1α (6-keto-PGF1α).Methods Endothelial cells and smooth muscle cells were isolated from adult human great saphenous vein. They were seeded on polyglycolic acid scaffold in vitro separately to grow vascular patch (Groups A and B respectively) and cocultured in vitro to grow into vascular patch (Group C). Smooth muscle cells and endothelial cells were identified by immunohistochemical analysis and growth of cells on polyglycolic acid was investigated using scanning electron microscopy. The levels of endothelin and 6-keto-PGF1α in the culturing solutions were examined by radioimmunology to measure endothelial function. Results Seed smooth muscle cells adhered to polyglycolic acid scaffold and over 28 days grew in the interstices to form a uniform cell distribution throughout the scaffold. Then seed endothelial cells formed a complete endothelial layer on the smooth muscle cells. The levels of endothelin and 6-keto-prostaglandin F1 alpha in the culturing solution were (234±29) pg/ml and (428±98) pg/ml respectively in Group C and (196±30) pg/ml and (346±120) pg/ml in Group B; both significantly higher than in Groups A and D (blank control group, all P<0.05 ). Conclusions Cells could be grown successfully on polyglycolic acid and retain functions of secretion. Our next step is to use human saphenous vein smooth muscle cells and endothelial cells to grow tubular vascular grafts in vitro.     

应用骨髓干细胞和自制胶原-壳聚糖构建组织工程心瓣膜

目的探讨应用骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)诱导分化的内皮细胞为种子细胞,以胶原-壳聚糖复合物为支架材料,运用组织工程学的原理和方法体外构建组织工程心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)的可行性。方法兔主动脉壁体外分离、培养、传代平滑肌细胞、成纤维细胞,将培养的成纤维细胞、平滑肌细胞与兔骨髓基质干细胞诱导分化的内皮细胞按顺序种植在预湿处理的胶原-壳聚糖复合支架上,通过组织学及倒置显微镜、扫描电镜观察内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞在支架上生长、增殖和基质分泌情况。结果 HE染色示内皮细胞能够在胶原-壳聚糖复合支架黏附、伸展、增殖,在TEHV表面长成连续的细胞层;扫描电子显微镜示TEHV表面光滑,细胞生长良好,细胞层完整,且瓣膜表面的内皮细胞具有合成和分泌前列环素(PGI2)的功能。结论以兔主动脉壁体外分离、培养、传代的平滑肌细胞、成纤维细胞和BMSCs诱导分化的内皮细胞为种子细胞,依次种植在胶原-壳聚糖复合支架上可以构建TEHV,且内皮细胞能够分泌PGI2。     

在动态旋转系统中构建小口径组织工程化血管的实验研究

目的探索在动态旋转系统中构建小口径组织工程化血管的可行性。方法将新型可降解材料聚羟基丁酸酯（PHB）做成多孔状PHB＋胶原包埋管形支架。采用酶消化法和组织块法分别培养人脐静脉血管内皮细胞、人脐动脉血管平滑肌细胞和人成纤维细胞的混合细胞悬液接种于胶原包埋的PHB内腔面,采用动态旋转系统下培养3周,行大体观察和扫描电镜观察。结果在动态旋转系统中构建的小口径组织工程化血管,在细胞结构上形成均匀血管组织。结论在动态旋转系统下构建组织工程化血管是可行的,为下一步行混合种植后行组织工程化血管移植试验打下基础。     

具有良好细胞相容性的脱细胞血管支架的制备

目的制备具有良好细胞相容性的脱细胞血管支架材料，为构建组织工程血管奠定基础。方法用含有脱氧胆酸钠、SDS、EDTA的低渗液和等渗液以及核酸酶对猪的胸主动脉进行脱细胞处理．使用HE、Movat五色法、DAPI染色及电镜观察处理结果。以MTT法分析脱细胞溶液的细胞毒性，通过种植内皮和平滑肌细胞，分析支架的细胞相容性。结果上述方法使用的脱细胞溶液细胞毒性低；经该法处理后，血管的细胞成分完全去除，胶原纤维、弹性纤维、糖蛋白等主要基质成分充分保留，组织结构完整，内皮细胞和平滑肌细胞可以在上面黏附生长，形成完整的细胞层。结论利用脱氧胆酸钠、SDS、EDTA和核酸酶联合消化的方法．可制备出基质成分充分保留、细胞相容性优良的脱细胞血管支架．适于构建组织工程血管。     

血小板衍生生长因子-BB对血管内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞胶原蛋白合成的影响

目的:观察血小板衍生生长因子-BB对培养的人血管内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞胶原蛋白合成的影响.方法:采用培养的人血管内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞,应用3H-脯氨酸掺入方法,观察血小板衍生生长因子-BB对3种细胞胶原蛋白合成的影响.结果:血小板衍生生长因子-BB可促进处于静止状态的成纤维细胞和平滑肌细胞胶原蛋白合成,并呈现出明显的浓度依赖关系,成纤维细胞和平滑肌细胞胶原蛋白合成分别在30 ng/ml和40 ng/ml时达到高峰,血小板衍生生长因子-BB对血管内皮细胞胶原蛋白合成总量无明显促进作用.在30 ng/ml的血小板衍生生长因子-BB作用下,成纤维细胞和平滑肌细胞分别在36 h和48 h时胶原蛋白合成达到高峰.结论:血小板衍生生长因子-BB可明显促进培养的人血管平滑肌细胞和成纤维细胞的胶原蛋白的合成,对血管内皮细胞胶原蛋白合成总量无明显促进作用.     

PLGA/Ⅰ型胶原复合支架用于组织工程化骨再造的研究

目的:采用PLGA/Ⅰ型胶原复合改良生物支架,构建组织工程化骨组织.方法:采用Ⅰ型胶原和聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)复合,制作改良的生物支架,将原代培养的成骨细胞接种于复合支架上,培养1周,扫描电镜观察成骨细胞在支架上的生长及黏附情况;同时,将细胞-支架复合体自体异位植入,并取材观察其成骨情况.结果:经鉴定,原代培养的细胞符合成骨细胞的特征;扫描电镜:在生物支架上大量成骨细胞呈簇状生长,并形成多个细胞突起;大体标本:4个月时可见骨块形成;自体异位植入后1个月可见新生骨组织形成,周围有多个活性成骨细胞和骨母细胞,至4个月时骨组织渐趋成熟.结论:Ⅰ型胶原和PLGA复合支架是一种理想的生物可降解支架,可用于组织工程化骨再造的研究.