人脂肪来源干细胞与膀胱脱细胞基质-丝素蛋白双层支架的生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞(Human adipose derived stem cells,h ASCs)在膀胱黏膜下脱细胞基质-丝素蛋白(Bladder acellular matrix graft-silk fibroin,BAMG-SF)双层支架材料中的生长情况,分析其生物相容性。方法取h ASCs,置于BAMG-SF浸提液中培养,CCK-8法检测其细胞活力,评价BAMG-SF支架的细胞毒性并绘制生长曲线。扫描电镜观察BAMG-SF双层支架材料的表面形貌。将h ASCs传代扩增后接种到BAMG-SF双层支架材料上,体外培养1周后,转至裸鼠皮下培养1周、2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况。HLA免疫荧光鉴定裸鼠皮下双层支架上细胞的种属来源。结果 h ASCs在BAMG-SF双层支架浸提液中可保持较高的增殖率,根据细胞相对增殖率与细胞毒性分级关系证实BAMG-SF双层支架浸提液无细胞毒性。由h ASCs在BAMG-SF浸提液和DMEM培养基中的生长曲线可知,BAMG-SF有利于h ASCs的生长。将h ASCs接种到BAMG-SF双层支架材料上,经过体外、内培养,h ASCs均能长入支架的空隙内,且体内培养比体外培养有更多的h ASCs细胞长入支架。HLA检测显示支架内细胞部分为h ASCs。结论新型BAMG-SF双层支架材料安全无毒,与h ASCs生物相容性好,可作为细胞载体应用于组织工程膀胱的研究。     

不同性状脂肪脱细胞基质的制备及研究进展

近年来,组织工程作为一种新兴的治疗手段在整形和修复重建中的应用越来越受到临床和基础研究的重视。然而,目前常见的支架存在可塑性低或生物相容性差等缺点,寻求一种理想的支架材料仍是目前研究的热点和难点。脂肪组织脱细胞外基质（Decellularized adipose tissue,DAT）是指脂肪组织通过一系列脱细胞处理后得到的无细胞提取物,可模拟天然脂肪细胞外基质的特性,具有良好的生物相容性及可调节性,有望作为新型的组织工程支架应用于整形和修复重建等领域。本文将从DAT的特点、不同性状脱细胞基质的制备方法及研究进展等方面进行综述。     

髓核组织工程支架的构建及其生物相容性

[目的]制备脱细胞髓核基质,并鉴定其物理特性,制备壳聚糖凝胶组织支架,探讨其生物相容性。[方法]分离、培养SD大鼠骨髓间充质干细胞(MSC),并研究其成骨、成软骨、成脂肪多向分化能力。分离家猪髓核组织,逐步经过胰酶、核酶及TritonX-100处理,得到脱细胞髓核基质,观察脱细胞效果及其形态特点,并检测分析脱细胞髓核基质的主要成分。将脱细胞髓核基质溶于醋酸,制备成壳聚糖联合脱细胞髓核基质,将大鼠MSC接种于基质膜上培养。在第1、2、3、4、5 d采用CCK-8检测大鼠MSC在基质膜上的增殖情况,计算细胞相对增殖率(RGR)来评价其生物相容性,并计算其孔隙率。[结果]观察到SD大鼠MSC具有成骨、成软骨和成脂肪分化能力。制备出的家猪脱细胞髓核基质肉眼呈乳白色糜状,质较软,扫描电镜下观察发现,由无规则排列的网状胶原纤维组成,表面无细胞残留。红外光谱仪分析表明脱细胞髓核基质的主要成分是胶原蛋白。通过CCK-8检测,5 d内细胞毒性分级在0级与2级之间,说明大鼠MSC与壳聚糖联合脱细胞髓核基质具有很好的生物相容性。壳聚糖联合脱细胞髓核基质支架的孔隙率为(87.52±0.53)%。[结论]壳聚糖联合脱细胞髓核基质具有良好的生物相容性及孔隙率,符合生物工程支架选材标准。     

软骨脱细胞基质仿生支架的制备及其对骨髓基质干细胞成软骨分化的影响

目的探讨软骨脱细胞基质(ACM)仿生支架的制备及其对骨髓基质干细胞(BMSCs)成软骨分化的影响。方法将软骨组织粉碎后脱细胞处理,并以不同的比例与明胶(GT)溶液混合并交联,冷冻干燥制成多孔仿生支架。用扫描电镜(SEM)观察不同交联比例制成的ACM/GT支架,并对其孔径、孔隙率、生物力学、降解速率进行评估,从而选取最优组用于体外软骨构建。分离并培养山羊BMSCs,接种于单纯GT和ACM/GT支架上,SEM观察培养1、7、14 d后细胞在支架上的黏附、分布与基质分泌情况,并通过实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)评估成软骨分化能力。结果制备的ACM无细胞残留。随着ACM占比增加,孔径逐渐增大,降解速率逐渐增快,力学强度逐渐降低。其中G2A2组在孔径、孔隙率、生物力学和降解速率方面均适宜体外构建软骨组织。SEM显示细胞在单纯GT和G2A2支架上均匀分布,增殖显著,基质分泌明显。qRT-PCR显示G2A2显著促进了BMSCs的成软骨分化。结论ACM可以制备成适宜软骨再生的支架材料,并可促进BMSCs的成软骨分化。     

人脂肪来源干细胞与聚己内酯/壳聚糖支架的生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞（Human adipose derived stem cells,hADSCs）在聚己内酯/壳聚糖[Poly（ε-capro-lactone）/chitosan,PCL/CS]支架中的生长情况。方法取PCL/CS浸提液培养hADSCs,CCK-8法检测细胞活力,评价支架细胞毒性。hADSCs传代扩增后,接种到PCL/CS支架上,体外培养1周、2周,裸鼠体内培养2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况,免疫组化HLA-Ⅰ监测经裸鼠体内培养后复合支架上细胞的种属来源。结果 hADSCs在PCL/CS浸提液中可保持较高的增殖率,PCL/CS浸提液无细胞毒性。hADSCs终止于PCL/CS支架后,经过体外、内培养,hADSCs均能长入支架的空隙内,且体内培养比体外培养有更多的细胞长入支架。体外培养1周,已有细胞黏附生长在PCL/CS支架的边缘,体外培养2周后,部分细胞渗透到材料内部。体内培养2周后,大量细胞能渗透到材料内部,同时HLA-Ⅰ抗体检测发现,支架材料内部分细胞HLA-Ⅰ阳性表达,说明PCL/CS支架内该部分的细胞来源于hADSCs。结论 PCL/CS支架安全无毒,hADSCs能在PCL/CS支架上较好生长,该支架可用于组织工程膀胱的研究。     

采用肌卫星细胞及异种无细胞基质构建组织工程膀胱的研究

目的探讨应用组织工程膀胱进行膀胱替代修复的可行性。方法采用自体肌卫星细胞（MDSC）和猪膀胱无细胞基质（PBAM）构建兔组织工程膀胱。应用Percoll非连续密度梯度离心法分离纯化培养兔MDSCs，采用去污剂洗涤法对新鲜猪膀胱进行脱细胞处理获得PBAM。MDSCs接种于PBAM表面并进行短暂体外培养，获得组织工程膀胱。雄性新西兰兔行膀胱大部分切除术，分别采用PBAM及构建的组织工程膀胱进行替代修补，每组6只，1、4、8、12周后进行膀胱造影并取材观察修复组织再生情况。结果非连续密度梯度离心法所得细胞纯度〉90％。酶消化法能有效去除膀胱中细胞成分，光镜及电镜观察无细胞成分残留，细胞毒性测定为1级，细胞相容性好。1周后所构建组织工程膀胱修补吻合区生长良好，12周后修补区组织结构基本接近正常膀胱。容积达到正常膀胱的80％，2组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。结论采用MDSC及PBAM构建的组织工程膀胱是理想的膀胱替代修补材料。     

新型生物可降解材料与骨髓间充质干细胞生物相容性研究

目的探讨人骨髓间充质干细胞(MSCs)与第3代聚羟基烷酸酯(PHA)类聚酯:3-羟基丁酸、3-羟基己酸无规嵌段共聚物[p(3HB-co-3HH)]的生物相容性,以及材料植入体内的组织相容性. 方法将培养的人MSCs分别接种于细胞载体p(3HB-co-3HH)上,通过相差显微镜和电镜,以及HE、Von Kossa染色和Ⅰ型胶原表达等分析,了解细胞载体复合物体外立体培养2周、或裸鼠体内植入后经过培养的MSCs在支架材料上生长、扩增和分泌基质等与材料的相容性. 结果 p(3HB-co-3HH)具有良好的亲水性及细胞亲和力,材料表面不需特殊处理(如卵磷脂、多聚赖氨酸包埋等),可以作为种子细胞的载体,接种的MSCs能够在材料中均匀分布,贴壁生长良好,维持骨髓干细胞表型.在培养体系中加入成骨诱导分化试剂后,贴壁生长的MSCs可向成骨细胞分化并分泌基质,表达Ⅰ型胶原. 结论 p(3HB-co-3HH)具有良好的生物相容性和细胞亲和性,是较好的可降解的高分子生物材料.     

膀胱平滑肌细胞与膀胱脱细胞基质的生物相容性研究

目的:研究膀胱平滑肌细胞与膀胱脱细胞基质(BAM)的生物相容性。方法:分离培养兔膀胱平滑肌细胞,采用α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)抗体进行鉴定。将以1×10 5个/mL的单细胞悬液均匀接种于制备BAM支架上,通过与单独培养的膀胱平滑肌细胞作对照,绘制两组细胞生长曲线图,对比观察两条生长曲线的差异性。 ...     

脂肪组织来源的脱细胞基质生物水凝胶修复大鼠坐骨神经缺损

目的:观察脂肪组织来源的脱细胞基质水凝胶（DAT-gel）对大鼠坐骨神经缺损的修复效果。方法:2019年4月-2020年4月,收集在解放军总医院第一医学中心整形修复科行大腿或腹部吸脂术的健康成年女性的术后废弃无菌颗粒状脂肪组织,术前均获得患者知情同意。对脂肪组织行脱细胞和酶消化处理制备成DAT-gel。扫描电镜（SEM...     

脂肪间充质干细胞在脂肪组织工程中的研究现状

脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)是由 PA Zuk 等在2002年首先从脂肪组织中分离出的一种成纤维细胞样细胞,形态与骨髓间充质干细胞相似,可以向软骨细胞、成骨细胞、肌细胞、神经细胞和脂肪细胞等不同胚层来源的细胞分化,具有自我更新能力和多向分化潜能[1]。因其具有来源充足、取材方便、无伦理争议的优势,近年来,作为脂肪组织工程的种子细胞受到研究者的广泛关注。笔者以 ADSCs 为种子细胞构建组织工程脂肪的研究进展作一综述。     

促进脂肪组织工程再血管化的相关研究进展

目的对脂肪组织工程中再血管化的研究现状进行分析,为组织工程脂肪再血管化提供理论参考。方法广泛查阅近年有关脂肪组织工程中关于再血管化研究的相关文献,围绕促血管化的5个方面,包括脂肪细胞组织结构及血供系统的特殊性、血管化的机制、种子细胞的复合、支架材料的修饰、微环境的改善,进行相关文献复习和综述。结果脂肪组织工程技术为修复软组织缺损提供了一条新思路,但目前构建成功的组织工程脂肪体积均未超过1 mL,主要与构建物内血管化程度有关,因此构建物内血供的快速重建是脂肪组织工程由基础向临床应用的关键性环节。结论促进脂肪组织工程移植物尽快再血管化,能使支架上种子细胞及时获得营养,为制备大体积组织工程脂肪提供可能,从而满足临床修复大范围软组织缺损的需要。     

Behavior of cardiomyocytes and skeletal muscle cells on different extracellular matrix components--relevance for cardiac tissue engineering

Myocardial cell transplantation in patients with heart failure is emerging as a potential therapeutic option to augment the function of remaining myocytes. Nevertheless, further investigations on basic issues such as ideal cell type continue to be evaluated. Therefore, the aim of our studies was to compare the performance of skeletal muscle cells and cardiomyocytes with respect to their proliferation rate and viability on different extracellular matrix components (EMCs). Rat cardiomyocytes (RCM) and rat skeletal muscle cells (RSMC) were cultured on EMCs such as collagen type I, type IV, laminin, and fibronectin. The components were used as "single coating" as well as "double coating." Proliferation rates were determined by proliferation assays on days 1, 2, 4, and 8 after inoculation of the cells. The most essential result is that collagen type I enhances the proliferation rate of RSMC but decreases the proliferation of RCM significantly. This effect is independent of the second EMC used for the double-coating studies. Other EMCs also influence cellular behavior, whereas the sequence of the EMCs is essential. Results obtained in our studies reveal the significant different proliferation behavior of RCM and RSMC under identical conditions. As skeletal muscle cells are also used in heart tissue engineering models, these results are essential and should be investigated in further studies to prove the applicability of skeletal muscle cells for heart tissue engineering purposes.     

Comparison of different fabrication techniques for human adipose tissue engineering in severe combined immunodeficient mice

Adipose tissue engineering has been advocated for soft‐tissue augmentation and for the treatment of soft tissue defects. The efficacy in terms of persistence of the engineered fat is, however, not yet understood and could depend on the nature of fabrication and application. The high metabolic demand of adipose tissue also points to the problem of vascularization. Endothelial cell (EC) cotransplantation could be a solution. Human adipose tissue‐derived stromal cells were seeded on collagen microcarriers and submitted to adipogenic differentiation (“microparticles”). In a first run of experiments, these microparticles were implanted under the skin of severe combined immunodeficient (SCID) mice (n = 45) with and without the addition of human umbilical vein ECs (HUVECs). A group of carriers without any cells served as control. In a second run, adipose tissue constructs were fabricated by embedding microparticles in fibrin matrix with and without the addition of HUVEC, and were also implanted in SCID mice (n = 30). The mice were sacrificed after 12 days, 4 weeks, and 4 months. Mature adipose tissue, fibrous tissue, and acellular regions were quantified on whole‐specimen histological sections. The implantation of microparticles showed a better sustainment of tissue volume and a higher degree of mature adipose tissue compared with adipose tissue constructs. Immunohistology proved obviously perfused human tissue‐engineered vessels. There was a limited but not significant advantage in EC cotransplantation after 4 weeks in terms of tissue volume. In groups with EC cotransplantation, there were significantly fewer acellular/necrotic areas after 4 weeks and 4 months. In conclusion, the size of the implanted tissue equivalents is a crucial parameter, affecting volume maintenance and the gain of mature adipose tissue. EC cotransplantation leads to functional stable vascular networks connecting in part to the host vasculature and contributing to tissue perfusion; however, the long‐term benefit depends on additional basic conditions that need further research.     

脂肪组织细胞外基质水凝胶的制备、检测和应用

细胞外基质水凝胶生物活性支架材料,以其优良的生物活性、生物相容性、生物诱导活性、生物可降解性和可微创注射等优势,被广泛应用于细胞三维培养、类器官构建、组织缺损修复、生物三维打印和组织工程等方面。脂肪组织具有来源充足、易于获取、细胞外基质成分含量丰富等优点,成为近年来组织修复和再生医学领域的研究热点,该文就其制备、检测及应用等方面进行综述,以期为相关研究人员提供参考。     

人细胞外基质支架联合脂肪干细胞构建脂肪组织

目的 探讨人脂肪组织细胞外基质(ECM)支架联合人脂肪来源干细胞(ADSCs)构建工程化脂肪组织的可行性.方法 以酶消化法从人抽脂术抽吸物脂质部分获取人ADSCs,体外进行多向分化诱导鉴定,并行DiI荧光标记.从抽脂术的脂质部分分离提取人脂肪组织细胞外基质,经过低温冻干、粉碎、灭菌等处理,制备成粉末状,电镜扫描观察表面特征并将其与ADSCs进行黏附实验,探讨其作为支架材料的可行性.收集人ADSCs,以2×109/L的细胞密度与提取的细胞外基质支架复合后移植于裸鼠背部皮下,同鼠对侧背部皮下移植ECM支架和细胞培养液作为对照,每侧移植0.5 ml,共6只实验鼠.8周后取材,称量标本湿重.取出的标本行苏木素-伊红(HE)染色和油红O染色进行定性判断,分析人脂肪组织ECM支架联合人ADSCs构建工程化脂肪组织的能力.结果 从脂肪组织中分离得到人ADSCs和ECM支架.ADSCs在相应的诱导环境下能够分化成为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞.ECM支架电镜扫描和大体观察具有疏松、多孔的结构特征,适合ADSCs的黏附生长.ADSCs与支架相容性良好,黏附率达(89.87±2.59)％,细胞在支架表面可充分伸展生长.体内移植8周后,实验组和对照组都能够形成新生物,湿重比较实验组较对照组重(P＜0.05).经HE切片及油红O染色均证实实验组形成成熟的脂肪组织,对照组不能形成脂肪组织.结论 人脂肪组织ECM支架联合人ADSCs在体内能够成功构建成熟的脂肪组织,8周后支架并无明显吸收.     

人脂肪组织细胞外基质支架的构建

目的 探讨从人脂肪组织中提取细胞外基质并构建支架的方法,研究其结构特点,分析其作为脂肪组织工程支架的可行性.方法 收集抽脂术患者的脂肪组织,共7例,每例约310 ml,10 ml用来分离培养脂肪来源干细胞,300 ml提取细胞外基质,并制备成粉末状,扫描电镜观察其表面结构.DiI荧光标记脂肪来源干细胞,统计荧光标记后细胞存活率;将荧光标记前、后的细胞与支架粘附,检测其粘附率,所得数据用SPSS 13.0软件两样本t检验进行统计学比较,分析标记前后细胞粘附率有无差异;荧光显微镜下观察细胞在支架表面生长情况.结果 从人脂肪组织中提取得到脂肪来源干细胞和细胞外基质粉末.脂肪来源干细胞具有成脂、成软骨和成骨分化的能力;扫描电镜观察细胞外基质粉末具有多孔、粗糙表面和光滑表面的结构.脂肪来源干细胞与支架粘附较好;DiI标记前、后细胞粘附率分别为(88.81±4.81)％和(86.48±4.58)％,两样本t检验,P=0.371,差异无统计学意义(P＞0.05).荧光显微镜下脂肪来源干细胞在细胞外基质支架上生长状态良好.结论 人脂肪组织细胞外基质粉末容易获取,形状和颗粒体积具有高度的多样性,表面积较大,有利于脂肪干细胞的粘附和增殖,可作为一种较理想的脂肪组织工程支架材料.     

牛去细胞骨基质的生物相容性研究

目的 研究新型骨修复材料牛去细胞基质骨的生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据.方法 对牛去细胞骨基质进行急性毒性实验、热源实验、溶血实验、兔肌肉内种植实验和兔桡骨骨缺损修复实验研究.结果 牛去细胞骨基质无毒性、无热源性、不引起溶血反应,植入兔肌肉后逐渐发生生物降解并被纤维组织取代,兔骨缺损区植入后可被骨组织取代.结论 牛去细胞骨基质具有良好的生物相容性,是理想的骨支架材料.     

Optimizing the decellularization process of an upper limb skeletal muscle; implications for muscle tissue engineering

Upper limb muscle reconstruction is required following cancer resection, trauma, and congenital deformities. Current surgical reconstruction of the muscle involves local, regional and free flaps. However, muscle reconstruction is not always possible due to the size of the defect and functional donor site morbidity. These challenges could be addressed with the production of scaffolds composed of an extracellular matrix (ECM) derived from decellularized human skeletal muscle. This study aimed to find an optimal technique to decellularize a flexor digitorum superficialis muscle. The first two protocols were based on a detergent only (DOT) and a detergent-enzymatic protocol (DET). The third protocol avoided the use of detergents and proteolytic enzymes (NDNET). The decellularized scaffolds were characterized using qualitative techniques including histological and immunofluorescent staining and quantitative techniques assessing deoxyribonucleic acid (DNA), glycosaminoglycan (GAG), and collagen content. The DOT protocol consisting of 2% SDS for 4 hours was successful at decellularizing human FDS, as shown by DNA content assay and nuclei immunofluorescence staining. The DOT protocol maintained the microstructure of the scaffolds as shown by Masson’s trichrome staining and collagen and GAG content. DET and NDNET protocols maintained the ECM, but were unsuccessful in removing all DNA content after two cycles of decellularization. Decellularization of skeletal muscle is a viable option for muscle reconstruction using a detergent only technique for upper limb defects. Further testing in vivo will assess the effectiveness of decellularized scaffolds for upper limb muscle skeletal tissue engineering.