神经干细胞与功能化自组装多肽水凝胶的细胞相容性

目的 制备功能化自组装多肽水凝胶并检测其与神经干细胞(NSCs)的生物相容性.方法 合成自组装多肽RADA16 与多肽RADA16-IKVAV,将两者混合制备功能化自组装多肽水凝胶,用原子力显微镜(AFM)观察其形态学特征.采用无血清培养法从新生大鼠皮层分离培养NSCs.将NSCs分别接种到RADA16自组装多肽水凝胶(对照组)与功能化自组装多肽水凝胶(实验组)表面.激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察细胞迁移.用CCK-8法测定吸光度(A)检测细胞增殖能力.应用Nestin、MAP2、GFAP和CC-1免疫荧光染色,检测神经干细胞分化.结果 AFM显示功能化自组装多肽水凝胶由纳米纤维组成,其纤维直径为20～30 nm,长度可达数百纳米.在细胞接种6 d后,对照组和实验组细胞在水凝胶中的迁移距离分别为(27.5±3.7)μm和(53.2±5.4)μm,两组差异有统计学意义(P＜0.05).复合培养7 d后,实验组中细胞A值明显高于对照组(P＜0.05).免疫荧光结果显示13 d后对照组中MAP2阳性细胞百分率为(22.44±3.52)%,实验组为(40.35±4.84)%,两组差异有统计学意义(P＜0.05).结论 功能化自组装多肽水凝胶与NSCs相容性良好.     

骨髓基质干细胞在IKVAV多肽纳米纤维凝胶表面增殖、黏附及向神经细胞诱导分化的研究

目的研究骨髓基质干细胞（BMSCs）与IKVAV多肽纳米纤维凝胶复合的细胞假体应用于脊髓损伤治疗的可行性。方法合成IKVAV多肽两亲性分子，进行自组装，用透射电镜检测。将IKVAV多肽纳米纤维凝胶与BMSCs复合培养，采用倒置显微镜下观察、Calcein—AM／PI染色、CCK-8法、免疫荧光双标法，检测IKVAV多肽对BMSCs增殖、黏附及向神经细胞方向诱导分化的影响。结果IKVAV多肽可成功自组装成纳米纤维凝胶，其与BMSCs复合培养细胞生长良好，活细胞数达90％以上，IKVAV多肽对BMSCs增殖没有影响，可促进BMSCs的黏附，并在诱导BMSCs向神经细胞分化过程中提高神经元分化比例。结论BMSCs在IKVAV多肽纳米纤维凝胶材料表面可良好的增殖及黏附，并可提高其向神经细胞分化过程中神经元的分化比例。     

不同种子细胞复合壳聚糖水凝胶构建可注射组织工程髓核的比较研究

目的比较兔髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)和BMSCs在温敏性壳聚糖水凝胶支架中的生长及细胞外基质合成,筛选用于构建可注射组织工程髓核的种子细胞。方法取3周龄新西兰乳兔,体重150～200g,雌雄不限,分离培养兔NPCs;取1月龄新西兰白兔,体重1.0～1.5kg,雌雄不限,穿刺抽取骨髓分离培养BMSCs。以壳聚糖、β甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架。取第2代NPCs和第3代BMSCs分别与壳聚糖水凝胶混匀,构建可注射组织工程髓核。复合培养2d,观察NPCs和BMSCs在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察两种细胞在支架中的生长分布;复合培养3周,行组织学、免疫组织化学检查,并用RT-PCR检测组织工程髓核中聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原mRNA的表达。结果温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15min发生交联反应成为半固态凝胶。吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中多数NPCs和BMSCs存活,少数死亡,细胞存活率均90%。扫描电镜示NPCs和BMSCs分布于网状支架中,细胞表面有分泌的细胞外基质。HE染色、番红O染色及免疫组织化学染色显示细胞具有分泌细胞外基质的功能。RT-PCR检测示NPCs在壳聚糖水凝胶支架中复合培养3周,Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA表达量分别为0.564±0.071、0.725±0.046,BMSCs复合培养物分别为0.713±0.058、0.852±0.076,两种细胞比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论温敏性壳聚糖水凝胶具有良好的细胞相容性,与NPCs比较,BMSCs复合壳聚糖水凝胶培养保持了更好的形态、增殖及细胞外基质合成功能。     

体外构建可注射式组织工程髓核的初步研究

目的 研究兔髓核细胞在温敏性壳聚糖水凝胶支架上的生长情况,探讨其构建可注射式组织工程髓核可行性. 方法 取3周龄新西兰乳兔,体重150～200 g,雌雄不限,分离培养兔髓核细胞.以壳聚糖、β-甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架,并行物理性状及大体观察.将支架与兔髓核细胞复合构建组织工程髓核.复合培养2d,观察髓核细胞在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察髓核细胞在支架上的生长情况;复合培养3周后,行组织学、免疫组织化学检测,并用RT-PCR检测其分泌的聚集蛋白聚糖、Col Ⅱ mRNA表达. 结果 制备的温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15 min可发生交联反应成为同态凝胶.吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中大多数髓核细胞存活,少数死亡,细胞存活率>90%;扫描电镜示髓核细胞分布于网状支架中,细胞表面有分泌的ECM;HE、甲苯胺蓝、番红O染色及免疫组织化学染色结果 显示软骨细胞具有分泌ECM的功能;RT-PCR检测示髓核细胞在壳聚糖水凝胶支架中立体培养3周后Col Ⅱ、聚集蛋白聚糖mRNA分别为0.631±0.064、0.832±0.052,较单纯培养(0.528±0.039、0.773±0.046)分泌基质的能力更强,差异均有统计学意义(P<0.05). 结论 温敏性壳聚糖水凝胶材料具有良好的细胞相容性,髓核细胞与其复合培养后可保持正常形态及分泌功能,有望成为髓核细胞载体构建组织工程髓核.     

新型多肽神经组织工程支架与背根神经节细胞联合培养的研究

目的 观察自组装含IKVAV多肽凝胶材料与神经组织的生物相容性.方法 肽溶于NaOH溶液中,调整pH至8.5,浓度为0.01g/ml,加DMEM/F12在盖玻片上触发多肽自组装为凝胶,透射电镜检测.取新生SD大鼠背根神经节及其游离细胞分为实验组与对照组,实验组中DRG及其游离细胞与凝胶材料联合培养.倒置相差显微镜观察DRG生长情况,免疫荧光染色结合镜下细胞计数检测凝胶材料的细胞毒性和黏附性.结果 透射电镜显示:自组装凝胶为编织状纳米纤维.实验组中DRG轴突生长情况优于对照组.培养1、3d后,两组中活细胞比例差异无统计学意义.培养3、12h后,实验组中神经细胞黏附数显著高于对照组.结论 含IKVAV多肽凝胶材料能促进DRG生长和神经细胞黏附,对细胞毒副作用小,可作为优良的神经组织工程支架材料.     

胶原凝胶构建神经组织工程支架的实验研究

目的研究胶原凝胶支架对大鼠BMSCs增殖和分化的影响,探讨其作为神经组织工程支架的可行性。方法利用Ⅰ型胶原制备胶原凝胶支架。采用密度梯度离心法分离培养大鼠BMSCs,取第5代细胞制备胶原凝胶-BMSCs复合体。采用扫描电镜、HE染色观察胶原凝胶支架的形态结构及复合培养后细胞形态;MTT检测该支架对BMSCs增殖的影响。取绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)阳性(GFP~+)BMSCs于胶原凝胶支架中培养24 h,通过激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察细胞生长及与材料的黏附情况。结果激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察示,GFP~+BMSCs均匀分布于胶原凝胶支架内,大部分GFP~+BMSCs呈梭形,部分细胞伸出突起,部分细胞间形成连接,提示BMSCs在三维空间中生长良好。扫描电镜示胶原凝胶支架为多孔纤维网状结构,BMSCs可黏附于该支架材料上,细胞形态良好。MTT检测示,BMSCs于胶原凝胶支架中培养后3、5、7 d的吸光度(A)值均高于单纯BMSCs培养,其中5、7 d时组间差异有统计学意义(t=4.472,P=0.011;t=4.819,P=0.009)。HE染色示,胶原凝胶支架呈均质淡粉染细丝样物质。BMSCs在胶原凝胶内培养24 h后均匀分布其中;7 d时BMSCs形态多样,部分细胞伸出细长突起,具有体外培养的神经元样形态。结论胶原凝胶支架制备简便,具有良好的生物相容性,可作为神经组织工程支架材料。     

自组袭多肽纳米支架与骨髓间充质干细胞的生物相容性研究

[目的]合成神经活性多肽IKVAV(isoleucine-lysine-valine-alanine-valine,异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸)两亲性分子,在体外进行自组装纳米纤维支架,并检测其与骨髓间充质干细胞(mesenchymal stemcells,MSCs)的生物相容性。[方法]IKVAV多肽两亲性分子委托上海波泰生物科技公司合成,并用高效液相色谱仪和质谱仪进行纯化和分析。将IKVAV多肽两亲性分子溶于0.1 M NaOH溶液中,加入稀盐酸降低pH值引发自组装,并利用透射电镜进行观察。分离兔骨髓间充质干细胞,流式分析其表面抗原标志。将MSCs与自组装支架体外共培养12 d,测定细胞粘附率,MTT方法检测IKVAV自组装材料对细胞生长增殖的影响,观察其生物相容性。[结果]IKVAV-PA可在一定条件下自组装形成凝胶,透射电镜可见其显示为纳米纤维,其直径为7.0～8.0 nm。分离的MSCs细胞表面标志CD105、CD44、CD34和CD45的阳性率分别为99.3%、99.5%、0.1%、0.4%。共培养过程后,随着时间延长,MSCs在多肽凝胶支架上黏附率上升,吸光度增加,细胞活性增强。[...     

骨形态发生蛋白-2活性多肽修饰的重组胶原矿化骨对骨髓基质干细胞生物学行为的影响

目的 探讨骨形态发生蛋白-2(BMP-2)活件多肽修饰的重组胶原矿化骨复合材料对骨髓基质干细胞(BMSCs)增殖、黏附及分化等生物学行为的影响. 方法制备重组胶原矿化骨支架材料,将BMP-2活性多肽通过交联剂共价结合到材料上,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;取第3代BMSCs接种到材料上,以未结合多肽的重组胶原矿化骨作为对照,采用MTT法检测BMSCs在材料表面的增殖;沉淀法检测BMSCs在材料表面的黏附率;扣描电镜观察比较BMSCs在材料表面的生长形态;通过检测细胞中的碱性磷酸酶活性及钙含量,观察BMSCs在材料表面的分化情况. 结果扫描电镜结果显示:支架材料旱多孔状;X射线光电子能谱法证实BMP-2活性多肽成功共价结合到材料表面;BMP-2活性多肽修饰的重组胶原矿化骨复合材料表面BMSCs的黏附和向成骨细胞方向分化能力均高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05),而BMSCs的增殖能力与对照组相比,差异无统计学意义(P＞0.05). 结论BMP-2活性多肽可以显著改善重组胶原矿化骨复合材料的细胞相容性和生物活性,经BMP-2活性多肽修饰的重组胶原矿化骨复合材料是一种理想的骨组织工程支架材料.     

以骨基质明胶及软骨基质构建一体化纤维环-髓核双相支架的实验研究

 目的 以骨基质明胶和软骨基质构建一体化纤维环-髓核双相支架,并检测其理化性能及细胞相容性。方法 制备中空骨基质明胶环,并注入脱细胞软骨匀浆,经冷冻干燥、交联后制备成一体化纤维环-髓核双相支架。行Hoechst 33258、天狼星红、HE染色,扫描电镜观察支架内部结构,检测支架孔隙率和吸水率,检测双相支架复水后的力学性能。分离山羊纤维环和髓核细胞,接种至双相支架的相应部位,体外培养48 h,扫描电镜、活/死细胞染色评价支架与细胞的生物相容性。结果 镜下Hoechst 33258染色未见细胞残留,天狼星红染色阳性,HE染色示两部分结合紧密。扫描电镜可见支架呈多孔结构,孔隙相连通,纤维环相孔径为(401.4±13.1) μm,髓核相孔径为(112.4±21.8)μm。支架孔隙率为73.37%±2.56%,支架吸水率为655.7%±78.6%。支架压缩弹性模量为(49.06±15.57)kPa,小于正常椎间盘的(135.9±28.9)kPa,但在同一数量级。扫描电镜观察细胞黏附于支架表面,细胞周围有基质分泌,live/dead细胞染色示细胞在支架上活性良好。结论 以天然骨基质明胶和软骨基质构建的一体化纤维环-髓核双相支架,无免疫原性,具有良好的孔径和孔隙率,支架两部分连接处结合紧密,在结构、生化成分及生物力学性能上与椎间盘组织相似,且具有良好的生物相容性。     

纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯人工骨支架的制备及其功能评价

[目的]体外研究评价纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯(nHA/pHEMA)生物支架的生物特性及其对转染骨形态发生蛋白-7(bone morphogenetic protein 7,BMP-7)的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal-stem cells,BMSCs)成骨分化的影响。[方法]将nHA与pHEMA复合构建nHA/pHEMA复合物支架。将BMP-7体外转染BMSCs并作为种子细胞接种至n HA/p HEMA支架。采用MTT、荧光显微镜及电镜扫描评价nHA/pHEMA支架的生物相容性和细胞毒性。ALP活性和RT-PCR检测分析BMP-7对复合nHA/pHEMA支架BMSCs成骨分化的影响。最后进行无侧限抗压试验评价nHA/pHEMA支架的生物力学特性。[结果]MTT荧光显微镜及电镜检测结果表明接种于nHA/pHEMA支架的BMSCs生长及增殖情况良好。BMP-7转染组与BMSCs组的细胞增殖水平差异无统计学意义(P0.05)。ALP活性检测发现BMP-7-BMSC组的ALP水平在培养第7 d和14 d明显高于BMSCs组(P0.05),RTPCR发现BMP-7-BMSCs组的RUNX2、COLI、OPN和OCN表达水平在培养第7 d和第14 d显著高于BMSCs组(P0.05)。生物力学检测发现nHA/pHEMA支架在高压力负荷及形变条件下未出现脆性骨折。[结论]nHA/pHEMA支架具有良好的生物相容性及生物力学特性,BMP-7能够显著促进复合nHA/pHEMA支架的BMSCs成骨分化,BMP-7-BMSCs与nHA/pHEMA支架复合可以作为理想的骨修复材料促进骨形成。     

自组装IKVAV多肽纳米支架及其对背根神经节神经元细胞的作用

目的:应用自组装IKVAV多肽纳米支架与鼠背根神经节神经元细胞(DRGc)联合培养,观察其对DRGc的作用。方法:将多肽溶于0.1MNaOH溶液中,调整pH值为8.5,多肽浓度为0.01mg/μl,与等体积DMEM/F12混合触发多肽自组装为凝胶支架,透射电镜检测。采用原代分离培养方法获得DRGc单细胞悬液后分为实验组与对照组,实验组中DRGc接种于凝胶支架表面,对照组接种于多聚赖氨酸表面,倒置相差显微镜观察神经元生长情况,采用细胞计数结合免疫细胞化学染色方法,观察DRGc的存活和轴突生长情况,并行统计学分析。结果:透射电镜下显示自组装凝胶支架为编织状纳米纤维。实验组和对照组中DRGc培养1d时平均轴突长度分别为43.8±10.4μm、33.4±5.75μm;培养14d时实验组和对照组中神经元数目分别为36.50±1.78个/视野、19.70±3.71个/视野,神经元所占比例分别为(43.60±4.83)%、(26.97±4.90)%,两组间比较有显著性差异(P<0.05)。结论:自组装IKVAV多肽纳米支架能降低神经元的死亡率,并诱导轴突的发生和生长,具有支架及生物活性双重作用,可作为神经组织工程支架材料。     

自组装多肽纳米凝胶支架三维培养前软骨干细胞的实验研究

目的构建新型自组装多肽纳米凝胶支架RGDmx,探讨支架的细胞相容性及其对前软骨干细胞(precartilaginous stem cells,PSCs)增殖和向软骨细胞方向分化的影响。方法取新生SD大鼠四肢长骨干骺端组织分离培养PSCs,采用免疫磁珠分选系统分选纯化原代细胞,并进行鉴定。取KLD-12、KLD-12-PRG多肽冻干粉,以体积比1∶1复合构建RGDmx。将纯化后的第3代PSCs接种至KLD-12(对照组)和RGDmx(实验组)培养,1、3、7、14 d用细胞计数(cell counting kit,CCK)-8法检测支架细胞增殖-毒性;制备不同混合比(0、20%、40%、60%、80%、100%)RGDmx,观察其对PSCs增殖的影响;采用无血清软骨形成培养液(complete chondrogenic medium,CCM)诱导两组支架内PSCs向软骨细胞方向分化,培养14 d时行甲苯胺蓝染色法鉴定,并用RT-PCR法检测两组软骨分化特异性基因Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的表达情况。结果成功分离纯化获得成纤维细胞生长因子受体3表达阳性细胞,免疫组织化学染色及免疫荧光染色鉴定为PSCs。CCK-8检测结果显示,复合培养后实验组细胞吸光度(A)值随培养时间延长逐步提高,7 d达峰值;其中7、14 d时细胞A值高于对照组(P<0.05);复合培养7 d时,混合比为40%组细胞A值较其他混合比组高,差异有统计学意义(P<0.05)。CCM诱导培养14 d时,两组支架内细胞甲苯胺蓝染色均呈阳性;RT-PCR检测示实验组细胞Ⅱ型胶原和蛋白聚糖mRNA表达水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论自组装多肽纳米凝胶支架RGDmx具有良好的细胞相容性,可有效促进PSCs增殖及向软骨细胞方向分化,是组织工程较理想的细胞载体系统。     

静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇纳米纤维作为组织工程支架的体外细胞相容性研究

目的 探讨静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸(PLGA)/聚乙二醇(PEG)共聚物纳米纤维作为组织工程支架的可行性,及其与大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)的体外相容性. 方法 静电纺丝法分别制备PLGA/PEG和PLGA纳米纤维支架,扫描电镜(SEM)观察材料结构;分离培养大鼠BMSCs,取第3代BMSCs分别接种于PLGA/PEG纳米纤维支架和PLGA纳米纤维支架进行培养,噻唑蓝(MTT)法测定其细胞毒性及细胞增殖;接种后2、4、6h血球计数板计数法测定其黏附率;DAPI荧光染色观察细胞核形态;SEM观察细胞和支架的形态、黏附及生长情况. 结果 SEM观察显示两组支架呈相互交联的多孔网状无纺结构.PLGA/PEG组和PLGA组纤维直径分别为(655±57)nm和(539±48)nm;孔隙率分别为86.8％±1.5％和84.7％±1 2％.MTT检测BMSCs在两组支架中生长良好,OD值均随时间延长而增大,两组各时间点比较差异均有统计学意义(P＜0 05).各时间段PLGA/PEG组的细胞黏附率明显高于PLGA组,差异均有统计学意义(P＜0.05).DAPI染色示各组细胞核形态正常,核质均染,未见明显凋亡及坏死细胞;PLGA/PEG组细胞较PLGA组明显增多.SEM观察显示,PLGA/PEG组BMSCs在支架上生长良好,基质分泌、生长情况优于PLGA组. 结论 采用静电纺丝法制备的PLGA/PEG纳米纤维支架安全无毒,具备合适的孔径和孔隙率,适合BMSCs生长,细胞相容性良好,是一种组织工程良好的支架载体.     

KLD-12多肽/重组人BMP-2凝胶诱导兔BMSCs成骨活性的实验研究

目的探讨KLD-12多肽复合重组人BMP-2(recombinant human BMP-2,rhBMP-2)诱导兔BMSCs成骨活性的影响。方法取3月龄新西兰大白兔骨髓,采用密度梯度法分离培养BMSCs。取第3代BMSCs分别采用KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶三维培养(实验组)和KLD-12多肽凝胶培养(对照组)。培养7 d倒置相差显微镜下观察实验组细胞在凝胶内的形态;3、7、10、14、21 d检测两组细胞培养基中ALP及骨钙蛋白含量;培养14 d两组行Ⅰ型胶原免疫荧光染色观察,实时荧光定量PCR检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白基因相对表达量。结果倒置相差显微镜下观察,培养7 d实验组及对照组凝胶内BMSCs呈圆形,分布均匀。两组培养3、7 d时ALP表达量及骨钙蛋白含量比较差异无统计学意义(P0.05),10~21 d实验组以上指标均明显高于对照组(P0.05)。培养14 d,激光共聚焦显微镜观察示,实验组Ⅰ型胶原免疫荧光染色阳性,且荧光强度较对照组高;实时荧光定量PCR检测实验组Ⅰ型胶原、骨钙蛋白基因相对表达量均显著高于对照组,比较差异有统计学意义(t=15.902,P=0.000;t=12.998,P=0.000)。结论 BMSCs在KLD-12多肽内正常生长并增殖,KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶诱导BMSCs向成骨细胞分化的生物活性良好。     

非接触性共培养BMSCs和髓核细胞时间差异性的实验研究

目的探讨在非接触性共培养环境下,BMSCs定向分化为类髓核细胞在共培养时间上的差异性,寻找适合体内移植的最佳时间。方法取6只8周龄健康新西兰大白兔(体重1.5～2.0 kg)骨髓及椎间盘髓核,分离、培养BMSCs和髓核细胞并进行免疫细胞化学鉴定。取原代髓核细胞和第2代生长良好的BMSCs体外建立非接触性共培养模型。观察共培养后第1、3、5代BMSCs的形态学变化并绘制生长曲线;RT-PCR检测共培养5、10、15 d BMSCsⅡ型胶原和蛋白聚糖mRNA表达;Western blot检测共培养5、10、15、20、25、30 d BMSCsⅡ型胶原和蛋白聚糖蛋白的表达。结果 BMSCs相对特异性标记物CD44、CD90表达阳性,造血细胞表面标记物CD34、CD45表达阴性。髓核细胞Ⅱ型胶原、蛋白聚糖表达阳性。共培养后2周BMSCs形态发生明显变化,呈多角形、不规则形;共培养后3代内,BMSCs生长速度无明显差异,随着传代次数增加,细胞增殖明显减慢。RT-PCR检测示共培养后10、15 d BMSCs蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达明显高于5 d时(P<0.05),而10 d与15 d时差异无统计学意义(P>0.05)。Western blot检测示共培养后随时间延长细胞表达Ⅱ型胶原和蛋白聚糖蛋白逐渐增加,5、10、15 d间差异有统计学意义(P<0.05),15 d后各时间点间比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论在非接触性共培养环境下,BMSCs在髓核细胞诱导下可向类髓核细胞分化,表达Ⅱ型胶原和蛋白聚糖,在共培养15 d时达到相对稳定,此时较适合进行体内移植。     

纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料的生物相容性评价

目的 评价新型复合材料纳米TCP/明胶/鹿茸多肽的生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据.方法 制备纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料,扫描电镜观察其形态.常规培养L929和NIH/3T3细胞,取对数生长期的细胞用于实验.通过急性毒性实验、溶血实验、细胞增殖实验和细胞毒性实验等研究该复合材料的生物相容性.结果 扫描电镜观察示复合材料微球直径约10μm,单个分散存在,微球表面存在纳米级孔洞.急性毒性实验结果显示,实验动物在观察期内一般状态良好,无惊厥、瘫痪和死亡等毒性反应,给药前、后体重无明显变化,该复合材料无急性毒性.溶血实验结果显示溶血率均<5%,符合医用生物材料的溶血实验要求.细胞增殖实验结果显示,不同浓度材料浸提液作用于NIH/3T3细胞均不同程度地促进细胞增殖,具有较好的生物学活性.细胞毒性实验结果显示,该材料细胞毒性为0级.结论 纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料具有良好的生物相容性.     

兔纤维环细胞复合KLD-12多肽纳米纤维凝胶体外三维培养的实验研究

目的探讨兔纤维环细胞复合KLD-12多肽纳米纤维凝胶体外培养的可能性,寻找修复椎间盘退变的理想种子细胞和支架。方法胰蛋白酶消化法提取6月龄新西兰大白兔纤维环细胞,培养至第3代,复合于KLD-12多肽制备KLD-12多肽/纤维环细胞凝胶。倒置显微镜观察凝胶内细胞形态变化;细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测细胞增殖活性;钙黄绿素(Calcein-AM)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)双荧光染色观察凝胶内活、死细胞,计算活细胞比率;阿尔新蓝法检测培养基中糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)含量;免疫荧光染色观察Ⅱ型胶原分泌情况;实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-q PCR)检测纤维环细胞Ⅱ型胶原及蛋白聚糖(Aggrecan)基因表达情况。结果复合于凝胶中的纤维环细胞呈圆形,少部分在凝胶边缘处贴壁的细胞呈多角形。CCK-8结果显示,细胞增殖活性随培养时间延长呈增加趋势,培养14 d活性显著高于其余各时间点(P0.05),且各时间点活性均显著高于空白凝胶对照组(P0.05)。Calcein-AM/PI双荧光染色观察示,培养5、14 d凝胶内细胞活细胞比率分别89.32%±8.58%和97.81%±1.09%,比较差异无统计学意义(t=—1.962,P=0.097)。GAG检测示,细胞中GAG含量随培养时间延长逐渐增加,8 d达峰值,之后逐渐下降;培养5、8、11 d时GAG含量显著高于2、14 d时(P0.05)。免疫荧光染色示细胞中Ⅱ型胶原正常分泌。RT-q PCR检测示,培养5、14 d凝胶内纤维环细胞均可见Ⅱ型胶原和Aggrecan基因表达,14 d时基因相对表达量均显著高于5 d时(P0.05)。结论纤维环细胞能够在KLD-12多肽纳米纤维凝胶中正常生长增殖,主要细胞外基质成分可正常表达,细胞生物活性良好。     

FGL多肽自组装纳米纤维与神经干细胞生物相容性研究

目的 观察组织工程支架材料FGL多肽组装纳米纤维和神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的生物相容性. 方法同相法合成FGL多肽两亲性分子(FGL peptide-amphiphile,FGL-PA),采用高效液相色谱仪和质谱仪进行纯化和分析.加入0.1mol/LHCI于FGL-PA溶液,降低pH值引发其自组装,透射电镜观察自组装后的材料.取新生1 d大鼠大脑皮质,培养大鼠NSCs,分别加入最终浓度为0、50、100、200、400 mg/L FGL-PA,采用CCK-8试剂盒检测FGL-PA对细胞增殖的影响.将NSCs分别加入分化培养基(对照组:DMEM/F12、2?7和10?S)和含FGL-PA的分化培养基(实验组:DMEM/F12、2?7、10?S和100 mg/L FGL-PA)诱导分化,采用免疫荧光法检测FGL-PA对NSCs分化的影响. 结果 FGL-PA可自组装形成凝胶,透射电镜示其为纳米纤维,直径为10～20 nm,长度可达数百纳米.加入各浓度FGL-PA 48 h后,当FGL-PA浓度为50、100、200 mg/L时,吸光度(A)值显著增加,差异有统计学意义(P＜0.05).NSCs诱导分化培养14 d,免疫荧光结果 显示对照组NSCs分化为神经元比例为46.35%4±1.27%,实验组为72.85%±1.35%,两组比较差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 FGL-PA能自组装形成纳米纤维凝胶,具有良好的生物相容性和生物活性.     

负载IL-4及BMP-2的氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖凝胶对骨免疫和骨修复的早期影响研究

目的探讨负载IL-4和BMP-2的氧化石墨烯(graphene oxide,GO)-羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMC)凝胶诱导巨噬细胞M2型分化及对BMSCs成骨分化的影响。方法取CMC、GO制备混合溶液后,分别添加PBS、IL-4、BMP-2或IL-4+BMP-2,在交联剂作用下制备单纯或负载不同因子的GO-CMC凝胶支架;取单纯GO-CMC凝胶表征观测,包括大体、扫描电镜及傅里叶变换红外吸收光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)检测,以单纯CMC凝胶作为对照;取负载不同因子的GO-CMC凝胶行体外缓释实验。取4～5周龄SPF级SD雌性大鼠分离培养巨噬细胞,分别与单纯以及负载不同因子的GO-CMC凝胶培养,24 h后行CD206免疫荧光检测巨噬细胞分化情况;取第3代大鼠BMSCs分别与单纯以及负载不同因子的GO-CMC凝胶成骨诱导培养,10 d后行ALP染色观测早期成骨,21 d行茜素红染色观测晚期成骨。结果大体观察GO-CMC凝胶呈棕色、半透明状;扫描电镜观察示,GO-CMC凝胶孔径及孔壁厚度与单纯CMC凝胶相似,但内壁粗糙度增加;FTIR检测显示CMC发生聚合形成凝胶。体外缓释实验示3种负载不同因子的GO-CMC凝胶缓释性能相似,均呈线性缓慢释放因子。CD206免疫荧光检测示GO-CMC凝胶可诱导巨噬细胞M2型分化,ALP及茜素红染色示GO-CMC凝胶可诱导BMSCs成骨分化;其中负载IL-4+BMP-2的GO-CMC凝胶作用最显著(P0.05)。结论负载IL-4和BMP-2的GO-CMC凝胶可诱导巨噬细胞M2型分化,增强BMSCs成骨分化能力,为后期骨缺损修复及骨免疫调节研究提供了新的策略。     

BMSCs-壳聚糖凝胶复合体移植治疗椎间盘退变的实验研究

目的 探讨兔BMSCs-壳聚糖凝胶复合体移植治疗椎间盘髓核缺损退变的效果,为临床应用提供实验依据. 方法 6只健康1月龄新西兰白兔,雌雄不限,体重1.0～1.5 kg.取骨髓2 mL,分离培养BMSCs.取第3代BMSCs,5-BrdU活细胞示踪剂标记,与壳聚糖凝胶混匀,制备BMSCs-壳聚糖凝胶复合体.将6只动物建立兔椎间盘髓核缺损退变模型,并随机分为3组(n=2):正常对照组仅分离暴露椎间盘,不作任何处理;移植治疗组将30 μL自体BMSCs-壳聚糖凝胶复合体注射入缺损椎间盘中心;缺损退变组仅注射入0.01 mol/L PBS液30 μL.移植后4周处死动物,取出移植修复的椎间盘,行细胞5-BrdU标记检测、HE、aggrecan番红.染色及Col Ⅱ免疫组织化学染色;Col Ⅱ免疫组织化学染色切片行灰度值测定. 结果 细胞标记检测发现,自体BMSCs移植后继续存活并增殖,形成细胞克隆.正常对照组及移植组椎间盘HE染色示椎间盘结构清晰,髓核组织及外周纤维环分界清晰,细胞核及细胞浆染色明显;缺损退变组示椎间盘结构紊乱,髓核组织和外周纤维化分界不清.aggrecan番红O染色示正常对照组及移植治疗组椎间盘染色明显,椎间盘结构清晰;缺损退变组椎间盘结构紊乱,髓核组织和外周纤维化分界不清.Col Ⅱ免疫组织化学染色示正常对照组以中央髓核组织染色为主,呈黄褐色阳性反应,椎间盘结构清晰;移植治疗组中央髓核组织呈阳性反应,细胞间质可见明显黄褐色,大体结构仍保持完整;缺损退变组染色较前两组浅,且结构不清.3组Col Ⅱ免疫组织化学染色切片行灰度值测定,正常对照组为223.84±3.93,与移植治疗组(221.03±3.53)比较差异无统计学意义(P>0.05),但两组与缺损退变组(172.50±3.13)比较,差异均有统计学意义(P<0.05). 结论 兔BMSCs-壳聚糖凝胶复合体可修复椎间盘缺损退变,为临床应用可注射式组织工程髓核移植治疗椎间盘退变奠定实验基础.