丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景：很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。目的：探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。方法：将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求：孔径90～280μm,平均孔径为151.72μm;孔隙率为（92.72±4.78）%;吸水膨胀率为（141.10±6.87）%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义（P〈0.05）。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架与骨髓间充质干细胞的体外培养

背景:前期实验发现丝素蛋白、壳聚糖以适当的比例混合,可以互相弥补各自的不足,表现出良好的理化性质和生物学特性。目的:观察骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/壳聚糖混合三维支架材料上的生长情况。方法:将诱导后的兔骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/壳聚糖支架材料上,检测细胞黏附率,倒置显微镜及扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:细胞黏附率随时间的延长而增加。倒置显微镜观察显示,丝素蛋白/壳聚糖支架上的细胞看不清,随着时间的延长,支架周围细胞增多,且有细胞伸入支架内;扫面电镜观察显示,细胞生长活跃、增殖分裂正常,细胞周围见颗粒状、丝状基质物质,细胞的微丝与支架材料黏附紧密;细胞不仅可以在材料表面贴附生长,并伸入材料之中。说明丝素蛋白/壳聚糖混合支架材料具有良好的细胞生物相容性。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性

背景：大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性。目的：探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性。方法：将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性。结果与结论：经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义（P〈0.05）。扫描电镜观察发现细胞接种48h后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃。说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景:很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。目的:探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。方法:将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。结果与结论:丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求:孔径90～280μm,平均孔径为151.72μm;孔隙率为(92.72±4.78)%;吸水膨胀率为(141.10±6.87)%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义(P<0.05)。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

重组骨形成蛋白2／壳聚糖-磷酸钙支架载体与经诱导骨髓间充质干细胞共培养的可行性

目的：观察经诱导的骨髓间充质干细胞在由重组人骨形成蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2）修饰后的壳聚糖磷酸钙支架材料上的增殖和生长情况，以及其作为成骨细胞的支架载体用于构建组织工程化骨的可行性。方法：实验于2007-02／08在暨南大学附属第一医院中心实验室及暨南大学理工学院材料科学与工程系实验室完成。①制备壳聚糖-磷酸钙支架，再将其放入rhBMP-2溶液中浸泡30min，真空抽吸后冷冻干燥。②测量改良后壳聚糖-磷酸钙支架的孔隙率及抗压强度，扫描电镜观察其超微结构；同时，将兔骨髓间充质干细胞接种于复合支架上，用成骨细胞诱导液培养1周，扫描电镜观察成骨细胞在支架上的生长及黏附情况。结果：①rhBMP-2／壳聚糖-磷酸钙支架复合体的孔径超过100μm，空隙率为87％，压缩弹性模量为20MPa。②扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构，孔内见有细胞生长，细胞表面可见分泌颗粒。结论：经复合rhBMP-2后的壳聚糖-磷酸钙支架是合适三维立体多孔复合支架，有较好的细胞相容性，可以作为成骨细胞的支架载体，用于构建组织工程化骨。     

壳聚糖修饰丝素蛋白与人脂肪间充质干细胞体外构建组织工程脂肪

背景：在保留丝素蛋白原有优点的基础上,采用带正电荷的水溶性壳聚糖对其表面进行修饰,可改善细胞在支架材料上的黏附性。目的：验证壳聚糖表面修饰丝素蛋白支架材料与人脂肪间充质干细胞的生物相容性及两者体外构建组织工程脂肪的可行性。方法：将第3代人脂肪间充质干细胞悬液以1×107 L-1浓度接种于壳聚糖表面修饰丝素蛋白支架材料上作为实验组,以单纯的细胞悬液为对照组,MTT法检测细胞在支架材料上的黏附和增殖能力。将第3代人脂肪间充质干细胞悬液以1×109 L-1浓度接种于壳聚糖表面修饰丝素蛋白支架材料上,分别进行成脂诱导培养与高糖培养基常规培养,14 d后行细胞-支架复合物油红O染色与RT-PCR检测。结果与结论：人脂肪间充质干细胞在壳聚糖表面修饰丝素蛋白支架材料上黏附、增殖良好。成脂诱导14 d后,油红 O 染色显示壳聚糖修饰丝素蛋白支架材料上有大量脂肪细胞生成,且过氧化物酶增殖物活化受体γ2基因表达阳性。结果表明壳聚糖表面修饰丝素蛋白支架材料具有良好的体外生物相容性,与人脂肪间充质干细胞共培养可被成功诱导为成熟脂肪细胞。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性

背景:大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性.目的:探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性.方法:将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性.结果与结论:经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P<0.05).扫描电镜观察发现细胞接种48 h 后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃.说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性.     

肝细胞特异性大孔微载体的制备与表征

背景：在肝细胞移植及生物人工肝的研究中,肝细胞培养是关键环节,肝细胞表面存在着去唾液酸糖蛋白受体和半乳糖基之间的分子识别功能,如何方便地获取足够数量、活性较好、功能良好的肝细胞已经成为其首要问题. 目的：制备一种新的体外三维环境下具有肝细胞特异性的高性能的大孔微载体. 方法：以丝素蛋白、壳聚糖及乳糖酸为基本材料,通过乳化-化学交联、冷冻干燥、极性溶液处理制备一种新型丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体.采用光学显微镜、扫描电子显微镜和通过超导核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱及细胞相容性等对其形态结构及理化性质进行表征. 结果与结论：实验所制备的丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体,内外多孔且相互连通,具有肝细胞特异性.扫描电子显微镜下观察显示,该大孔微载体表面呈多孔结构,孔径为40-80μm,开口向外,呈喇叭状,孔的分布均匀,内部亦为多孔结构,适合于肝细胞高密度培养.超导核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱检测结果显示,半乳糖基已经成功复合到支架材料之中.细胞相容性实验结果显示,肝细胞能与材料特异性黏附、细胞围绕微载体聚集生长,并表现出很好的活力.结果证实,应用乳化-化学交联、极性溶液处理、冷冻干燥等方法可制备出具有肝细胞特异性亲和力的丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体.     

丝素-壳聚糖复合制作的三维可降解多孔支架

背景:单独使用天然材料如胶原、明胶及纤维蛋白制备的支架虽然解决了生物相容性等问题,但由于其降解太快,在作为细胞支架时往往提前塌陷而达不到诱生新组织的目的.目的:探讨应用丝素与壳聚糖复合制作生物可降解三维多孔的支架,并对其特性进行检测.设计、时间及地点:材料学观察实验,于2008-06/2009-06在浙江省医学科学院生物工程研究所完成.材料:春蚕茧由浙江省海宁市马桥镇黄墩庙村蚕农赠送,壳聚糖为上海伯奧生物科技有限公司产品.方法:通过脱胶、溶解、透析这3个主要步骤制成质量浓度为15 g/L的丝素溶液,将壳聚糖溶解在2%的醋酸溶液中制成25g/L.的壳聚糖-乙酸溶液,然后将两者混合,配制成丝素/壳聚糖质量比分别为10:0,5:5,4:6,3:7,2:8,0:10的6种溶液,分别吸入24孔板中,4℃排出气泡后,-20℃预冷冻12 h,再冷冻干燥30 h.取出后梯度乙醇水化,再用NaOH-乙醇溶液中和稳定1h,漂洗后再次冻干.主要观察指标:光镜和扫描电镜观察各种质量比配制的支架孔径、结构;采用改良的液体替代法测定各种支架的孔隙率;测定各种支架在体外4周的降解率.结果:丝素/壳聚糖质量比为10:0制成的支架孔隙粗大,非常蓬松,易碎,溶失率太高;相反仅以壳聚糖制成的支架冻干后较硬,缺乏足够的弹性;以5:5,4:6,3:7,2:8制成的复合支架冻干后,支架较松软,类似海绵,随着壳聚糖浓度增加,支架硬度增加,支架上有分布均匀且细密的小孔.光镜下各个孔形态不规则,每个孔紧密相连并联通,孔径大小均匀,孔径20~100 μm,随着壳聚糖浓度增加,孔径逐渐减小.支架孔隙率测定结果显示,丝素/壳聚糖质量比为4:6组>5:5组>3:7组>2:8组,与丝素/壳聚糖质量比为2:8组比较,5:5组和4:6组的支架孔隙率均明显增大(P<0.05).各种质量配比制成的丝素-壳聚糖复合支架吸水膨胀率无明显差异(P>0.05).第4周时丝素/壳聚糖质量比为2:8组降解最慢,5:5组降解最快.结论:在理化性能方面,将丝素与壳聚糖混合制作的复合支架较单纯用丝素或壳聚糖制作的支架均显示出明显优势,其中用丝素/壳聚糖质量比为5:5及4:6制成的复合支架最符合软骨组织工程的需要.     

重组骨形成蛋白2/壳聚糖-磷酸钙支架载体与经诱导骨髓间充质干细胞共培养的可行性

目的:观察经诱导的骨髓间充质干细胞在由重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)修饰后的壳聚糖-磷酸钙支架材料上的增殖和生长情况,以及其作为成骨细胞的支架载体用于构建组织工程化骨的可行性.方法:实验于2007-02/08在暨南大学附属第一医院中心实验室及暨南大学理工学院材料科学与工程系实验室完成.①制备壳聚糖-磷酸钙支架,再将其放入rhBMP-2溶液中浸泡30 min,真空抽吸后冷冻干燥.②测量改良后壳聚糖-磷酸钙支架的孔隙率及抗压强度,扫描电镜观察其超微结构;同时,将兔骨髓间充质干细胞接种于复合支架上,用成骨细胞诱导液培养1周,扫描电镜观察成骨细胞在支架上的生长及黏附情况.结果:①rhBMP-2/壳聚糖-磷酸钙支架复合体的孔径超过100 μm,空隙率为87%,压缩弹性模量为20 MPa.②扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔内见有细胞生长,细胞表面可见分泌颗粒.结论:经复合rhBMP-2后的壳聚糖-磷酸钙支架是合适三维立体多孔复合支架,有较好的细胞相容性,可以作为成骨细胞的支架载体,用于构建组织工程化骨.     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景：丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的：评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法：采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论：扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景:丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的:评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法:采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论:扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。     

许旺细胞在不同孔径丝素蛋白支架上的生长

背景：细胞在生物支架上的生长行为受到支架表面形貌、润湿性、孔径及孔隙率等多种因素影响。目的：观察许旺细胞在不同孔径丝素蛋白支架上的生长情况。方法：制备大孔径50～60μm、小孔径10～20μm两种多孔丝素材料。选用许旺细胞永生化细胞R3[33-10ras3]为种子细胞,当细胞在培养瓶底形成致密单层时即可消化细胞并进行接种实验,将许旺细胞悬液种于不同形貌的多孔丝素材料表面。复合培养1周后,扫描电镜观察许旺细胞的生长形态及增殖等情况。结果与结论：不同孔径丝素材料的表面可见许旺细胞生长情况不一。在10～20μm孔径材料支架上,细胞浓度较低,细胞表现为特异的双极性形态,细胞与细胞之间或平行排列,或首尾相连成细胞链;细胞与细胞之间或平行排列,或首尾相连成细胞链;在50～60μm孔径丝素材料支架上,细胞浓度较高,细胞多为球形,单个分散在多孔支架表面,或呈现成团成串葡萄样聚集在孔的底部,未延展成双极性形态,只有极少量生长在孔与孔之间嵴上的细胞呈双极样。说明多孔丝素蛋白支架的孔径对许旺细胞的黏附、生长有一定的影响,许旺细胞更适合生长在孔径略大于胞体直径的支架材料上。     

丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架材料的表征及细胞相容性

背景:丝素蛋白和透明质酸具备细胞外基质两种主要成分特征,并且有良好的生物相容性。目的:采用冷冻干燥法制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,并观察其表征与细胞生物相容性。方法:将丝素蛋白与透明质酸按10:1混合通过冷冻干燥法构建丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架并观察其表征。将1×108L-1的第3~5代大鼠骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架上观察其细胞生物相容性。结果与结论:采用冷冻干燥法可以成功制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,与纯丝素蛋白支架相比,复合支架具有更好的多孔三维结构。此外,支架制备过程中不含有毒溶剂,支持骨髓间充质干细胞的黏附铺展与增殖。说明实验制备的丝素蛋白/透明质酸复合支架的成孔性好,具有良好的细胞生物相容性。     

多孔丝素材料组织相容性的初步研究

背景：丝素蛋白支架材料被植入生物体内后会发生降解且无法完全与宿主组织分离,这类材料生物相容性的研究大多为体外实验,其体内的组织相容性和降解过程的研究结果仍不充分。目的：初步观察多孔丝素材料的体内组织相容性。方法：将多孔丝素支架埋藏于SD大鼠背部皮下,术后2,4,6,8周分别取材,对伤口局部及材料情况大体观察,然后材料切片苏木精-伊红染色行组织学观察。结果与结论：动物伤口愈合良好,多孔丝素表面形成极薄的纤维包裹,周围组织反应轻微。组织切片见炎细胞浸润,以巨噬细胞为主,支架材料边缘孔隙内有成纤维细胞和毛细血管长入。8周时材料边缘部分可见支架结构崩解现象,而材料内部变化不大。结果显示组织细胞可以沿多孔丝素支架表面贴附生长,提示支架材料具有较好的组织相容性。     

丝素蛋白材料在组织工程中的新进展

背景：丝素蛋白支架已被建议运用在组织工稚骨和软骨重建、肌腱重建、血管重建,神经重建以及膀胱币建等备方面。目的：总结丝索蛋白作为支架在生物材料和组织工程领域的应川与发展。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊数据库2000年1月至2011年11月仃关丝素蛋白支架制备工艺,丝素蛋白支架修饰方法及丝素蛋白在组织工程中的应用等方面的文献。结果与结论：丝索蛋白具有机械强度高、生物降解性慢、生物相容性良好、制备工艺多样等特点,支持多种细胞黏附、分化和生长,可应用于人工韧带、血管、骨、神经组织等方面。近期以丝素蛋白支架作为载体,通过多种方式添加各种生物制剂,比如各种生长因子和细胞因子,进一步扩大丝素蛋白在组织工程中的应用范围。