不同浓度细胞种植脱细胞血管基质上构建组织工程血管

背景:前期研究表明制备的脱细胞血管基质适合平滑肌细胞和内皮祖细胞生长,但是共培养模型中细胞接种密度对血管基质上细胞覆盖率的影响尚不清楚.目的:观察不同浓度度细胞种植在脱细胞血管基质上的生长情况.方法:采用两步法进行细胞种植,先将不同细胞浓度血管平滑肌细胞种植在脱细胞血管基质上,培养3 d后再将不同浓度内皮祖细胞接种在平滑肌细胞-血管基质复合体上,构建片状组织工程材料,分别在内皮祖细胞种植后3 d、1周时间段获取标本,扫描电镜观察细胞在材料上的生长情况.结果与结论:血管平滑肌细胞和内皮祖细胞在脱细胞基质表面生长良好.不同浓度细胞在基质上的排布不同;提高接种的浓度有利于在材料表面快速形成致密的细胞层.提示采用两步法以合适的浓度种植细胞于脱细胞基质上,可以构建组织工程血管.     

血管内皮细胞和平滑肌细胞-聚羟基乙酸复合物置入裸鼠皮下构建人工血管

背景:有实验表明聚羟基乙酸支架材料已成功在裸鼠及大型哺乳动物体内构建形成了组织工程化软骨、骨、肌腱等组织,将血管内皮细胞与平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸能否在裸鼠皮下形成血管样结构?目的:采用新生婴儿脐静脉血管内皮细胞与平滑肌细胞接种于片状聚羟基乙酸形成的复合物移植于裸鼠皮下,验证其形成血管样结构的可行性.设计:对比观察.单位:原上海第二医科大学组织工程重点实验室.材料:实验于2002-01/06在上海第二医科大学组织工程重点实验室完成.新生婴儿脐带来源于本院妇产科健康新生儿,经产妇知情同意,实验经过医院伦理委员会的批准.选用26只3～4周龄清洁级裸鼠,雌雄不拘,实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准.聚羟基乙酸购自Albany International Research Co..方法:将体外培养、扩增的新生婴儿脐静脉血管内皮细胞与平滑肌细胞接种于片状聚羟基乙酸材料上,形成细胞-材料复合物,将该复合物包绕于硅胶管使成管状结构后移植于20只裸鼠皮下为实验组,将未接种细胞的单纯聚羟基乙酸置入其余6只裸鼠皮下.主要观察指标:分别于细胞.生物材料复合物置入后第2,6周后取出两组移植物进行大体观察,并进行苏木精-伊红染色及免疫组织化学染色,检测Ⅷ因子及α-平滑肌肌动蛋白的表达.结果:裸鼠26只均进入结果分析.①大体观察结果:移植物置入2周后,两组移植物均有管状结构形成;置入6周后,对照组管形结构消失,围绕硅胶管有极薄的纤维组织包裹形成,抽去硅胶管后,纤维组织失去支撑,无法维持管型结构.实验组抽去硅胶管后,新生组织仍维持管型结构.②组织学观察及免疫组化检测结果:移植物置入2周后,两组均可在镜下观察到大量未完全降解的聚羟基乙酸,对照组内少有细胞成分,实验组内可见多量细胞存在;置入6周后,两组聚羟基乙酸成分基本消失,对照组只有菲薄的纤维结缔组织形成,实验组显示有新生血管组织形成,其最内层有Ⅷ因子阳性细胞覆盖,管壁内有大量细胞外基质及散在的α-平滑肌肌动蛋白阳性细胞存在.结论:血管内皮细胞、平滑肌细胞.聚羟基乙酸复合物置入裸鼠皮下可形成具有与正常血管组织学结构相似的血管.     

组织工程尿道在裸鼠皮下的埋置

背景：由于创伤、先天畸形、肿瘤或手术继发的尿道缺损、狭窄、憩室等病理状况下，需要采用自体组织修复其缺损。目的：验证构建组织工程化尿道的可行性。设计、时间及地点：观察性实验，于2005—01／2006-01在中山大学林百欣医学研究中心完成。材料：雄性新西兰兔10只，体质量3．0～3．5k，用于制备脱细胞尿道；4～6周龄BALB／cA—nude裸鼠20只，体质量18～20g，与细胞外基质材料复合体进行体内培育。方法：取新西兰兔完整尿道，脱细胞后形成细胞外基质材料，切取成体新西兰兔阴茎头约1／2大小，组织块法培养扩增兔平滑肌细胞：之后将尿道海绵体平滑肌细胞种植到脱细胞尿道基质上，将其植入裸鼠背部皮下进行培育。实验分为2组，实验组埋置细胞材料复合体，对照组埋置未接种细胞的单纯脱细胞尿道基质。主要观察指标：植入后1，2，4，6，8周取材，行大体和组织学及电镜观察细胞材料复合体的生长情况，免疫组织化学鉴定平滑肌细胞的表达。结果：①大体观察裸鼠背部切口愈合良好，饮食活动正常。植入后1，2周实验组脱细胞基质表面已有少量的组织膜形成；4周组织膜逐渐增厚，有小血管长入；6，8周脱细胞基质材料逐渐被新的细胞替代。②苏木精一伊红染色可见，随着时间延长，脱细胞材料逐渐被吸收，被各种细胞代替。其中平滑肌细胞最多，并可见大小不等的血管长入基质，部分有形成血窦的倾向；提示复合材料在裸鼠体内逐渐形成类似正常尿道的组织结构。③电镜观察从第4周有血管长入基质，可见较多的平滑肌细胞和内皮细胞及少量的成纤维细胞和巨噬细胞，并有部分平滑肌细胞凋亡。④α-平滑肌肌动蛋白抗体进行免疫组织化学染色后可见有平滑肌细胞生长。 结论：采用组织工程技术可再造出类似于正常尿道的海绵体组织。     

细胞在小口径组织工程血管中的抗钙化作用

背景：小口径组织工程血管的远期结果研究极少,尚未见到研究组织工程血管分子水平、离子水平远期结果和平滑肌细胞与钙化关系的报道。目的：利用脱细胞猪股动脉基质作为支架和犬血管壁细胞作为种子细胞体外构建小口径组织工程血管,植入种子细胞供体犬股动脉部位6个月,观察植入物中层平滑肌细胞与钙化的关系。方法：12只实验犬被随机分为支架组（n=6）和再细胞化组（n=6）,自体股动脉被作为对照组;支架组犬接受猪股动脉经脱细胞后的基质支架植入双侧股动脉,再细胞化组犬接受受体血管壁细胞共同培养、联合种植于脱细胞的猪股动脉基质并体外预适应后植入血管壁细胞供体双侧股动脉位置;6个月后测定植入物和对照组股动脉组织钙含量、平滑肌密度和病理学变化。结果与结论：小口径组织工程血管植入后6个月检查见2组植入物无明显狭窄和扩张,扫描电镜示内表面均已完全内皮化,有管壁僵硬和局部钙化斑块形成,以上改变以支架组植入物更明显。支架组管道组织钙含量显著高于再细胞化组和自体股动脉（P〈0.01）,再细胞化组植入物组织钙含量亦显著高于自体股动脉（P〈0.01）;病理学检查示再细胞化组植入物平滑肌密度高于支架组（P〈0.01）,再细胞化组和支架组植入物平滑肌密度均低于对照组（P〈0.01）;超声检查见2组管道植入术后即刻与6个月后舒缩幅度较邻近自体股动脉舒缩幅度小,有部分管道无舒缩功能。结果提示,猪股动脉常规脱细胞方去获得的基质作为支架体外构建组织工程血管时,平滑肌细胞难于迁移至支架中层,中层平滑肌密度低,植入体内6个月后中层平滑肌细胞密度仍低,平滑肌细胞有抗血管钙化作用。     

小口径组织工程血管在羊体内的远期结果☆

背景:对小口径组织工程血管的研究至今仍主要集中于体外构建上,体内远期结果的研究少有报道.目的:观察脱细胞猪股动脉支架和绵羊骨髓间质干细胞体外构建的小口径组织工程血管间置于骨髓间质干细胞供体绵羊体内12个月后组织学改变.方法:将12只成年绵羊随机分为支架组和再细胞化组,支架组将猪股动脉脱细胞后间置于绵羊右侧股动脉;再细胞化组将体外诱导培养的绵羊骨髓间质干细胞种植于脱细胞猪股动脉支架中,经过体外预适应所构建的小口径组织工程血管(直径<6 mm)间置于骨髓间质干细胞供体绵羊左侧股动脉;将12只绵羊的自体股动脉设为对照组.12个月后切取支架组和再细胞化组的植入物及邻近受体股动脉,行苏木精-伊红染色和扫描电镜检查,观察植入物和对照组股动脉内皮细胞及中层平滑肌细胞密度,采用邻甲酚酞络合酮法测定2组植入小口径组织工程血管和受体股动脉组织的钙含量.结果与结论:支架组和再细胞化组植入后12个月内管腔均通畅,无明显管道扩张与狭窄,无腔内血栓形成,无管壁明显增厚等改变,管道内表面均已内皮化.但2组植入物管壁均有僵硬和搏动性减弱,尤以支架组植入物管壁僵硬更明显;支架组植入物管道组织钙含量最高(P<0.01);支架组和再细胞化组管道中层平滑肌细胞密度均低于对照组(P<0.01).与支架组植入物相比,再细胞化组植入物组织钙含量较低(P<0.05),中层平滑肌细胞密度较高(P<0.01).说明利用脱细胞猪股动脉支架体外构建小口径组织工程血管时,提高中层平滑肌细胞密度有助于改善小口径组织工程血管的远期功能.     

组织工程技术构建血管壁的实验研究

目的:构建组织的方法和环境是组织工程研究所涉及的另一重要环节,对于能否最终形成新生组织以及新生组织质量的好坏起着关键作用。探讨运用组织工程技术构建血管中膜组织的方法。方法:将体外培养、扩增的犬平滑肌细胞接种于片状聚羟基乙酸(PGA)材料上,形成细胞-材料复合物,将该复合物包绕于硅胶管使成管状结构后移植于裸鼠皮下,第2,6,11周后行大体及组织学检测。结果:裸鼠皮下形成的组织工程化血管中膜组织学结构在不同的时间点具有不同的特征。结论:运用组织工程技术可形成具有与天然血管中膜组织学结构相似的血管。     

小口径组织工程血管在羊体内的远期结果

背景：对小口径组织工程血管的研究至今仍主要集中于体外构建上,体内远期结果的研究少有报道。目的：观察脱细胞猪股动脉支架和绵羊骨髓间质干细胞体外构建的小口径组织工程血管间置于骨髓间质干细胞供体绵羊体内12个月后组织学改变。方法：将12只成年绵羊随机分为支架组和再细胞化组,支架组将猪股动脉脱细胞后间置于绵羊右侧股动脉;再细胞化组将体外诱导培养的绵羊骨髓间质干细胞种植于脱细胞猪股动脉支架中,经过体外预适应所构建的小口径组织工程血管（直径〈6mm）间置于骨髓间质干细胞供体绵羊左侧股动脉;将12只绵羊的自体股动脉设为对照组。12个月后切取支架组和再细胞化组的植入物及邻近受体股动脉,行苏木精-伊红染色和扫描电镜检查,观察植入物和对照组股动脉内皮细胞及中层平滑肌细胞密度,采用邻甲酚酞络合酮法测定2组植入小口径组织工程血管和受体股动脉组织的钙含量。结果与结论：支架组和再细胞化组植入后12个月内管腔均通畅,无明显管道扩张与狭窄,无腔内血栓形成,无管壁明显增厚等改变,管道内表面均已内皮化。但2组植入物管壁均有僵硬和搏动性减弱,尤以支架组植入物管壁僵硬更明显;支架组植入物管道组织钙含量最高（P〈0.01）;支架组和再细胞化组管道中层平滑肌细胞密度均低于对照组（P〈0.01）。与支架组植入物相比,再细胞化组植入物组织钙含量较低（P〈0.05）,中层平滑肌细胞密度较高（P〈0.01）。说明利用脱细胞猪股动脉支架体外构建小口径组织工程血管时,提高中层平滑肌细胞密度有助于改善小口径组织工程血管的远期功能。     

组织工程技术构建血管壁的实验研究

目的：构建组织的方法和环境是组织工程研究所涉及的另一重要环节，对于能否最终形成新生组织以及新生组织质量的好坏起着关键作用。探讨运用组织工程技术构建血管中膜组织的方法。方法：将体外培养、扩增的大平滑肌细胞接种于片状聚经基乙酸(PGA)材料上，形成细胞—材料复合物，将该复合物包绕于硅胶管使成管状结构后移植于裸鼠皮下，第2，6，11周后行大体及组织学检测。结果：裸鼠皮下形成的组织工程化血管中膜组织学结构在不同的时间点具有不同的特征。结论：运用组织工程技术可形成具有与天然血管中膜组织学结构相似的血管。     

不同细胞浓度种植于脱细胞血管基质上的细胞生长方式

背景：对于组织工程血管而言,如何在平滑肌细胞层上成功获得致密的内皮细胞层是最为关键的。目的：探索不同细胞种植浓度对构建全生物化组织工程血管的影响。方法：先将不同浓度（5×105,5×107L-1）猪血管平滑肌细胞种植在猪脱细胞血管基质上,培养3d后再将不同浓度（5×105,5×107L-1）内皮祖细胞接种在平滑肌细胞-血管基质复合体上,构建片状全生物化组织工程材料。结果与结论：高浓度与低浓度平滑肌细胞在脱细胞血管基质上的细胞生长曲线相似,并且种植在孔板上和在脱细胞基质上的生长曲线亦相似,但低浓度组增殖较慢,覆盖率较低。细胞覆盖率由高到低的顺序为：高浓度内皮祖细胞＋含高浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉高浓度内皮祖细胞＋含低浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉低浓度内皮祖细胞＋含高浓度平滑肌细胞的脱细胞基质〉低浓度内皮祖细胞＋含低浓度平滑肌细胞的脱细胞基质,且高浓度内皮祖细胞在脱细胞基质上可形成较为致密的细胞层,呈现出铺路石样生长方式。说明提高细胞接种浓度有利于其在材料表面快速形成致密的细胞层。     

小肠黏膜下层复合骨髓间充质干细胞体内形成心肌的实验研究

目的 探讨以小肠黏膜下层(SIS)为支架材料,复合经5-氮胞苷(5-Aza)诱导的骨髓间充质干细胞(BMSCs)在体内构建组织工程心肌的可行性.方法 将经5-Aza诱导的BMSCs接种到SIS上并将BMSCs-SIS复合物埋入裸鼠皮下,观察材料的降解、血管化,并进行病理组织学观察和免疫组织化学染色鉴定心肌特异性蛋白的表达.结果 BMSCs-SIS复合物植入裸鼠皮下4周后,SIS未见明显降解,表面有毛细血管形成,种植8周后,SIS材料被周围皮下组织包被,难以找到.取皮下4周的复合材料经HE染色观察发现SIS全层均有细胞分布,细胞在材料上生长良好.免疫组化染色结果显示复合材料心肌特异性蛋白α-actin、cTnI、connexin-43表达阳性.结论 利用小肠黏膜下层为支架材料,复合经5-Aza诱导的BMSCs,在植入裸鼠体内后可形成心肌样组织薄片.     

人工血管及血管再造

本文综述了目前为止实验及临床上采用的多种方法及各自的优缺点,包括自体动静脉移植、异体静脉移植、多种高分子材料的应用以及采用组织工程方法再造血管等.着重阐述了人工血管内皮化及组织工程化血管的研究进展.组织工程技术的不断成熟使在体外培植具有生物活性,其结构、功能与自体血管相类似的人工血管成为可能.     

Low-molecular-weight S-nitrosothiols and blood vessel injury

S-nitrosothiol signaling reactions are argued to play key modulatory roles in mediating the actions of NOS in health and disease. A report by Palmer et al. in this issue of the JCI provides new insight into the in vivo biology of S-nitrosothiols (see the related article beginning on page 2592). The authors examine the chronic effects of exogenous nitrosothiol therapy and demonstrate that the commonly used antioxidant N-acetylcysteine (NAC) induces pulmonary arterial hypertension in mice. Importantly, the authors argue that the vascular pathology they observe in the lungs of these animals is functionally and morphologically equivalent to that observed in chronic hypoxia. These findings raise the concern that chronic NAC therapy may induce similar vascular pathology in patients.     

人工血管材料生物相容性和血液相容性的研究与分析

背景:随着生物医学工程学和生物材料学的发展,人工血管的研究得到广泛的应用,人工血管材料得到不断更新,如何提高血管的通畅性和人工血管材料的相容性是在近年来人工血管研究的重点。目的:利用CNKI数据库文献检索和深度分析功能,对于人工血管材料学研究的文献资料趋势进行多层次探讨分析。设计:文献计量学分析。资料提取:以电子检索方式对CNKI数据库2002-01/2011-12有关人工血管材料学研究的文献进行分析,采用检索词为"人工血管(Artificialbloodvessels);生物材料(Biomaterials)",对检索的相关文献运用数据库中自带的分析功能和Excel软件绘制图表的功能进行分析,通过文字和图表的形式将统计和计量数据分析,描述其分布特征。入选标准:纳入标准:①与人工血管材料相关的基础研究论文。②与人工血管材料临床应用相关的论文。排除标准:①与文章目的无关的文献。②重复研究的文献。③刊社信息。④未发表的文章。⑤需电话追踪和手工检索逐一分析的文章。⑥年鉴。主要数据判定指标:以CNKI数据库学术期刊文献出版时间、文献数量、学科类别、研究机构、来源期刊、文献被引频次、文献下载频次、关联文献、作者分布、基金资助情况和主要关键词进行相关分析。并对CNKI数据库中博士学位论文、优秀硕士学位论文、专利技术和重要会议论文进行分析。结果:在CNKI数据库学术期刊收录2002/2011的文献中,共检索到122篇与人工血管材料学研究相关的文献。文献数量产出趋于上升趋势,2008年文献产出数量最多共17篇;《中国组织工程研究与临床康复》杂志发表文献量最多为27篇,占全部文献的22.1%;人工血管材料学研究基金资助以国家自然科学基金项目为主,共发表文献30篇;人工血管材料学研究以聚氨酯的研究为主,突出材料学生物相容性和血液相容性的研究。结论:通过文献计量学方法对CNKI数据库学术期刊关于人工血管材料的文献进行分析,可为中国从事人工血管材料学基础研究和临床实施的医务工作者进一步确定科研思路提供有价值的参考。     

血液净化血管通路的护理进展

血管通路的发展伴随着血液净化技术的进步,经历了一个相当漫长的时期,随着血液净化技术的不断进步和提高,移植血管内瘘和高分子合成材料制成的人造血管内瘘被使用,护士是维护血管通路的第一使者,护士细致的观察和规范的护理,能减少和预防并发症的发生.但患者身体条件,医疗器材及护理操作是护理血管通路研究的方向.     

组织工程小血管支架应用于异种血管移植的可行性

背景:具有α半乳糖基末端的糖蛋白是引起超急性排斥反应的主要异种抗原.目的:观察脱细胞小血管支架与Wistar大鼠和日本大耳白兔两种种属实验动物血管壁内皮细胞和平滑肌细胞内α半乳糖基的分布特点,探讨经脱细胞处理后的小血管支架应用于异种血管移植的可行性.设计、时间及地点:观察对比实验,于2003-03/2004-12在中国医科大学解剖学教研室完成.材料:采集Wistar大鼠正常尾动脉30条,其中选择15条进行脱细胞处理得小血管支架(小血管支架组),剩余15条未进行脱细胞处理(尾动脉组);采集日本大耳白兔耳背面中央动脉,左右耳各1条,共取15条(中央动脉组).方法:采用亲和组织化学法,将16 mg/L植物凝集素加入组织片作DAB显色后,利用MetaMorth/C5050/BX41显微图像分析系统,检测α半乳糖基阳性反应产物.主要观察指标:光镜下血管壁细胞显色变化;α半乳糖基阳性反应产物的吸光度值.结果:中央动脉组α半乳糖基的表达主要集中于内皮细胞膜和细胞核;尾动脉组内皮细胞膜α半乳糖基表达呈极强阳性;小血管支架组呈弱阳性或阴性表达.3组血管细胞α半乳糖基表达的吸光度值中,尾动脉组内膜低于中央动脉组(P＜0.001);小血管支架组内膜低于中央动脉组、尾动脉组(P＜0.001);小血管支架组中膜低于中央动脉组、尾动脉组(P＜0.001).结论:①Wistar大鼠尾动脉内皮细胞膜异种抗原性比日本大耳白兔中央动脉的抗原性强.②Wistar大鼠脱细胞的尾动脉支架可作为异种组织工程血管材料应用于异种血管移植.     

血管组织工程的研究与进展

背景:血管组织工程是指利用血管壁的正常细胞和生物可降解材料来制备、重建和再生血管替代材料的科学。近年来,组织工程学技术的发展推动了组织工程化血管的研究,已成为今后血管替代物的重要方向。目的:综述血管组织工程的相关临床及基础研究进展。方法:检索SCI数据库2001/2010有关血管组织工程的文献,检索词为"组织工程血管(tissue-engineered vascular);组织工程(tissue engineering);血管(vascular);支架材料(scaffold materials);支架(scaffolds);种子细胞(seed cell);细胞外基质(extracellular matrix,ECM);血管支架(vascular scaffold);高分子材料(polymer materials);复合材料(composite materials);纳米(nanometer);生物材料(biological materials)",对血管组织工程的临床及基础文献进行分析。结果与结论:血管组织工程研究的内容主要有种子细胞、细胞外基质替代物以及组织工程血管三维培养。血管组织工程所应用的种子细胞包括自体血管壁细胞、胚胎干细胞和骨髓间充质干细胞,还包括内皮细胞,平滑肌细胞及成纤维细胞等众多组织细胞。在组织工程血管构建中血管组织微环境是活细胞在体外生长所需的支持物,是种子细胞生长增殖的三维空间,便于细胞黏着、生长、进行新陈代谢。因此,组织工程血管需要具有良好的生物相容性,可塑性强,来源广泛,有一定的抗张强度和无免疫原性的支架材料。根据来源和性能,目前研究应用的材料分为天然生物生材料和合成材料两种。