缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的细胞相容性研究

目的 探讨缓释血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的细胞相容性.方法 将MC3T3-E1细胞分别接种缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架(实验组)、纳米珍珠层/聚乳酸支架(对照1组)和聚乳酸支架(对照2组),单纯细胞培养为空白对照组.倒置相差显微镜、扫描...     

缓释 PDGF-BB 的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架生物安全性评价简

目的探讨缓释PDGF—BB的纳米珍珠层／聚乳酸,纤维蛋白胶复合支架的生物安全性,为临床应用提供理论依据。方法采用支架材料浸取液进行急性毒性试验、皮内刺激试验以及热原实验。根据实验数据评价其安全性;同时采用皮下置入试验,观察其对周围组织的反应,对复合材料组织相容性进行评价。结果该支架材料无毒性作用,不引起皮内刺激反应。不具有致热原作用;皮下置人试验术后病理组织学切片证实该材料置入兔体内后炎性细胞反应逐渐减轻,材料周围组织纤维囊壁逐渐变薄。结论缓释PDGF—BB的纳米珍珠层,聚乳酸,纤维蛋白胶复合支架具备良好的生物安全性和组织相容性．符合作为骨组织工程材料的基本条件。     

软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架和骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨

[目的]探讨软骨细胞外基质和壳聚糖制备复合多孔支架,同时并对小鼠骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨的可行性进行观察.[方法]以猪关节软骨细胞外基质和壳聚糖为原料,采用冷冻干燥法制备软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架.通过扣描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率,MTT方法检测支架浸提液毒性.将小鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs)分离培养并用TGF-β1成软骨诱导后,与材料复合培养,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况.[结果]软骨细胞外基质/壳聚精复合支架具有疏松多孔结构,孔径大小(159±36)μm,孔隙率为90.5%±2.3%,复合支架中的软骨细胞外基质成分甲苯胺蓝染色、番红O染色均呈阳性,MTT结果显示支架无细胞毒性.诱导的骨髓间充质干细胞在支架表面生长良好.[结论]软骨细胞外基质/壳聚糖复合材料具有合适的孔径和孔隙率,生物相容性良好,是组织工程软骨的良好支架载体.     

胶原/羟基磷灰石骨软骨一体化支架的生物学特性研究

[目的]对体外条件下胶原/羟基磷灰石一体化复合材料的生物学特性进行评价,探讨其作为骨软骨组织工程支架的可行性。[方法]以胶原和羟基磷灰石为原料,研制出由胶原逐层过渡到羟基磷灰石为主的一体化支架材料,其软骨层主要成分为胶原,骨层主要成分为羟基磷灰石。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率。将材料与兔骨髓基质细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况。[结果]胶原/羟基磷灰石一体化复合支架具有疏松多孔结构,其中软骨层孔径大小(90±15)μm,骨层孔径大小(120±20)μm,孔隙率(75±5.0)%。细胞在材料上生长良好。[结论]胶原/羟基磷灰石一体化复合材料具有适宜的孔隙结构和良好的生物相容性,可用作骨软骨组织工程支架材料。     

具有缓释rhBMP-2作用的仿生骨支架的构建及其体外生物活性评价

[目的]构建纳米羟基磷灰石/明胶/纤维蛋白胶/rhBMP-2三维多孔隙仿生型支架,体外研究其控制rh-BMP-2释放及其对人骨髓基质干细胞(hBMSCs)增殖、黏附及分化的影响。[方法]利用二次冷冻干燥法制备nHA/明胶/FS/rhBMP-2复合支架,电镜观察支架内部结构及孔隙率。ELISA法测定rhBMP-2体外释放情况;通过电镜观察、DNA、碱性磷酸酶(ALP)含量测定及免疫组化观察细胞在材料表面黏附、增殖及成骨分化情况。[结果]电镜观察显示支架材料具备三维孔隙性结构,孔径约为164.48μm±31.2μm,孔隙率为87.9%±2.01%;细胞在材料表面均匀黏附,生长状态良好,并有基质分泌。rhBMP-2从支架内部缓慢释放达40 d左右;细胞与材料共培养5 d,其DNA与碱性磷酸酶含量显著性增高,与空白对照组相比具有统计学差异(P<0.01);与材料共培养7 d,细胞骨钙素、Ⅰ型胶原免疫组化染色呈强阳性,共培养14 d时四环素荧光显示钙结节形成。[结论]制备的支架材料具备与自然骨相似的三维孔隙性结构及组分,同时缓释rhBMP-2,促进BMSCs黏附、增殖及成骨分化的能力。     

缓释rhVEGF的PDLLA/nHA复合多孔支架制备及血管诱导活性研究

目的研究制备消旋聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PDLLA/nHA)多孔支架复合并缓释重组人血管内皮细胞生长因子(rhVEGF165),并观察其诱导血管形成的生物特性,为进一步实验提供理论依据。方法将rhVEGF165与PDLLA溶液物理混匀,用冷冻相诱导分离法制备PDLLA/nHA复合多孔支架,制成直径3 mm、高8～10 mm圆柱状支架。电镜观察其结构特点,检测在缓释rhVEGF的PDLLA/nHA支架降解过程中rhVEGF释放量,绘制释放曲线。分离培养兔骨髓间充质干细胞(BMSC),接种于复合和未复合rhVEGF的PDLLA/nHA支架。将细胞支架复合物植入兔大腿肌袋中,4周后取出材料行vWF免疫组化染色,观察新生血管形成情况。结果每个缓释rhVEGF的PDLLA/nHA支架含rhVEGF 4μg,材料孔径为20～100μm,孔隙率约90%,孔径联通性好。免疫组化及新生血管密度检测显示缓释rhVEGF支架+BMSC(rhVEGF-PDLLA/nHA+BMSC,VPB组)新生血管密度较空白支架(PDLLA/nHA,P组)之差异非常显著(P0.001),较空白支架+BMSC(PDLLA/nHA+BMSC,PB组)之差异显著(P0.05)。结论缓释rhVEGF的PDLLA/nHA多孔支架的结构特点适合细胞生长,有较强的血管诱导活性,是血管化组织工程的理想材料。     

Ⅰ型胶原海绵/血管内皮生长因子缓释系统的初步构建

[目的]研制Ⅰ型胶原(collagen type Ⅰ,CI)海绵/血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)缓释生物支架材料,了解该种材料中的VEGF体外缓释效果.为骨肌腱组织工程寻求一种新型复合支架材料.[方法]从CI海绵自身的力学、孔径、紫外最大吸收光谱、孔隙率、含水率、傅立叶红外光谱及与VEGF的组织相容性等方面研究VEGF胶原缓释系统支架材料的特性,利用生物学方法将VEGF负载于CI,制备具有VEGF缓释效果的复合支架.[结果]CI海绵能够成功的将VEGF包裹起来,可以达到明显的缓释作用,与VEGF有良好的组织相容性.[结论] CI海绵有理想的孔径和合理的生物力学及与VEGF良好的生物学相容性结构性质,VEGF可以从CI - VEGF缓释材料中缓慢释放,有明显的缓释效果,是一种具有良好材料特性的组织工程材料.     

胶原-透明质酸钠-纤维蛋白胶复合去抗原松质骨支架的制备及特征

[目的]探索胶原-透明质酸钠-纤维蛋白胶多孔支架复合去抗原松质骨的骨软骨一体化材料的制备方法及其特征.[方法]将胶原、透明质酸钠及纤维蛋白胶混匀,利用纤维蛋白胶的粘合性与去抗原牛松质骨复合,成为骨软骨一体化的支架材料.通过大体观察和扫描电镜观察了解材料的孔径和交通情况;分离、增殖仔兔骨髓基质细胞(BMSCs),取第3代BMSCs接种至支架材料复合培养,1、3、5、7和10 d后,行MTT检测并绘制细胞生长曲线;取第7 d标本,行扫描电镜观察.[结果]经交联和复合的一体化骨软骨支架材料具有良好的三维多孔结构,骨相孔径约300～500μm,软骨相孔径约80～120μm,两部分连接紧密;电镜观察见骨相及软骨相均有细胞黏附,细胞周围有基质存在;MTF检测显示,各时间点的OD值在实验组与对照组之间无统计学差异(P＞0.05).[结论]胶原-透明质酸钠-纤维蛋白胶多孔支架复合去抗原牛松质骨的一体化材料具有良好的空间结构和生物相容性,可用于修复骨软骨联合缺损的组织工程支架材料的研究.     

壳聚糖/羟基磷灰石支架修复骨软骨缺损的实验研究

[目的] 探讨双层壳聚糖(chitosan CS)/羟基磷灰石复合支架(hydroxyapatite HA)修复兔骨软骨缺损的可行性.[方法] 采用冻干法和烧结法制作双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架,以骨髓间充质干细胞为种子细胞,运用纤维蛋白胶种植技术,以双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架为载体,修复骨软骨缺损,实验分3组,A组:BMSc 支架,B组:单纯支架,C组:未处理.将修复材料植入骨软骨缺损模型,分别于6、12周取材,进行大体观察,组织学检测,改良Wakitani法评分,经统计学处理,比较各组修复效果差异(P＜0.05).[结果] (1)CS/HA支架CS层孔隙率为76%± 5.01%,孔径为200～400 μm,平均为300 μm左右,孔相通性好,HA层孔隙率为72%± 4.23%,孔径为200～500 μm,平均为350 μm左右,孔相通性好,结合部结合好;(2)P2骨髓间充质干细胞较纯,扫描电镜观察MSCs附着在复合支架上.大体观察和组织学检测显示, A组基本修复软骨缺损,骨缺损有骨小梁长入.B、C组骨软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维性组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在,改良Wakitani评分显示A组在6周、12周2个时间点的各项评分结果,均优于B、C组,且差异有统计学意义(P＜0.05).[结论] 双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架可作为骨软骨组织工程支架,结合BMSc可修复软骨与骨的缺损,重建关节的解剖结构和功能.     

组织工程椎间盘支架材料的初步构建及理化性能分析

[目的]设计构建一种新型组织工程椎间盘的复合支架材料,为组织工程椎间盘的实验研究奠定基础.[方法]应用冷冻干燥、化学交联等组织工程技术构建一种包含有纤维环和髓核两部分、全新的组织工程化椎间盘支架材料,并对其理化性能进行初步分析.[结果]所制备的组织工程支架材料为三维立体多孔结构,外周纤维环部分平均孔径为(251 ±147) μm;中间髓核部分平均孔径为(102±29) μm;支架材料孔隙率平均为84.3％.吸水力平均为73.3％,体外生物降解率平均为(37.1±3.5)％.生物力学测试结果表明,组织工程椎间盘支架材料具有与天然椎间盘相似的弹性以及抗压强度.[结论]作者所制备的组织工程椎间盘支架材料符合理想支架材料的结构要求,可对其生物学性能进行进一步实验研究.     

恒河猴间充质干细胞诱导分化成骨细胞复合6种支架材料的相容性研究

[目的]评价外消旋聚乳酸(poly-DL-lactide,PDLLA)、生物活性玻璃(bioactive glass,BG)、β-三磷酸钙(beta-tricalcium phosphate,β-TCP)与聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物[poly(lactic acid)-poly-ethylene glycol-poly(lactic acid)triblock copolymers,PLA-PEG-PLA]组合成的6种新型支架的细胞粘附性和细胞相容性,筛选出较好的细胞支架。[方法]选用恒河猴间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)定向分化为成骨细胞,采用体外细胞培养的方法,将细胞接种于PDLLA、PDLLA/BG、PDLLA/β-TCP、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA/BG及PDLLA/PLA-PEG-PLA/β-TCP 6种可吸收性生物支架材料表面上,倒置显微镜、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及甲基偶氮唑盐微量酶反应比色(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法观察恒河猴成骨细胞的粘附、增殖。[结果]倒置显微镜、SEM、ALP染色显示成骨细胞在PDLLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/β-TCP及PDLLA/BG 4种材料上能良好粘附、增殖,并向内部生长,而在PDLLA/PLA-PEG-PLA/BG、PDLLA/PLA-PEG-PLA/β-TCP两组材料上粘附差、细胞逐渐死亡;MTT法结果显示PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/β-TCP及PDLLA/BG细胞活性优于单纯PDLLA支架,其中PDLLA/PLA-PEG-PLA最佳。[结论]PDLLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/BG及PDLLA/β-TCP4组材料能与成骨细胞良好粘附,具有良好的细胞相容性。     

壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石复合材料支架的研究--成骨细胞培养

目的　研究大鼠颅骨成骨细胞在壳聚糖 -明胶网络 /羟基磷灰石 (CS- Gel/ HA)复合材料支架上的生长情况。方法　将原代培养大鼠颅骨成骨细胞第 3代 ,密度为 1.0 1× 10 6 / m l悬液 ,种植于孔隙率分别为85 .2 0 %、90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA支架材料中 ,利用细胞计数法检测种植后 3天 ,1、2及 3周的细胞增殖曲线 ,采用 HE和 von Kossa染色方法观察细胞生长、骨样组织形成和矿化沉积情况。结果　大鼠颅骨成骨细胞在孔隙率为 85 .2 0 %的支架中增殖较慢 ,在孔隙率为 90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA复合材料支架上生长良好 ,增殖较快 ,周围分泌有大量细胞外基质 ,3周时局部已出现骨样组织 ,且细胞 /支架结构物有利于钙质沉积。结论　CS- Gel/ HA复合材料支架有望成为培养自体成骨细胞的材料 ,以重建新的骨组织     

三种快速成型制作的聚酯/钙磷盐人工骨修复兔桡骨缺损的实验研究

目的检验3种聚酯／钙磷盐植骨材料修复兔桡骨缺损的效果,筛选理想的组织工程用生长因子载体。方法分别采用复合牛骨形态发生蛋白(bBMP)及单纯快速成型工艺制作的3种聚酯／钙磷盐载体材料修复兔桡骨15mm缺损,通过量化评价、影像学、组织学、材料降解及骨密度评价3种聚酯／钙磷盐载体材料修复兔桡骨缺损的效果。结果12周时各材料实验组骨缺损均愈合,各检测指标同对照组比较差异均有统计学意义,空白对照组骨缺损未愈合,以聚乳酸．聚羟基乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)材料实验组修复效果最好,聚消旋乳酸／磷酸三钙(PDLLA／TCP)材料实验组次之,最后为聚左旋乳酸／磷酸三钙(PLIA／TCP)材料实验组。结论3种聚酯／钙磷盐材料制作的仿生活性人工骨皆可以修复兔15mm长骨骨缺损,其中以PLGA／TCP材料效果最为理想。     

人脂肪来源干细胞与左旋聚乳酸/聚己内酯支架的体内外生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞(Human adipose-derived stem cells,hADSCs)在左旋聚乳酸/聚己内酯(Poly-Llactide/Polycaprolactone,PLLA/PCL)复合支架材料中的生长情况及其生物相容性。方法体外分离、培养和扩增hADSCs,制备PLLA/PCL复合支架。取PLLA/PCL浸提液培养hADSCs,CCK-8法检测细胞活力,评价支架的细胞毒性。hADSCs传代扩增后,接种到PLLA/PCL支架材料上。体外培养1周,裸鼠皮下分别培养1周、2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况。免疫荧光检测裸鼠体内复合支架材料内细胞平滑肌肌动蛋白(Smooth muscle actin,SMA)表达情况。结果hADSCs在PLLA/PCL浸提液中可保持较高的增殖率,表明PLLA/PCL浸提液无细胞毒性。hADSCs接种于PLLA/PCL支架上,经体外、体内培养后,均能长入PLLA/PCL支架的孔隙内,且体内培养比体外培养有更多的细胞长入支架内部。经体内培养后,复合细胞的支架比单纯支架有更多的细胞渗入支架内部。细胞材料复合物体内培养2周后,免疫荧光检测发现,支架材料内部分细胞SMA表达阳性。结论 PLLA/PCL复合支架材料,安全无毒,与hADSCs生物相容性好,可作为种子细胞的载体用于组织工程膀胱缺损修复的研究。     

Repair of the radial defect of rabbit with polyester/ tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology

Objective： To evaluate the effects of repairing rabbit radial defects with polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with bovine bone morphogenetic protein （ bBMP）, and find new carriers for growth factors. Methods： Polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with and without bovine BMP were used to repair the 15 mm radial defect in rabbit. Then the results of radiography, histology, scaffolds degrade rates and bone mineral density （BMD） were appraised to examine the effects at the 12th week. Results ： At the 12th week postoperatively, all defects treated with bBMP were radiographically repaired. No radius implanted polyester/tricalcium phosphate scaffolds without bBMP showed radiographic and histological union. At experimental groups, longitudinal alignment of lamellar structure was observed histologically at the 12th week,indicating that remodeling of regenerated bone was complete in different degree. Of the three experimental groups, the bony regeneration and remodeling of callus in poly lactide-co-glycolide/tricalcium phosphate （PLGA/ TCP） group was the best. The BMD values were beyond 70% of normal value at the 12th week while the PLGA/ TCP scaffolds group was the highest, and no abnormalities were observed in the surrounding soft tissue in all groups. Conclusions - Polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with bovine BMP can repair a 15 mm radial defect of rabbit. As for the results, the PLGA/TCP scaffold is ideal and better than poly L-lactide-co-D, L-lactide （ PDLLA/TCP ） scaffold, but the ploy L-lactic acid （PLLA/TCP） is not so good for its low degradation rates.     

Partially Degradable Film/Fabric Composites: Textile Scaffolds for Liver Cell Culture

In this study, a composite scaffold combining textile superstructures and biomimetic glycopolymers is introduced, which may allow engineering of organotypic liver tissue in vitro. Woven poly(ethylene therephtalat) (PET) fabrics were coated on one side with a thin biodegradable polymer film (poly[D-L-lactic-co-glycolic acid] PLGA), in order to obtain a polar structure. The composite structure ensured the stability of the membrane during in vitro degradation, independently of mesh size. Matrix porosity increased when a polymer blend matrix was used. For hepatocyte culturing studies, the scaffolds were additionally coated with an artificial glycopolymer (poly[N-p-vinylbenzyl-D-lactoamide], PVLA) in order to improve cell attachment. It was observed that formation of aggregates depends on the scaffold geometry as well as on the pretreatment and medium conditions. After 4 days in culture, the pores of the fabric were filled with aggregates illustrating the possibility of immobilizing hepatocyte aggregates in well-defined spatial configurations on textile structures.     

交联温度对京尼平交联壳聚糖/藻酸盐组织工程支架的影响

[目的]通过对壳聚糖/藻酸盐复合支架材料表面结构、降解率、细胞毒性、孔隙率、含水量以及生物力学性能变化的研究,探究交联温度对京尼平交联壳聚糖/藻酸盐组织工程支架的影响.[方法]运用冷冻干燥法制备壳聚糖/藻酸盐支架材料,分别在4℃、25℃、37℃条件,于0.5％京尼平溶液中交联24 h,作为实验组.以未用京尼平交联的支架材料作为对照组,评价支架材料降解率、细胞毒性、孔隙率、含水量以及生物力学性能的特点.[结果](1)伴随交联温度升高,支架材料的颜色从浅紫色变为紫黑色,未交联的支架材料为白色;(2)降解率4周后在4℃为21.54％±3.07％、25℃组为9.9％±1.2％、37℃组为8.98％±0.79％.其中,37℃和25℃组抗降解能力优于4℃组(P＜0.05).各实验组均优于对照组(P＜0.01);(3)弹性模量在4℃组为0.84±0.55,25℃组为1.44±0.06,37℃组为1.53±0.02,对照组为0.79±0.16.对照组与25℃组及37℃组之间差异有统计学 意义(P＜0.05);(4)孔隙率、含水量、细胞毒性各实验组间未见明显差异.[结论]随着交联温度的提高,支架材料的抗降解能力、抗拉伸性能增加,且对支架材料的结构、细胞毒性、孔隙率以及含水量无明显影响.