聚乳酸和聚乙醇酸及其共聚物细胞毒性的评价

目的:评价聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物的细胞毒性,为临床应用提供依据。方法:实验于2004-01/06在南方医科大学中心实验室完成。实验材料由暨南大学化学系提供。聚乳酸类材料,聚乙醇酸类材料,聚乳酸、聚乙醇酸的共聚物实验用细胞系:小鼠胚胎成纤维细胞购自中国科学院细胞库。采用能快速评定细胞增殖率和细胞毒性的比色分析方法--噻唑蓝比色法,分别检测对聚羟基乙酸和聚乳酸的共聚物细颗粒对小鼠胚胎成纤维细胞相对增殖率的影响,评价其细胞毒性。细胞毒性分级评估标准:0级,细胞相对增殖率≥100%;1级,细胞相对增殖率≥80%;2级,细胞相对增殖率≥50%;3级,细胞相对增殖率≥30%;4级,细胞相对增殖率≥0。结果:聚乳酸类增殖率94.1%,细胞毒性分级为1级;聚乙醇酸类增殖率94.4%,细胞毒性分级为1级;聚乳酸、聚乙醇酸的共聚物增殖率92.4%,细胞毒性分级为1级。结论:聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物无细胞毒性,可临床应用。     

聚乳酸/聚乙醇酸与脱细胞软骨粒支架及聚乳酸/聚乙醇酸-脱细胞软骨粒支架体外构建组织工程软骨的比较

背景:聚乳酸,聚乙醇酸具有良好的生物力学性能,但是细胞黏附性较差,而脱细胞软骨基质具有较好的细胞黏附性和亲水性,能介导细胞间信号传导及相互作用,但是生物力学性能不好.课题组制备的聚乳酸,聚乙醇酸脱细胞软骨基质支架材料,弥补了2种材料各自的缺点,有望成为一种新型支架材料.目的:比较聚乳酸,聚乙醇酸、脱细胞软骨基质、聚乳酸/聚乙醇酸脱细胞软骨基质3种支架体外构建组织工程软骨的生长情况.设计、时间及地点:对比观察实验,于2008-03/09在山西医科大学实验室完成.材料:聚乳酸,聚乙醇酸平均孔径为100-200μm,孔隙率为94%左右,脱细胞软骨基质支架平均孔径为70-100 μm,孔隙率为85%左右,聚乳酸,聚乙醇酸脱细胞软骨基质平均孔径为100-300 μm,孔隙率为90%左右.方法:根据支架材料的不同,实验分为3组,分别为聚乳酸/聚乙醇酸支架组,脱细胞软骨粒支架组,聚乳酸,聚乙醇酸-脱细胞软骨粒支架组,将猪软骨细胞分离、培养、扩增、接种于3种支架,体外联合培养8周.主要观察指标:免疫组化染色检测Ⅱ型胶原表达;反转录-聚合酶链反应检测组织工程软骨细胞内Ⅱ型胶原mRNA含量;Hoechst 33258荧光法测定DNA含量.结果:软骨细胞在聚乳酸/聚乙醇酸-脱细胞软骨粒支架组生长良好,8周后仍能维持软骨细胞表型,其分泌Ⅱ型胶原的能力优于其他两组.聚乳酸,聚乙醇酸-脱细胞软骨粒支架组DNA含量、Ⅱ型胶原mRNA含量最高,脱细胞软骨基质组次之,聚乳酸,聚乙醇酸组最低,单因素方差分析显示差异有显著性意义(P<0.01).结论:聚乳酸,聚乙醇酸-脱细胞软骨粒支架更适于细胞生长、黏附,更有利于维持细胞表型和促进软骨细胞分泌Ⅱ型胶原.     

聚乳酸-聚乙醇酸共聚物复合心肌样细胞体外构建工程化心肌组织

背景:研究证实,在一定的诱导条件下,骨髓间充质干细胞可能向心肌细胞等多种中胚层来源的间质细胞分化.目的:探索以聚乳酸-聚乙醇酸共聚物为支架、骨髓间充质干细胞诱导分化的心肌样细胞为种子细胞,体外构建工程化心肌组织的可行性.方法:分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代骨髓间充质干细胞加入含5-氮胞苷的培养液进行诱导分化,培养4周.将诱导成功后的细胞制成细胞悬液,缓慢滴注于预先制备好的聚乳酸-聚乙醇酸共聚物上,培养14 d.以倒置相差显微镜观察诱导前后细胞的形态学变化,免疫荧光染色法鉴定诱导后骨髓间充质干细胞中心肌特异性肌钙蛋白l的表达,大体观察工程化心肌组织在培养期间的形态,透射电镜观察工程化心肌组织的超微结构.结果与结论:原代培养的骨髓间充质干细胞14 d形成集落,传代细胞体积变大,5-氮胞苷诱导后细胞呈长梭形,呈一致性生长.免疫荧光染色结果显示诱导后骨髓间充质干细胞表达心肌特异性肌钙蛋白Ⅰ.透射电镜可见肌丝、Z线样物质.结果证实,以聚乳酸-聚乙醇酸共聚物为支架、骨髓间充质干细胞诱导分化的心肌样细胞为种子细胞,可于体外构建出类似天然心肌的工程化心肌组织.     

硫酸软骨素酶ABC-聚乳酸-聚乙醇酸共聚物缓释微球的制备及其体外性质

背景:硫酸软骨素酶ABC能够分解脊髓损伤局部持续产生的硫酸软骨素蛋白多糖,从而促进轴突的生长,但该酶性质不稳定,需要多次局部用药.目的:制备硫酸软骨素酶ABC-聚乳酸-聚乙醇酸共聚物缓释微球,观察其体外释药特性.设计、时间及地点:重复测量设计,于2006-03/2007-01在中国科学院成都有机所和四川大学华西医学中心药理实验室完成.材料:聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、硫酸软骨素酶ABC、CH2Cl2、硫酸软骨素B.方法:复乳法制备硫酸软骨素酶ABC缓释微球,并以生理盐水为体外释药介质.主要观察指标:扫描电镜下观察硫酸软骨素酶ABC缓释微球的形态.应用Malvern激光粒度分布测试仪测定其粒径分布并自动计算微球的平均粒径和径距.采用酶解分光光度测定硫酸软骨素酶ABC含量,并计算载药量与包封率.于0.5,1,1.5,2,3,4,6,8,10,12,14,16,18,21 d取样,绘制体外释药曲线.结果:硫酸软骨素酶ABC缓释微球形态均匀.其平均粒径5.538 ì m,径距1.479,呈正态分布.平均载药量(15.554±0.90)×10 3%,甲均包封率(53.88±1,45)%,硫酸软骨素酶ABC微球在3周内的体外累积释药分数为O.851 4,释药平稳,其最佳体外释药拟合方程为Weibull方程:Inln(1/1-Y)=0.739 61nX-1.617,R2=0.993 3.结论:所制备的硫酸软骨素酶ABC微球形态均匀.粒径分布窄,再分散性好,3周内能维持有效的药物浓度.     

胶原膜、聚乙醇酸／聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用

目的 将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上，制造出一种组织相容性好，不需抗凝，具有修复能力，且运行患终生的理想心脏瓣膜。方法 胶原膜和聚乙醇酸／聚乳酸共聚物（PGLA）在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结果 胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构，8－12周完全降解，且生物相容性优于聚乙醇酸／聚乳酸共聚物（PGLA）。结论 胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。     

聚乙酸-聚乙醇酸共聚物复合同种异体细胞修复软骨缺损

背景:以自体骨髓间充质干细胞和软骨细胞作为种子细胞修复软骨缺损可达到理想效果,但存在细胞数量不足及二次创伤等问题。目的:观察同种异体骨髓间充质干细胞和软骨细胞与聚乙酸-聚乙醇酸共聚物复合修复关节软骨的可行性。方法:将15只新西兰大白兔随机分为实验组、对照组、空白组,制作关节软骨缺损模型,分别于骨缺损处植入同种异体骨髓间充质干细胞和同种异体软骨细胞与聚乙酸-聚乙醇酸共聚物复合体、自体骨髓间充质干细胞和自体软骨细胞与聚乙酸-聚乙醇酸共聚物复合体、聚乙酸-聚乙醇酸共聚物材料。结果与结论:术后12周苏木精-伊红及Masson三色染色显示,实验组软骨缺损处可见软骨细胞,呈圆形或多角形,柱状排列,软骨陷窝形成明显,可见大量细胞外基质沉积,修复组织显示出透明软骨样,与周围软骨结合好,与底层骨结合紧密;对照组与实验组无明显差别;空白组软骨缺损处可见纤维样细胞。说明同种异体骨髓间充质干细胞和软骨细胞与聚乙酸-聚乙醇酸共聚物复合可修复关节软骨缺损。     

聚乳酸导管内注入神经生长因子-聚乳酸／聚乙醇酸微囊修复周围神经缺损

目的:观察聚乳酸导管内注入神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊桥接周围神经缺损,分析其对周围神经再生的作用。方法:实验于2004-06/2005-02在济南军区总医院中心实验室完成。通过采用复乳溶剂挥发法制备神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊,采用60Co辐照灭菌。选用Wistar大鼠40只,随机数字表法分成4组:自体移植组、生理盐水对照组、神经生长因子组、神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊组,每组10只。手术造成右侧坐骨神经10mm缺损。自体移植组:坐骨神经切除10mm后,直接缝合,做自体移植修复。生理盐水对照组:聚乳酸导管套接后注入生理盐水17μL。神经生长因子组:聚乳酸导管套接后注入神经生长因子溶液17μL,内含神经生长因子1μg(100U)。神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊组:聚乳酸导管套接后注入神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊溶液17μL,内含神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊13.5mg。术后3个月后进行大体及显微解剖观察、三头肌湿质量比、组织学检查、电镜观察和神经电生理测定。结果:纳入Wistar大鼠40只,均进入结果分析。①各组大鼠术后大体观察:自体移植组大鼠术侧小腿三头肌萎缩较另外3组轻,各组关节僵直程度随时间延长而加重。②各组大鼠小腿三头肌湿质量比:所有大鼠手术后术侧小腿三头肌萎缩,随时间延长逐渐恢复。神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊组湿质量比高于神经生长因子组和生理盐水对照组,差异有非常显著性意义[分别为(50.35±0.75)%,(35.30±0.85)%,(31.98±0.93)%,P<0.01]。③各组大鼠电生理指标测定:神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊组坐骨神经传导速度、潜伏期、诱发电位均明显优于神经生长因子组,差异均有显著性意义[分别为(32.15±0.83),(28.75±0.21)m/s;(3.57±0.47),(4.71±0.32)ms;(11.17±0.85),(10.28±0.26)mV,P<0.01]。④各组大鼠神经组织解剖观察:自体移植段神经及其他组远段神经粘连较重,聚乳酸导管硬度略下降,质脆,失去弹性,但外形保存完整,未见完全降解。再生神经已经将远、近两端神经连接,神经连接处未见明显瘢痕形成,再生神经均填满导管,完整通过导管。导管上布满了再生血管。⑤各组大鼠再生神经组织光镜、电镜下观察:术后3个月生理盐水对照组、神经生长因子组、神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊组导管中均有再生纤维,居中固定于导管内,周围被完好的神经外膜围绕。结论:聚乳酸导管内注入能持续释放外源性神经生长因子的神经生长因子-聚乳酸/聚乙醇酸微囊对于外周神经的形态再生有较长期的促进作用。     

胶原膜、聚乙醇酸/聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用

目的将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上,制造出一种组织相容性好,不需抗凝,具有修复能力,且支持患者终生的理想心脏瓣膜。方法胶原膜和聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结果胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构,8～12周完全降解,且生物相容性优于聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)。结论胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。     

载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒抑制人肝癌细胞HepG2的作用

背景：临床上应用的紫杉醇注射剂毒性大,过敏反应发生率高。目的：研制载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒,观察其对人肝癌细胞HepG2的抑制及诱导细胞凋亡的作用。方法：采用MTT法检测0,3.125,6.25,12.5,25,50,100mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后人肝癌细胞HepG2的生长;观察25mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后人肝癌细胞HepG2的形态变化,并观察0,12.5,25,50mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子作用后细胞的凋亡情况。结果与结论：在3.125-100mg/L质量浓度范围内,载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子与紫杉醇均能明显抑制HepG2细胞的生长,且载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子显示出明显的缓释作用,随着作用时间的增加其抑制率显著增加,72h时抑制效果最好,但紫杉醇此现象不明显。载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后,细胞出现典型的凋亡形态,且随着载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子作用时间的增加这一现象更加典型;12.5,25,50mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子可明显诱导细胞凋亡,且有明显的量效和时效关系,质量浓度越高、时间越长效果越明显。     

真皮支架聚乙交酯丙交酯海绵状膜的生物相容性研究

目的:检测聚乙交酯丙交酯(polylacticacid/polyglycolicacidcopolymers,PLGA)海绵状膜的生物相容性,探讨作为细胞支架的可能性。方法:将SD大鼠20只用随机数字表法分为5组,在其背部埋置PLGA海绵状膜。不同时相点取材,做组织学观察。用PLGA浸提液进行细胞毒性试验。结果:PLGA海绵状膜在体内两三周后有大量细胞长入并伴新生血管形成,炎性细胞较少。4周开始降解,8周完全降解。细胞毒性试验表明其细胞毒性为1级。结论:此种生物材料具有较好的生物相容性和可控的降解速率,可以作为细胞支架应用于组织工程研究。     

Chemical stress relaxation of polyglycolic acid suture.

Chemical stress relaxation methods are employed to study chemical and mechanical factors influencing the degradation of uncoated polyglycolic (PG) sutures. Specially constructed instrumentation is used to study the kinetics of the load bearing capability of PG (Dexon?) 3-0 sutures in hydrolytic solution. The effects of pH, temperature, strain rate, and initial load on the rate of chemical stress relaxation are presented. Data show how mechanical factors such as the rate of loading (related to the speed of knot tying), as well as the final tension, are related to the rate of structural degradation. Maximum stability is observed at approximately 40 degrees C, with slower degradation both above and below this point. Results show that the slower and tighter the suture is pulled, the greater its ability to sustain tensile loads during hydrolysis.     

聚乙交酯编织型泌尿管支架的制备工艺

背景:尿道重建和修复除了需要合适的材料,更需要一种新的工艺和支架形式,其既可以仿生尿道的外观形态,又可以提供细胞生长的有利环境.目的:探讨聚乙交酯材料制备编织型泌尿管支架的制备工艺.方法:采用48tex聚乙交酯长丝作为泌尿管支架的材料,由7股复丝组成,不加捻度,其中每根复丝中包含12根单纤.用二维三轴向的编织法构造,在95℃下,热定型5 min,热定型后,采用浸渍法涂层30 min,晾干后冷冻干燥4 h.结果与结论:首次采用纺织的编织工艺方法,进行仿生模拟成型,所制得的聚乙交酯编织型泌尿管支架的孔隙率均在90%以上,满足泌尿管孔隙率的要求.     

聚乙醇酸生物支架与胰岛的共培养

背景:以往的研究表明,胰岛细胞体外培养的时间不宜过长,否则会出现纤维组织过度增生,使胰岛大量死亡,而导致移植失败,所以改善胰岛细胞体外培养环境是非常重要的.目的:将大鼠胰岛种植在聚乙醇酸生物支架上,并进行胰岛与支架共培养,观察支架上胰岛细胞的生长状态、胰岛细胞的形态和胰岛细胞的分泌功能,以寻找胰岛细胞体外生存的良好环境.设计、时间及地点:体外培养,对比观察实验,于2005-06/2008-12在哈尔滨医科大学附属第一医院,卫生部细胞移植重点实验室完成.材料:聚乙醇酸支架纤维直径15 μ m,网孔100～150 μ m,空隙率为97%,厚度为1.0～2.0 mm.细胞培养前将支架浸泡入体积分数为75%乙醇溶液中 30 min,PBS冲洗3次,吹干后放入2 g/L多聚赖氨酸中浸泡30 min,消毒后备用.方法:采用胶原酶V分离和消化大鼠胰岛,对照组胰岛加入含体积分数20%胎牛血清、10 g/L肯霉索-链霉素-两性霉素、10 mmol/L Hepes的RPMI-1640培养液;支架组胰岛放在多聚赖氨酸包被的聚乙醇酸支架上,再加入同样的培养基,每个培养肌中细胞浓度为0.6×103,将两组细胞置于体积分数5%CO2、37℃的恒温培养箱中培养.主要观察指标:应用双硫腙胰岛特异性染色,计算胰岛的数量及检测胰岛的纯度;MTT法检测胰岛的成活率;放射免疫法测定胰岛细胞培养上清液中的胰岛素含量;并用扫描电镜对支架上胰岛的黏附生长进行观察.结果:分离和消化后的胰岛被双硫腙染成红色,胰岛外分泌腺不着色,胰岛纯度≥85%:MTT及胰岛功能检测结果显示,支架组的胰岛成活率及胰岛功能明显增高,与对照组相比差异有显著性意义(P<0.05);扫描电镜观察,胰岛紧密黏附存聚乙醇酸支架上,支架卜胰岛成三维立体生长.结论:聚乙醇酸支架与大鼠胰岛共培养可改善胰岛的成活率、胰岛的功能及形态,并使胰岛体外生存期延长.     

Synthesis of polylactides, polyglycolides and their copolymers

An overview is given of several polymerization routes of lactides and glycolides. Well-known in the literature are melt- and bulk-polymerization. These two polymerization types are discussed, showing that they have certain advantages and disadvantages. Less known are the solution and suspension polymerization of lactides and glycolides. These two techniques are described in detail. In certain cases these polymerizations have advantages over the aforementioned ones. It is shown that lower system viscosity enables better heat transfer during the reaction, resulting in a better, controllable reaction. The first results of solution and suspension polymerization are presented, showing that these techniques have great potential in the future.     

可吸收生物材料聚羟基乙酸与滑膜细胞共同构建组织工程化腱鞘

目的:目前对于腱鞘的修复主要运用网腱膜、自体静脉和生物膜等腱鞘的替代品,其缺点是无生物学功能,不能达到真正意义上的结构与功能的重建。实验采用可吸收生物材料聚羟基乙酸与滑膜细胞共同构建组织工程化腱鞘,验证其可行性。方法:实验于2005-09/2007-03在上海市第九人民医院组织工程实验室完成。取Leghorn鸡滑膜腱鞘,体外消化培养获得滑膜细胞并大量扩增后,取第2代滑膜细胞与聚羟基乙酸生物材料复合,形成大小1.5cm×1.0cm,厚1.0mm左右的细胞生物学支架,体外培养6d后,将支架包绕在硅胶管上回植到裸鼠皮下及将支架直接回植于鸡爪原位腱鞘缺损处,以未接种细胞的单纯聚羟基乙酸包绕硅胶管为对照组,体内培养3,6周后取材观察。整个实验过程中对滑膜细胞及两种情况下构建形成的组织工程化腱鞘进行形态学和组织学观察。结果:①所获得的滑膜细胞分为A、B型滑膜细胞,A型滑膜细胞形态呈巨噬细胞样,B型滑膜细胞形态呈成纤维样,且随着滑膜细胞的扩增,A型滑膜细胞比例逐渐减少,到第2代时,基本全部为B型细胞。②在裸鼠皮下构建的组织工程化腱鞘第3周、第6周时有新生组织产生,且具有弹性,失去支撑后仍可保持形状,而单纯聚羟基乙酸对照组在第3周时只有少量新生组织,到第6周时新生组织消失。③在Leghorn鸡原位处构建的组织工程化腱鞘第3周时内壁光滑,与肌腱无粘连,第6周时形成与正常腱鞘相似鞘膜。结论:应用组织工程技术可以构建与正常组织相似的组织工程腱鞘。     

电纺载盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸纳米纤维膜制备以及性能表征

背景:由于良好的疗效和较低的不良反应,局部药物控制释放系统防止感染正在引起越来越多的关注.而静电纺丝制得的高分子纳米纤维,是一种良好的载药材料.目的:使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜,着重观察其抑菌性能和细胞相容性.方法:以15～20kV的电压,0.3～0.5 mL/h的流速使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜.通过扫描电镜观察纳米纤维膜的形貌.检测载药率,绘制药物释放曲线,并用改良的Kirby-Bauer实验来观察载药纳米纤维膜的体外抑菌性能.用MG-63细胞来检测纳米纤维膜的生物相容性.结果与结论:载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维直径均在360～470 nm之间.且载药率都可以达到80%以上.载药量为10%的纳米纤维突释最大.载药纳米纤维膜可以有效的抑制金黄色葡萄球菌的生长但是对于MG-63细胞的黏附和增殖没有明显的不良影响.相比较而言,载药量为3%和5%的载盐酸四环素纳米纤维膜对于防止引导组织再生术后感染而言是较好的选择.