碱性成纤维细胞生长因子/双层胶原基复合材料制备及其生物安全性

背景:胶原特殊的分子结构和生物活性有利于多种细胞黏附、增殖和分化,并可降解为新生组织提供足够空间。目的:制备一种复合负载碱性成纤维细胞生长因子的壳聚糖-肝素纳米粒子双层胶原基复合材料,并评价其生物安全性。方法:制备交联风干胶原膜和交联冻干胶原膜。将壳聚糖-肝素纳米粒滴于交联冻干胶原膜上,再将湿态交联风干胶原膜置于复合纳米粒子的交联冻干胶原膜上风干,即碱性成纤维细胞生长因子/双层胶原基复合材料。采用急性全身毒性试验、溶血试验、热原试验和细胞毒性试验评价其生物安全性。结果与结论:碱性成纤维细胞生长因子/双层胶原基复合材料为双层结构,一侧表面致密,另一侧疏松多孔。在其中间负载碱性成纤维细胞生长因子的壳聚糖-肝素纳米粒子呈不规则球形分布于胶原膜内侧面;急性全身毒性试验、热原试验、溶血试验均为阴性,细胞毒性为0级。说明碱性成纤维细胞生长因子/双层胶原基复合材料具有良好的生物安全性,对机体无毒,符合ISO10993-1评价标准。     

胶原-壳聚糖复合材料的制备及生物安全性检测

目的:制备胶原-壳聚糖复合细胞载体,并对该载体进行系统的生物学性能检测。方法:实验于2003-07/2006-06在天津市医药科学研究所完成。将胶原溶液和壳聚糖溶液按照一定比例(9∶1)混匀,交联后真空冷冻干燥,制成胶原-壳聚糖复合载体,对该载体进行复合材料性状及理化性能检测。并采用急性全身毒性试验、皮内刺激试验、皮肤致敏试验、溶血试验、细胞毒性试验和致突变试验进行生物学性能检测。结果:①胶原-壳聚糖复合材料具有三维立体多孔结构,适合细胞的三维生长,能为新生组织提供良好的支架。②急性全身毒性试验、皮内刺激试验均阴性,致敏率仅为6.25%,细胞毒性为0级,无诱变能力。结论:从仿生学角度出发,制备出可生物降解的胶原-壳聚糖复合材料,经过系统的生物学评价发现,胶原-壳聚糖复合材料具有良好的生物安全性,对机体无毒,不致突变,对细胞有较强的亲和作用,利于细胞生长和分化。     

新型壳聚糖－胶原支架与牙周膜细胞的生物相容性

背景：目前胶原作为牙周组织工程支架材料仍具有机械强度差、降解速度快等缺点,将其与壳聚糖复合可改善上述问题。 目的：评估新型壳聚糖-胶原支架材料的体外生物相容性。 方法：通过 MTT 法评估100%,75%,50%,25%壳聚糖-胶原支架材料浸提液对人牙周膜细胞的毒性。选择第4-6代生长状态良好的人牙周膜细胞与壳聚糖-胶原支架共培养,观察细胞在支架上的生长情况,并检测与壳聚糖-胶原支架复合培养前后人牙周膜细胞碱性磷酸酶活性的变化。 结果与结论：新型壳聚糖-胶原支架具有双层结构,一侧表面致密,一侧表面疏松多孔。MTT 法检测不同浓度材料浸提液毒性评级为0或1级。扫描电子显微镜及组织学观察可见细胞在壳聚糖-胶原支架上增殖良好,且致密层可起屏障膜作用,阻挡细胞进入支架内部;复合培养24 h后,人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性与复合培养前无明显差异（P 〉0.05）,复合培养48,72 h后人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性高于复合培养前（P 〈0.05）。以上结果提示新型壳聚糖-胶原支架具有良好的生物相容性及屏障功能,可进一步应用于牙周组织工程的研究。     

碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损

背景：纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物具有良好的力学性能和生物相容性,可用于骨损伤的修复,是一种有应用前景的骨替代品。碱性成纤维细胞生长因子可促进组织修复,目的：观察碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔骨缺损的效果。方法：构建桡骨缺损兔模型,按植入材料的不同共分为3组,实验组植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物＋碱性成纤维细胞生长因子,对照植入组纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物,空白组无任何材料植入。结果与结论：干预12周时,X射线片检查显示,实验组骨植入区新骨发生骨性融合,髓腔再通骨缺损已基本消失;苏木精-伊红染色结果显示,实验组出现成熟的板层骨、成熟的哈弗氏系统以及破骨细胞增生引起的骨质吸收区;以上结果均为实验组的修复效果优于对照组。证实,碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物可促进骨缺损修复,效果优于单独应用纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物。     

重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球的制备及体外细胞毒性

背景：通过各种微球负载骨生长因子使骨形态发生蛋白达到缓释效果逐渐成为研究热点,但关于载药壳聚糖纳米微球的生物相容性特别是细胞毒性的报道较少。目的：对重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球进行细胞毒性检测,评估应用壳聚糖纳米微球作为重组人骨形态发生蛋白2缓释载体的生物安全性。方法：通过离子交联法制备空白壳聚糖纳米微球,应用透视电镜观察微球的形态,激光粒径分析其粒径分布;通过重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球体外细胞毒性试验评估微球的生物安全性。结果与结论：离子交联法制备的壳聚糖微球,球形规整,分散均匀,微球平均粒径为230nm,分布较集中。载药及空白微球的反应分级为0或1级,均为合格。提示,离子交联法制备可成功制备出负载重组人骨形态发生蛋2的纳米微球,且微球细胞毒性检测合格,为进一步的骨组织工程研究提供理论实验基础。     

构建缓慢释放碱性成纤维细胞生长因子的脱细胞羊膜人工活性真皮

背景：目前人工皮肤替代品的种类较多,各有优缺点,仍然没有一种理想的产品应用于临床。目的：探讨构建一种可以缓慢释放碱性成纤维细胞生长因子的新型人工活性真皮的可行性。方法：组织块法培养幼儿包皮成纤维细胞;采用酶-去垢剂法制备人脱细胞羊膜;双相法制备碱性成纤维细胞生长因子-明胶-壳聚糖缓释微球;缓释微球黏附于脱细胞羊膜上;三四代成纤维细胞培养于负载缓释微球的脱细胞羊膜上。结果与结论：制备的脱细胞羊膜为白色半透明状薄膜有较高的孔隙率,空隙不规则,孔径大小为10-100nm,无细胞毒性;碱性成纤维细胞生长因子-明胶-壳聚糖缓释微球分散较均匀,呈球形,粒径均匀,球体表面比较光滑,载药率为20ng/g,包封率为80.5%,体外药物缓释曲线显示药物控释效果良好;成纤维细胞在支架表面爬行生长良好,层粘连蛋白表达较对照组高。表明将成纤维细胞种植于负载碱性成纤维细胞生长因子-明胶-壳聚糖缓释微球的脱细胞羊膜上,缓释微球能较好地黏附于脱细胞羊膜表面。     

重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球的制备及体外细胞毒性

背景:通过各种微球负载骨生长因子使骨形态发生蛋白达到缓释效果逐渐成为研究热点,但关于载药壳聚糖纳米微球的生物相容性特别是细胞毒性的报道较少。目的:对重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球进行细胞毒性检测,评估应用壳聚糖纳米微球作为重组人骨形态发生蛋白2缓释载体的生物安全性。方法:通过离子交联法制备空白壳聚糖纳米微球,应用透视电镜观察微球的形态,激光粒径分析其粒径分布;通过重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖纳米微球体外细胞毒性试验评估微球的生物安全性。结果与结论:离子交联法制备的壳聚糖微球,球形规整,分散均匀,微球平均粒径为230nm,分布较集中。载药及空白微球的反应分级为0或1级,均为合格。提示,离子交联法制备可成功制备出负载重组人骨形态发生蛋2的纳米微球,且微球细胞毒性检测合格,为进一步的骨组织工程研究提供理论实验基础。     

碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损

背景:纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物具有良好的力学性能和生物相容性,可用于骨损伤的修复,是一种有应用前景的骨替代品。碱性成纤维细胞生长因子可促进组织修复,目的:观察碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔骨缺损的效果。方法:构建桡骨缺损兔模型,按植入材料的不同共分为3组,实验组植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物+碱性成纤维细胞生长因子,对照植入组纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物,空白组无任何材料植入。结果与结论:干预12周时,X射线片检查显示,实验组骨植入区新骨发生骨性融合,髓腔再通骨缺损已基本消失;苏木精-伊红染色结果显示,实验组出现成熟的板层骨、成熟的哈弗氏系统以及破骨细胞增生引起的骨质吸收区;以上结果均为实验组的修复效果优于对照组。证实,碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物可促进骨缺损修复,效果优于单独应用纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物。     

强的松龙纳米微球缓释膜的生物安全性

背景：如何用药物去抑制神经修复后瘢痕的生长成为周围神经损伤后功能恢复的关键。课题组以往研究借鉴广泛应用于抗肿瘤药物局部释放的纳米微球缓释技术设计了一种强的松龙纳米微球缓释膜,取得了良好的体外药物缓释效果。目的：制备强的松龙纳米微球缓释膜,观察该膜的生物相容性及安全性。方法：采用反胶束乳化溶剂挥发法和球膜结合的方法制备强的松龙纳米微球缓释膜,用细胞毒性实验、溶血实验、急慢性全身毒性实验对药膜的生物安全性进行初步评价。结果与结论：培养第7天,L929小鼠成纤维细胞相对增殖率为92.6%,证实此膜无细胞毒性;该膜对新鲜的抗凝兔血溶血率为0.59%,无明显的溶血作用;此缓释膜的浸提液腹腔注射小鼠未见明显的生物学行为的异常,对大鼠肝肾功能无明显影响。结果证实,强的松龙纳米微球缓释膜具有良好的生物相容性,安全无毒性。     

人骨形成蛋白2基因成骨诱导作用研究

目的：制备一种具有成骨活性的生物材料。方法：将人BMP2-pcDNA3．1质粒添加到壳聚糖-胶原海绵支架材料中，然后将大鼠成骨细胞和成纤维细胞分别接种在该复合材料中，体外培养细胞-支架材料复合物．另外将该材料植入BALBc小鼠皮下，以添加了pcDNA3．1质粒的壳聚糖-胶原海绵支架材料为对照。10天以后．取出细胞-支架材料复合物和皮下植入物，分别检测样品的碱性磷酸酶活性和钙含量。结果：与对照相比，体外培养细胞-支架材料复合物中的碱性磷酸酶活性和钙含量均显著提高；小鼠皮下植入物的碱性磷酸酶活性和钙含量也分别提高了61．5％和16．2％。结论：添加了人骨形成蛋白2基因的壳聚糖-胶原海绵支架材料具有成骨诱导活性，这种材料为骨组织工程中的成骨诱导可能提供一种新的方法。     

电纺丝技术制备生物活性复合纤维支架及其体外降解性

背景：聚乳酸/羟基磷灰石类复合材料支架常用的制备方法主要有冷压法、粒子沥滤法、热致相分离法等,但是在增强材料界面的结合、调节材料的降解速率、改善材料的强度等方面仍不能满足要求。目的：制备左旋聚乳酸/羟基磷灰石复合纳米纤维支架。方法：采用静电纺丝法制备聚乳酸/羟基磷灰石复合纳米纤维支架。以扫面电镜对纤维的结构形态进行分析,并观察其在PBS中浸泡不同时间的体外降解过程。结果与结论：羟基磷灰石纳米粒子与聚乳酸/基体间存在化学键合,纳米粒子使纤维直径增大且表面粗糙程度增加,这种结构将有利于细胞在纤维膜上的伸展和和繁殖。羟基磷灰石的引入,抑制了聚乳酸降解过程中的自催化作用,减缓了聚乳酸的降解速度。说明电纺丝技术制备的聚乳酸/羟基磷灰石复合支架在组织工程支架材料方面具有潜在的应用前景。     

羟基丁酸-羟基辛酸聚合物-胶原骨软骨支架的制备及应用

背景：关节软骨修复的关键是软骨和软骨下骨的整体修复,然而目前尚缺乏理想的一体化支架。目的：制备聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架,并分析其基本生物学特性。方法：以聚羟基丁酸-羟基辛酸、Ⅰ型胶原为材料,通过溶剂浇铸-颗粒沥滤法制备聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架,观察支架超微结构,支架孔径及孔与孔的连通情况;液体置换法测定支架孔隙率。将乳兔骨髓间充质干细胞接种于聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架上,扫描电镜观察细胞在支架上的黏附状态,MTT法测定细胞在支架上的生长曲线。结果与结论：一体化支架呈疏松多孔结构,软骨层孔径80-100μm,骨层孔径200-220μm,孔隙率（80.0±2.3）%。骨髓间充质干细胞在支架上黏附状态良好,增殖迅速。说明聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原骨软骨一体化支架具备适宜的孔隙结构和良好的生物亲和性。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组（P〈0.05）,而增殖能力与对照组差异无显著性意义（P〉0.05）。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

复合水凝胶人工角膜裙边支架材料的生物相容性评价

背景：β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶具有高含水量、良好柔软性优点,有利于成纤细胞生长及胶原沉积,适用于做人工角膜裙边支架材料。目的：评价β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶人工角膜裙边支架材料的生物相容性。方法：①迟发型超敏反应：在豚鼠脊柱两侧皮内由头到尾分别注射A液（完全弗氏佐剂与生理盐水等体积混合液）、B液（β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶浸提液或生理盐水或2-巯基苯并噻唑）、C液（A液与B液等体积混合稳定性乳化剂）,并进行局部诱导及激发。②急性全身性毒性实验：由昆明小鼠尾静脉分别注射生理盐水与β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶浸提液。③体外细胞毒性实验：分别以β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶浸提液、细胞培养液及含苯酚的细胞培养液培养MRC-5细胞。④皮内反应：在兔脊柱皮内分别注射β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶生理盐水（或芝麻油）浸提液、生理盐水及芝麻油。结果与结论：β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶人工角膜裙边支架材料的迟发型超敏反应分级为0-1级,急性全身毒性实验结果为正常无症状,体外细胞毒性均为0级或1级,皮内反应为极轻微。表明β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合水凝胶人工角膜裙边支架材料生物相容性指标达到生物植入医用材料的要求。     

生物可降解聚合物结合碱性成纤维细胞生长因子与内皮细胞的黏附

背景：可降解材料的应用是体外构建小口径组织工程血管的重要研究部分。如何对可降解材料进行改性,以利于材料本身体外抗凝与促进内皮细胞黏附,是目前血管组织工程研究的热点之一。目的：利用可降解聚己内酯接枝肝素材料体外负载碱性成纤维细胞生长因子,观察其对于内皮细胞黏附的影响。方法：应用聚己内酯可降解材料,将肝素活化后并与聚己内酯的端羟基发生酯化反应从而被锚定在聚己内酯两端。经过电纺丝技术,制备血管支架。同时利用肝素和生长因子间的静电吸附作用,使支架负载碱性成纤维细胞生长因子。采用低密度内皮细胞短期静态种植,观察负载细胞生长因子的可降解聚己内酯材料对内皮细胞生长黏附情况的影响。结果与结论：成功地制备了负载成纤维细胞生长因子的可降解聚己内酯接枝肝素支架。内皮黏附实验证实,该支架利于内皮细胞黏附。提示可降解聚己内酯接枝肝素材料负荷碱性细胞生长因子支架对内皮细胞有很好的体外黏附性。     

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性

背景：天津大学材料学院利用仿生学方法制备的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料,具有与天然骨相似的结构和性能。目的：研究纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性。方法：①急性全身性毒性实验：将纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水分别注射至昆明小鼠腹腔,注射24,48,72 h记录小鼠体质量。②致敏实验：在日本大耳白兔背部皮下分别注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水,72 h内观察注射部位水肿及红斑情况,间隔14 d后再次行激发实验。③热源实验：在日本大耳白兔耳缘静脉注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液,注射后检测体温变化。④溶血实验：在稀释的兔抗凝血中分别加入纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液、生理盐水与蒸馏水。⑤将第3代兔骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料共培养,观察材料表面细胞增殖、生长及黏附状态。结果与结论：纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料无急性全身毒性、无致敏性、无热源反应、无溶血反应,该支架材料具有三维网络结构,骨髓间充质干细胞在材料表面生长、增殖及黏附良好,表明纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料具有良好的生物相容性与细胞相容性。     

多孔聚乙烯醇/明胶软骨组织工程支架复合材料的制备及其生物相容性

背景：以明胶为基体制备的组织工程支架材料具有良好的生物相容性和生物降解性能,但存在力学性能低,降解速率难以控制的缺陷。目的：制备一种软骨组织工程支架材料多孔聚乙烯醇/明胶复合物,并检测其理化性能和生物相容性。方法：采用乳化发泡法制备聚乙烯醇/明胶多孔支架,并通过电镜分析、力学测试、皮下植入实验,检测材料孔径和孔隙率、IR光谱、力学性能和生物相容性。结果与结论：多孔材料内部呈三维网状多孔结构,孔径均匀,有相似的孔隙率61.8%,含水率44.6%,抗拉强度为（5.01±0.03）MPa,抗压强度为（1.47±0.36）MPa,有较好的力学性能,IR光谱分析表明材料内部结构均匀。皮下植入后,炎症反应逐渐减轻,囊壁逐渐变薄,并趋于稳定,提示多孔聚乙烯醇/明胶支架材料具有较好的生物相容性和力学性能。     

人成骨细胞与复合型多孔生物支架降解产物的相容性

背景：以Ⅰ型胶原蛋白改性多孔硫酸钙生物支架在体内的降解过程尚不明确,其降解产物对人成骨细胞的影响国内外也缺少相关研究。目的：观察人成骨细胞与硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物的生物相容性。方法：将第2代人成骨细胞分别置于硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液及含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养,培养第1,3,5,7天以MTT法检测两组细胞增殖曲线,联合会推荐法测定细胞碱性磷酸酶活性,考马氏亮蓝微板法测定总蛋白。结果与结论：在硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液中培养人成骨细胞的增殖速度略高于在含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养的细胞,但差异无显著性意义（P〉0.05）。两组碱性磷酸酶活性、总蛋白合成及碱性磷酸酶/总蛋白都随时间递增而增加,两组不同时间点上述指标差异均无显著性意义（P〉0.05）。表明硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物既不影响人成骨细胞的增殖生长,也不影响其正常生理功能,具有较好的生物相容性。