冻干韧带脱细胞支架材料的生物相容性及优势

背景:韧带脱细胞基质是通过各种脱细胞方法将韧带组织内的细胞成分清除,降低免疫原性,同时对纤维支架结构破坏轻微,保留了细胞外基质的机械性能.目的:评价冻干兔髌韧带脱细胞支架的生物相容性及优势.方法:取兔髌韧带,利用1%脱氧胆酸钠行脱细胞处理,制备冻干和未冻干脱细胞韧带支架.结果与结论:冻干韧带脱细胞支架保持了冻干前的胶原结构与力学特征,无细胞残留,其浸提液对细胞生长无抑制作用,无全身急性毒性反应,无热原存在,且原发刺激指数为0分,皮内刺激实验阴性.体内埋植实验显示冻干韧带脱细胞支架表现为免疫原性小,炎症反应轻的特点.说明冻干韧带脱细胞支架具有较好的生物相容性,且制作简单,便于消毒、包装、保存.     

组织工程韧带支架材料的选择及其生物相容性

目的:总结修复韧带损伤的主要生物材料及研究进展,强调韧带的损伤类型,评价修复运动性韧带损伤中所应用的组织工程韧带支架的各种生物材料的性能和应用,寻找合理的组织工程韧带支架材料.方法:由第一作者采用电子检索的方式,在PubMed数据库及万方数据库中检索1999-01/2010-07有关生物材料应用于组织工程韧带支架的研究文章,中文关键词为"重建韧带,生物材料,人工韧带,组织工程,支架材料";英文关键词为"cruciate ligamen,LARS artificial ligament,ligament reconstruction".排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入19篇文献进行评价.结果:论述了组织工程支架材料的选择及其生物相容性,虽然目前的研究取得了较大的进步,但仅处在起步阶段,距离大规模的临床应用还很远.结论:天然及合成高分子材料作为组织工程支架材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段,尚未应用至临床,因此改进他们作为支架材料的性能是目前研究的主要方向之一.     

脱细胞枪乌贼神经的制备及其生物相容性

背景：脱细胞哺乳动物神经有有髓纤维直径小、细胞成分不易彻底清除、复合细胞不均匀的缺点。目的：制备脱细胞枪乌贼神经,并探讨其生物相容性。方法：用Hasse化学萃取法制备脱细胞枪乌贼神经,观察其脱细胞的效果、管道及基底膜的完整性,用MTT法检测脱细胞枪乌贼神经与细胞相容性,用皮下植入实验检测其组织相容性。结果与结论：制备的脱细胞枪乌贼神经细胞及髓鞘清除彻底、神经纤维膜管及基底膜保留完整,且膜管粗大。脱细胞枪乌贼神经皮下植入植入后1和2周材料周围有炎症细胞浸润。植入后4周材料周围有薄层纤维结缔组织囊,材料内部及周围只有少量炎症细胞。结果证实,采用Hasse化学萃取法制备的脱细胞枪乌贼神经,细胞清除彻底,神经纤维膜管及基底膜保留完整,与异种细胞及组织相容性良好。     

脱细胞枪乌贼神经的制备及其生物相容性

背景:脱细胞哺乳动物神经有有髓纤维直径小、细胞成分不易彻底清除、复合细胞不均匀的缺点。目的:制备脱细胞枪乌贼神经,并探讨其生物相容性。方法:用Hasse化学萃取法制备脱细胞枪乌贼神经,观察其脱细胞的效果、管道及基底膜的完整性,用MTT法检测脱细胞枪乌贼神经与细胞相容性,用皮下植入实验检测其组织相容性。结果与结论:制备的脱细胞枪乌贼神经细胞及髓鞘清除彻底、神经纤维膜管及基底膜保留完整,且膜管粗大。脱细胞枪乌贼神经皮下植入植入后1和2周材料周围有炎症细胞浸润。植入后4周材料周围有薄层纤维结缔组织囊,材料内部及周围只有少量炎症细胞。结果证实,采用Hasse化学萃取法制备的脱细胞枪乌贼神经,细胞清除彻底,神经纤维膜管及基底膜保留完整,与异种细胞及组织相容性良好。     

新型三维编织型生物支架的研制及体外生物相容性

背景:脊髓损伤后,由于有胶质瘢痕的阻隔,使再生的轴突难以穿越损伤区域,从而影响脊髓功能的恢复.随着组织工程技术的发展,研究人员尝试利用在三维支架的空间诱导作用下,让再生的轴突和支架内部携带的细胞能够三维有序的生长,穿越瘢痕屏障,连接脊髓损伤断端.目的:采用编织工艺研制新型以聚乙交酯-丙交酯为原料的三维支架,检测新型支架与许旺细胞的生物相容性.设计、时间及地点:体外对比观察实验,于2007-06/2008-03在长海医院中心实验室完成.材料:选择聚乳酸:聚羟基乙酸为9:1的聚合材料聚乙交酯-丙交酯,通过熔融纺丝、拉伸、编织等步骤制作聚乙交酯-丙交酯三维支架.取新生3 d SD乳鼠的坐骨神经,分离、纯化许旺细胞.方法:实验分3组:三维支架组将许旺细胞接种在新型三维支架内培养;明胶海绵组将许旺细胞接种在胶原海绵上培养;细胞培养皿组直接接种在预涂左旋多聚赖氨酸的24孔培养板上培养.主要观察指标:扫描电镜观察内部微管道的排列规律,测量其孔径大小、孔隙率等指标.通过倒置相差显微镜和扫描电镜观察许旺细胞在支架上生长情况,包括许旺细胞在支架上的黏附、增殖和凋亡情况等.结果:支架外径为3 mm,微管道内径为100 μm,呈均匀平行排列,支架的孔隙率为68%.三维支架组与细胞培养皿组中的许旺细胞黏附、增殖差异无显著性意义,与明胶海绵组差异有显著性意义.三维支架组与明胶海绵组中细胞凋亡差异无显著性意义,它们均低于细胞培养皿组,差异有显著性意义.结论:新型三维编织型支架具有良好的生物相容性.     

脱细胞血管基质制备及体内外生物相容性

背景:利用脱细胞血管基质作为血管支架具有以下优点:脱细胞血管基质保留了自然血管的复杂三维结构;脱细胞基质表面的生长因子和结构域有利于细胞的黏附和浸润.目的:制备脱细胞血管基质并对其体内外生物相容性进行评价.方法:采用胰蛋白酶、Triton X-100逐步处理猪颈动脉制备脱细胞血管基质.采用皮下植入实验、急性毒性实验和体外细胞毒性实验等评价其生物相容性.结果与结论:脱细胞基质材料具有良好的化学稳定性,未释放对红细胞产生破坏溶解作用的有害元素,未引起急性溶血反应,对细胞的生长无毒性影响.脱细胞基质材料在动物体内植入后早期有较多炎性细胞浸润,到实验观察的后期无明显炎性细脆浸润,脱细胞基质内可见成纤维细胞.另外,脱细胞基质材料对周边组织未产生毒性作用,伤口Ⅰ期愈合.同时组织学切片显示:支架材料与周边组织相容性好,未产生排斥反应.说明脱细胞基质材料在动物体内具有很好的生物相容性.     

冻干去抗原羊松质骨支架的生物相容性评价

背景：异种骨具有与人类骨类似的天然多孔结构,在治疗骨缺损时可引导骨组织再生,但植入过程中也会引起不同程度的免疫反应。目的：采用冻干法制备去抗原羊脊椎松质骨支架材料,并评价其生物相容性。方法：取羊脊椎松质骨,制备两组去抗原异种骨支架,化学组经H2O2、甲醇/氯仿混合液等化学试剂处理;冻干组将经化学处理的羊松质骨在-80℃冰箱中低温冷冻4周,真空干燥,60结果与结论：冻干组支架无细胞毒性、急性毒性及热源反应,皮内刺激实验阴性;化学组支架有细胞毒性及轻微急性毒性反应,有致热源作用及轻度皮肤刺激性。结果表明经过化学处理羊脊椎松质骨支架的生物相容性相对较差,而化学处理配合低温冷冻、真空干燥及Co照射消毒。①细胞毒性实验：分别采用化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液与DMEM/F12培养基培养羊骨髓间充质干细胞。②热源实验、急性毒性实验：从兔耳缘静脉分别注射化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液与生理盐水。③皮内刺激实验：分别在兔脊柱背部皮下注射化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液、生理盐水及乙醇。60 Co照射的羊脊椎松质骨生物相容性较好,基本能达到骨组织工程支架材料的要求。     

新型纳米纤维支架的细胞生物相容性

背景:高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架具有适合血管平滑肌细胞黏附、增殖的多级孔径结构,具有良好的细胞生物相容性.目的:探讨高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架的细胞相容性.方法:根据支架的制作工艺不同分为传统支架组、新型纳米纤维支架组两组,另设单纯细胞组为对照组.采用组织块贴壁法体外原代培养兔主动脉平滑肌细胞并进行传代,用3～6代细胞作为实验用种子细胞.应用WST-1法测定平滑肌细胞黏附率、增殖力,光镜及扫描电镜观察细胞形态,评估支架的细胞生物相容性.结果与结论:高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架对细胞形态无明显影响,新型支架上的种子细胞黏附、增殖及代谢活性情况较传统支架好.提示,高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架具有较高的细胞相容性.     

人脐动脉脱细胞支架的制备及其生物相容性

目的:制备脱细胞人脐动脉支架并检测其与内皮细胞的相容性。方法:实验于2005-11/2006-12在复旦大学上海医学院分子生物学实验室完成。实验材料:健康新生儿的新鲜脐带(产妇知情同意并自愿捐献)。实验方法:①脱细胞脐动脉支架的制备:分离脐动脉放于离心管中,先用低渗后用等渗的十二烷基硫酸钠处理,再用核酸酶消化。脱细胞脐动脉支架作苏木精-伊红染色、Movat五色法染色及透射电镜观察。②支架与内皮细胞共培养:将脱细胞脐动脉支架切成小块,移入24孔培养板中。实验组每孔接种1.5mL的脐静脉内皮细胞悬液,对照组未种细胞,只加1.5mL的培养液,1周后进行扫描电镜观察。实验评估:①脱细胞脐动脉支架的形态。②血管内皮细胞在脱细胞脐动脉支架上黏附生长情况。结果:①脱细胞脐动脉支架的形态:光镜下对照组样品中观察到深蓝色的细胞核,实验组细胞结构被完全破坏,核破碎后被彻底清除,未见核碎片,血管壁纤维组织染成红色,呈整齐排列,组织结构未见明显的疏松;Movat五色法染色显示,脱细胞血管无红色的细胞质和黑色的细胞核,只见呈现整齐排列的波浪状黑色的弹性纤维,其间散布着蓝色的糖蛋白和网状纤维;透射电镜下观察到交错排列的胶原纤维和弹性纤维,有少量碎片存在,未见细胞样结构。②血管内皮细胞在脱细胞脐动脉支架上黏附生长情况:脐静脉内皮细胞种植于脱细胞脐动脉支架后,扫描电镜观察到可黏附生长并形成完整内膜层。结论:用十二烷基硫酸钠和核酸酶联合消化人脐动脉能够制备良好的脱细胞血管支架,并且对内皮细胞有良好的组织相容性。     

新型纳米纤维支架的细胞生物相容性

背景：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架具有适合血管平滑肌细胞黏附、增殖的多级孔径结构,具有良好的细胞生物相容性。目的：探讨高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架的细胞相容性。方法：根据支架的制作工艺不同分为传统支架组、新型纳米纤维支架组两组,另设单纯细胞组为对照组。采用组织块贴壁法体外原代培养兔主动脉平滑肌细胞并进行传代,用3~6代细胞作为实验用种子细胞。应用WST-1法测定平滑肌细胞黏附率、增殖力,光镜及扫描电镜观察细胞形态,评估支架的细胞生物相容性。结果与结论：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架对细胞形态无明显影响,新型支架上的种子细胞黏附、增殖及代谢活性情况较传统支架好。提示,高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架具有较高的细胞相容性。     

冷冻后真空抽干膀胱脱细胞基质的生物相容性

背景:膀胱脱细胞基质因其制作工序简单,具有良好的生物相容性及细胞黏附性,越来越多的被应用在组织工程生物支架方面.目的:验证冷冻后真空抽干的膀胱脱细胞基质的牛物学特性.设计、时间及地点:生物材料相容性实验,于2008-05/11在上海组织工程研究与开发中心实验室及上海第六人民医院实验动物房完成.材料:取2只新西兰大白兔,制备膀胱脱细胞基质.方法:正中切开兔膀胱,仔细剥下膀胱黏膜层,置入三蒸水中浸泡24 h.放入含0.1%的聚乙二醇辛基苯幕醚及0.15%氨水的脱细胞液中,定期更换脱细胞液,浸泡14 d.对照组为直接体积分数为75%的乙醇浸泡保存,实验组为-80℃冷冻24 h后真空抽干24 h,体积分数为75%的乙醇浸泡保存.主要观察指标:分别通过苏木精一伊红染色、Masson染色、扫描电镜及力学测定研究其理化件质;采用兔膀胱平滑肌细胞作为种子细胞,通过细胞黏附实验、细胞活力测定(MTT法)、皮下埋植实验对2种膀胱脱细胞基质的各种生物学特性进行评价比较.结果:苏木精-伊红染色及Mason染色显示2种膀胱脱细胞基质无细胞成分残留,保持较完整的胶原成分:电镜扫描表面均呈裂隙状结构,以胶原为主,适合细胞黏附;力学检测实验组膀胱脱细胞基质保持了原来膀胱脱细胞基质的力学特征,且具有史好的拉伸率;MTT法测定细胞毒性均为0级;与膀胱平滑肌细胞均有良好的黏附性:兔皮下埋植1个月,均与皮下组织黏附良好,有肌肉黏附及血管增生.结论:经冻干后真空抽干的膀胱脱细胞基质具有良好可操作性及拉伸率,且保持了原有的生物相容性,制作简单,是理想的组织工程生物支架.     

纳米仿生复合支架的生物相容性

背景:纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨,可以很好的模仿体内细胞外基质的结构,有利于细胞黏附、生长。目的:评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。方法:分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测;相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架,取生长良好的P3代,与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养,通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。结果与结论:骨髓基质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29、CD44和CD106,不表达CD34和CD45,细胞形态为长梭形,仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150μm,与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养;是理想的组织工程种子细胞;仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性,可用来做组织工程生物材料。     

纳米仿生复合支架的生物相容性

背景：纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨,可以很好的模仿体内细胞外基质的结构,有利于细胞黏附、生长。目的：评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。方法：分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测;相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架,取生长良好的P3代,与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养,通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。结果与结论：骨髓基质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29、CD44和CD106,不表达CD34和CD45,细胞形态为长梭形,仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150μm,与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养;是理想的组织工程种子细胞;仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性,可用来做组织工程生物材料。     

脱细胞骨软骨支架的制备及形态学观察

目的：探讨脱细胞骨软骨支架制备的可行性，为关节软骨组织工程提供新的支架材料。方法：3月龄雄性新西兰大白兔，取膝关节髌股关节面的股骨侧，切取4mm×4mm×3mm大小（长×宽X深）骨软骨块，用去垢剂-酶法对骨软骨组织块进行脱细胞脱钙处理，冻干机冻干，制备脱细胞骨软骨支架，并对其进行形态学观察。结果：脱细胞骨软骨支架呈半透明状，弹性良好，组织学评价提示细胞成分已完全祛去，保留了纤维支架。结论：去垢剂-酶法可以祛去骨软骨块中的细胞成分，成为带有空隙的支架材料。[著者文摘]     

负载可降解缓释微球壳聚糖支架的生物相容性

背景:负载缓释转化生长因子β1微球壳聚糖支架在体外能够促进软骨细胞生长,且可以诱导骨髓间充质干细胞向软细胞分化,有望作为软骨缺损修复的组织工程材料,然而要进行相应体内实验,其生物相容性是不容忽视的.目的:制各负载缓释微球壳聚糖支架并对其生物相容性进行体内外评价.方法:以溶血试验、急性毒性实验、皮内刺激实验、热源性实验、肌内植入实验,评价自制负载缓释微球壳聚糖支架的生物相容性.结果与结论:支架溶血率为1.6%,镜下未见明显红细胞破坏;材料急性毒性评价程度为无毒;皮内原发刺激记分及原发刺激指数均为0;热源性实验体温升高为(0.17±0.06)℃;肌内植入实验大鼠均成活,全身良好、无感染,4周左右新生毛正常分布,8周大体观察支架周围血管明显增多,与周围肌组织整合良好,心肝肺肾等内脏均无特殊变化,随时间延长,淋巴细胞浸润逐渐减少,可见血管及纤维长入支架,包裹逐渐变薄,支架渐降解.结果说明负载微球多孔壳聚糖支架具有优良的生物相容性.     

三维支架材料与脂肪干细胞的生物相容性

背景：构建组织工程化气管需要适合的三维支架。目的：观察脂肪干细胞与聚乳酸-乙醇酸共聚物及聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架的生物相容性。方法：采用组织块法原代分离培养SD大鼠脂肪干细胞,行流式细胞术及多向分化能力鉴定。将脂肪干细胞分别种植于聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚乳酸-乙醇酸-三亚甲基碳酸酯共聚物支架中,扫描电镜观察细胞与支架的生物相容性。结果与结论：脂肪干细胞种植于两种支架材料后生长速度快,扫描电镜观察可见脂肪干细胞呈球型,并伸展形成伪足,贴附于支架材料,细胞间相互连接成团。说明聚乳酸-乙醇酸共聚物与聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架均具有良好的生物相容性,无细胞毒性,其多孔的三维立体状结构适合脂肪干细胞黏附生长。     

三维支架材料与脂肪干细胞的生物相容性

背景:构建组织工程化气管需要适合的三维支架。目的:观察脂肪干细胞与聚乳酸-乙醇酸共聚物及聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架的生物相容性。方法:采用组织块法原代分离培养SD大鼠脂肪干细胞,行流式细胞术及多向分化能力鉴定。将脂肪干细胞分别种植于聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚乳酸-乙醇酸-三亚甲基碳酸酯共聚物支架中,扫描电镜观察细胞与支架的生物相容性。结果与结论:脂肪干细胞种植于两种支架材料后生长速度快,扫描电镜观察可见脂肪干细胞呈球型,并伸展形成伪足,贴附于支架材料,细胞间相互连接成团。说明聚乳酸-乙醇酸共聚物与聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架均具有良好的生物相容性,无细胞毒性,其多孔的三维立体状结构适合脂肪干细胞黏附生长。     

无细胞真皮支架与同种细胞相容性的动态观察

背景：无细胞真皮作为真皮替代材料已广泛应用于临床皮肤缺损的修复,能否将其应用范围扩展使其作为真皮支架用于组织工程皮肤的构建呢？目前国内外对这一方面都在进行着大量的研究。目的：动态评价同种无细胞真皮基质的细胞相容性,验证其作为皮肤组织工程支架材料的可行性。设计、时间及地点：单一样本观察,于2007-10/2008-03在中国辐射防护研究院组织工程实验室完成。材料：试验中皮肤样品源自武警山西总队医院行包皮环切术的健康儿童切除的包皮。方法：采用高渗盐-SDS-胰蛋白酶法制备同种无细胞真皮,组织块贴壁法培养人成纤维细胞,使其接种于支架材料上,通过苏木精-伊红染色以及扫描电镜观察成纤维细胞在支架材料上的贴附、生长、增殖以及迁移情况。主要观察指标：①同种无细胞真皮基质的形态结构。②无细胞真皮基质的细胞相容性。结果：同种无细胞真皮基质肉眼观察为乳白色,柔韧有弹性,苏木精-伊红染色和扫描电镜显示表皮以及真皮乳头层和网状层细胞以及细胞成分已经完全去除,且真皮的胶原网状支架保留完整;接种该支架材料上的成纤维细胞生物学行为活跃,不仅能够在其表面贴附、生长、增殖,并沿细胞间隙向真皮内部浸润生长,穿过乳头层达到网状层,而且分泌细胞外基质,填充细胞间隙形成膜片样结构。结论：通过高渗盐-SDS-胰蛋白酶法制备的无细胞真皮具有良好的细胞相容性,可作为真皮支架材料用于组织工程皮肤的构建。