异种抗原

临床椎间盘突出症是骨科常见病之一,行髓核摘除术后由于纤维环的完整性被破坏, 其抵抗压力的功能受损.当椎体随承载后,椎间隙变窄塌陷,导致脊柱的内源性稳定因素被破坏,可引起或加重椎间关节和小关节的退行性改变,使脊柱的稳定功能下降.人工椎间盘可望解决这一难题.但目前在临床应用的人工椎间盘还存在以下问题:(1)假体活动度过大,稳定性不够.(2)有滑动核突出现象.(3)金属盖板缺乏表面处理,与骨表面的生物相容性欠佳 .故探索异种生物椎间盘移植是治疗椎间盘疾患的途径之一.目前近交系猪被认为是异种移植的最理想的供器官动物.探讨猪的椎间盘能否用作临床移植材料,首先需要解决人体对异种组织材料的免疫排斥反应.α-半乳糖基(α-Cal)是公认存在于除旧世纪灵长目以外的哺乳动物体内的异种抗原.本实验通过检测版纳小耳猪椎间组织中α-Cal的分布情况,为临床猪-人异种椎间盘移植提供依据.采用6头8-11月龄雄性近交系版纳小耳猪的椎间盘组织,常规福尔马林固定,石蜡包埋切片.以植物凝集素作为亲和物质,采用组织化学方法观察猪椎间盘组织中异种抗原的分布情况.椎间盘纤维环状软骨细胞及髓核软骨样细胞的核膜有染色阳性的棕黄色颗粒沉着.云南近交系版纳小耳猪椎间盘组织中有异种抗原存在,但抗原性较弱,可以成为临床损伤修复中良好的材料来源.     

异种抗原a-Gal在近交系版纳小耳猪椎间盘的表达

临床椎间盘突出症是骨科常见病之一 ,行髓核摘除术后由于纤维环的完整性被破坏 ,其抵抗压力的功能受损。当椎体随承载后 ,椎间隙变窄塌陷 ,导致脊柱的内源性稳定因素被破坏 ,可引起或加重椎间关节和小关节的退行性改变 ,使脊柱的稳定功能下降。人工椎间盘可望解决这一难题。但目前在临床应用的人工椎间盘还存在以下问题 :(1)假体活动度过大 ,稳定性不够。(2 )有滑动核突出现象。(3)金属盖板缺乏表面处理 ,与骨表面的生物相容性欠佳。故探索异种生物椎间盘移植是治疗椎间盘疾患的途径之一。目前近交系猪被认为是异种移植的最理想的供器官动物…     

生物血管基质材料的抗原表达及力学特性

了解胰蛋白酶处理前后版纳微型猪近交系血管的抗原表达及力学特性，为异种移植及猪血管用于血管组织工程基质材料提供资料，取猪颈动脉，胰蛋白酶预处理猪血管前后不同时相点取标本石蜡包埋，采用组织形态学方法结合计算机图像分析，对猪血几何形态及纤维结构进行形态定量学研究，分别测定胰蛋白酶作用前后猪动脉压力直径关系，冰冻切片，用亲和免疫组化法检测α-gal抗原表达。结果表明α-gal抗原仅表达于血管内皮细胞，胰蛋白酶预处理血管后，未见α-agl抗原表达，血管内细胞包括内皮细胞，平滑肌细胞已去除，HE染色未见纤维断裂，血管无明显形变，处理前后血管顺应性相差不显著，提示经胰蛋白酶预处理的猪血管抗原性大大降低，其力学特性相差不显著，可用于血管基质材料。     

近交系小耳猪肾、小肠组织中α-Gal抗原分布的研究

随着器官移植工作的广泛开展 ,同种供体远远不能满足临床治疗的要求。目前科学研究正积极寻找可供人体器官移植的异种供体 ,以满足临床需要 ,而猪被认为是最理想的异种供体之一。但猪 -人异种移植的主要障碍是供体器官或组织中的异种抗原 (α-半乳糖抗原 ,α- galactose residues,α- Gal)引起的超急性排斥反应。研究猪组织器官内α- Gal的分布情况 ,对猪进行基因改造 ,以达到猪 -人异种器官移植的目的具有重大意义。本实验选用两种方法对猪肾、小肠内 α- Gal抗原分布进行研究 ,以筛选更敏感的 α- Gal检测方法。实验选用近交系中国西双…     

人工椎间盘设计与临床应用研究进展

人工椎间盘置换通常是指采用人工椎间盘替换疼痛或无功能的髓核与纤维环和／或终板。目前美国FDA正在就腰椎人工椎间盘置换的临床前应用进行研究，据估计到2010年，美国70％的脊柱手术可能会采用人工椎间盘，世界脊柱关节成形术市场会达到14-30亿美元。本就这一方面的研究进展综述如下。     

脱细胞近交系微型猪肌腱修复兔跟腱缺损

背景：异体肌腱移植是目前修复肌腱缺损的理想方法,但移植后的排斥反应是其使用受到限制的主要原因。 目的：观察脱细胞处理的版纳近交系微型猪肌腱移植修复兔跟腱缺损的疗效,以及其作为异种肌腱移植支架材料的可行性。 方法：将40只日本大白兔制作双后肢跟腱缺损实验动物模型后,随机均分为2组,脱细胞猪肌腱组用脱细胞版纳近交系微型猪肌腱修复,自体肌腱组用自体肌腱修复,术后用3-0肌腱线改良HEMI-KESSLER法进行端端原位吻合。 结果与结论：①移植后2周内,脱细胞猪肌腱组与自体肌腱组白细胞计数、C-反应蛋白测量结果差异无显著性意义(P > 0.05)。②两组移植后局部反应小,伤口一期愈合,屈踝功能恢复正常。③组织学检查均未见明显淋巴细胞浸润,肌腱缝合处胶原纤维相互衔接。结果说明脱细胞版纳近交系微型猪肌腱能成功修复兔跟腱缺损,且具有组织相容性好、移植排斥反应轻的优点。     

人工珊瑚椎间融合器对椎间盘切除术后的生物力学影响

目的通过动物实验观察髓核切除前后腰椎间盘承受轴向载荷的形变与植入人工珊瑚椎间融合器后对形变的影响。方法采用20个猪的L3,4、L4,5椎体及所属的椎间盘作为力学实验模型,轴向加压分别测试不同载荷下椎间隙高度的变化,椎间盘髓核摘除前、后及植入人工珊瑚椎间融合器后分别测试3组数据,资料采用Paired-Samplesttest统计分析。结果椎间盘切除术后椎体前柱的稳定性破坏,较小的压力引起较大的椎间隙高度变化(P<0.001),将椎间融合器植入椎间隙后,脊柱前柱的稳定性获得恢复,由轴向压力引起的前柱不稳定现象消失,椎体间隙的高度变化小(P>0.1)。结论初步结果表明,人工珊瑚椎间融合器植入摘除髓核的椎间隙,将有效地防止术后椎间隙狭窄,改善脊柱的生物力学特性。但仍需做更大规模实验进一步研究。     

异种移植材料中α-gal抗原的研究进展

临床上对于组织损伤、骨缺损等病例,采取移植作为常用的修复方式。虽然自体移植在临床上被广泛的应用,但是其存在着取材量有限,难以实现大范围缺损修复等原因,异种移植被广泛应用于临床。动物来源的移植材料存在着天然的免疫原性,能够引起机体的免疫排斥反应。天然异种抗原α-半乳糖基抗原(Galaetosylα-gal-(1,3)-galaetosylβ-1,4-N-aeetylglueosaminyl,α-gal epitopes,α-gal)是存在于灵长目以外的哺乳动物体内的主要异种抗原,能够引起人体的免疫排斥反应。因此对异种移植材料中α-gal抗原残留量的评价成为迫切需要解决的问题。我们对α-gal的基本特点及近来的研究进展进行了总结。     

椎间孔镜下腰椎间盘髓核摘除治疗腰椎间盘突出症的生物力学优势

文题释义：腰椎间盘突出症的手术治疗：腰椎间盘突出症是脊柱外科常见病,手术方式较多。近年来,经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除术作为微创治疗方法迅速发展,具有创伤小、出血量少并能快速康复的优点,受到越来越多的关注。 背景：腰椎间盘突出症的手术方式较多,各有优缺点,通过有限元分析方法进行脊柱生物力学研究可以指导临床工作。 目的：建立L_3-5三维有限元模型,分析不同术式在椎间盘摘除后对脊柱力学的影响。方法：选择1名无腰椎病史的35岁男性志愿者,收集腰椎CT数据构建有限元模型并验证。在L₃/L₅脊柱正常模型(模型Ⅰ)的基础上建立L_4/5节段单纯开窗髓核摘除模型(模型Ⅱ)、椎间盘镜手术模型(模型Ⅲ)、经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型(模型Ⅳ)、关节突关节切除模型(模型Ⅴ),在7种加载工况下测定L₄/L₅节段椎体、椎间盘和左右关节软骨应力分布及L₄椎体位移。 结果与结论：①建立的三维有限元模型有效,方差分析模型有效;②L_4-5椎间盘两两比较后模型Ⅲ、Ⅳ在椎间盘应力集中最小;L₄椎体应力,模型Ⅳ对椎体影响最小;L₄椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ对椎体稳定影响最小;③从加载方式看,关节突关节损伤越小,椎间盘应力越小,模型Ⅳ最小;左侧关节突模型Ⅲ和Ⅳ均保持关节完整;右侧关节左右旋转加载下手术侧关节越完整,应力越大,故模型Ⅳ较大;左右侧倾加载下反而相反,模型Ⅴ最大;L₄椎体应力模型Ⅳ最小;椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ位移最小,接近模型Ⅰ;④提示经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型在椎体、椎间盘和关节突关节应力分布最小,有明显优势;椎间盘镜手术模型和经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型位移均较其他手术模型稳定,二者无差异;故经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除目前是较理想的术式。　 ORCID: 0000-0002-2604-0049(吐尔洪江·阿布都热西提) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

生物血管主要组织相容性复合体抗原表达及内皮化的实验研究

为了解胰蛋白酶处理前后版纳微型猪近交系血管的主要组织相容性复合体 (Major histocom patibilitycomplex,MHC)表达及去细胞后重新内皮化情况 ,为异种移植及猪血管用于血管组织工程提供资料 ,取猪颈动脉 ,胰蛋白酶预处理猪血管前后 Western Blot法检测 MHC抗原表达 ,在自行设计制作的新型动力性生物反应器中 ,用原代培养的内皮细胞种植在去细胞血管基质材料表面 ,扫描电镜检测内皮化效果。结果表明 ,胰蛋白酶预处理血管后 ,未见 MHC抗原表达 ,扫描电镜可见血管腔内皮细胞形态正常 ,沿血管长轴分布 ,提示经胰蛋白酶预处理的猪血管 MHC抗原大大降低 ,人内皮细胞能成功内皮化 ,可望构建实用的组织工程血管     

腰椎退行性病组织特异性干细胞功能活性及表观遗传调控

<正>退行性改变在椎间盘退行性疾病患者主要表现为椎间盘髓核组织变性、纤维化、水分减少、椎间盘突出、椎间盘高度变窄、椎管狭窄和脊柱不稳等,从而导致颈椎病、下腰背疼痛、功能受限,甚至脊柱畸形等。国内椎间盘退行性疾病患者数量可高达1.5亿之巨。椎间盘是位于相邻脊柱运动节段间的一种纤维软骨样间盘组织。其由外层环形胶原构成的纤维环,内部胶冻状的髓核组织以及两侧邻近椎体骨性终板处的透明软骨终板组成。髓核细胞是椎间盘内一     

颈椎椎间盘人工髓核置换术的生物力学评价

目的 :对颈椎椎间盘实施人工髓核置换术并进行生物力学评价 ,为临床应用提供理论依据。方法 :取 6具新鲜人尸体颈椎标本 (C2 ～T1 ) ,制成四种脊柱功能单位 (FSU)的试验模型 :正常颈椎 ,椎间盘髓核全切 ,人工髓核植入及椎间植骨。分别对其进行生物力学测试 ,记录不同运动状态下脊柱节段运动范围 (ROM)的改变情况。并摄片了解人工髓核植入前后脊柱试件影像学的变化。结果 :与髓核切除组比较 ,人工髓核植入或椎间植骨后 ,颈椎节段活动明显减少 (P <0 .0 1)。人工髓核植入组与椎间植骨组相比较 ,节段活动差异无显著性 (P <0 .0 5 )。动态影像学资料显示 ,人工髓核置入后 ,椎间隙高度和脊柱生理曲度都得以恢复。结论 :颈椎椎间盘人工髓核的植入能较好地恢复椎间盘的解剖结构 ,有助于脊椎生理曲线的恢复 ,从而在一定程度上增加失稳脊柱节段的稳定性。     

椎间盘组织工程支架材料研究的新进展

<正>椎间盘突出症是骨科临床的常见病,是引起腰腿痛的主要病因,目前的治疗方法均有其局限性,且具有较高的致残率。保守治疗对早期椎间盘突出症有效,可以缓解临床症状,但不能逆转已经退行性变椎间盘组织的生物学功能。手术治疗应用最广泛的是椎间盘髓核摘除术和脊柱内固定融合术,但长期随访发现大部分手术后患者术部邻近椎间盘相继出现退行性变或进一步加重。虽然人工椎间盘和人工髓核假体已     

人外周血T细胞系间接识别SLAⅠ类分子引起的异种细胞增殖反应

目的 确认猪→人异种移植中存在针对猪白细胞抗原(swine leukocyte antigen，SLA)Ⅰ类分子的间接识别而引起的急性细胞性排斥。方法 用纯化的中国版纳猪SLA Ⅰ类P1基因工程蛋白为抗原，体外反复刺激健康人外周血T细胞，建立P1特异性T细胞系。观察抗原特异性CD4 T细胞系在自身APC存在下对版纳猪外周血单个核细胞与软骨细胞的反应性，以及HLA-DR单抗与氯喹的阻断作用。结果 建立10株SLA Ⅰ类P1抗原特异性T细胞系，其中8株以TCRαβ CD4 为主要表型，将其合并使用。该CD4 P1特异性T细胞系在自身APC存在下对相同品系版纳猪PBMC与软骨细胞均产生显著增殖反应。经抗人HLA-DR单抗与氯喹处理均能明显阻断其增殖反应。结论 健康人外周血T细胞可通过间接识别SLAⅠ类抗原对版纳猪细胞产生明显应答。     

髓核细胞移植抑制椎间盘退变

背景：近年来,椎间盘细胞移植和椎间盘移植修复椎间盘退变研究取得较大的进展。目的：探讨髓核细胞的体外培养方法以及髓核细胞移植在抑制椎间盘退变研究中的作用。方法：通过数据库检索的方式探讨髓核细胞移植抑制椎间盘退变的研究。髓核细胞的主要功能是产生胶原和蛋白聚糖,改进髓核细胞的培养方法,使培养后的髓核细胞数量增多,合成和分泌细胞外基质增加,通过髓核细胞移植来修复退变的椎间盘。结果与结论：通过三维小球聚集培养、微载体旋转立体培养等方法可以使髓核细胞数量增多,肝细胞生长因子对髓核细胞增殖产生促进作用。髓核细胞移植可以恢复退变椎间盘高度,促进退变椎间盘内蛋白多糖和Ⅱ型胶原的生物合成和分泌。随着对椎间盘退变研究的不断深入,髓核细胞移植对退变椎间盘可能是一种重要的治疗手段。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

人工椎间盘植入术后颈椎邻近节段生物力学变化的有限元分析

目的研究人工椎间盘植入术后邻近节段的运动范围及椎间盘应力改变。方法将接触问题引入生物建模,建立正常全颈椎有限元模型,模拟C5/6椎间植骨融合和C5/6人工间盘植入,分析两种状态下其相邻节段的运动范围及椎间盘的应力改变。结果(1)所建立模型包含了韧带、关节囊及其他软组织结构,而且真实细腻,准确度高;(2)椎间植骨融合术后邻近椎间隙运动范围增加,相应椎间盘应力明显增大,上位节段髓核与纤维环的应力约增加70%,而下位节段髓核与纤维环应力约增加40%;(3)人工间盘植入后颈椎运动范围除仅后伸受限(P(0.05)外,邻近节段椎间盘应力增加不超过10%。结论植入的颈椎人工间盘可在一定程度上降低相邻椎体节段的应力,且有利于改善颈椎的活动度。     

兔腰椎间盘髓核穿刺抽吸后的影像及组织病理学变化

背景：髓核摘除后椎间盘会随时间出现什么样的影像学及组织病理学变化,目前尚不明确。 目的：观察兔腰椎间盘髓核穿刺抽吸术后影像学及组织病理学的变化。 方法：32只日本大耳白兔,用21号针头行L _3/4椎间盘后外侧穿刺抽吸出部分髓核组织,L _2/3椎间盘作为正常对照椎间盘,于抽吸后2,4,8,12周时按照分组取8只兔子行腰椎侧位X射线检查,测量L _3/4 、L _2/3椎间隙高度并计算椎间盘高度指数,行正中矢状位MRI检查及椎间盘组织病理学检查。 结果与结论：髓核抽吸后2,4,8,12周椎间盘高度呈逐渐降低趋势,但8-12周变化减小,与正常对照组椎间盘相比,各时间点椎间盘高度指数显著降低(P < 0.05)。抽吸后2,4,8,12周的髓核信号强度随时间逐渐降低,8周时已达改良Thompson分级标准的4级。抽吸后凝胶状髓核组织随时间逐渐出现裂隙,形态逐渐紊乱,12周时呈现明显的纤维化表现,髓核4周时出现较多的类软骨细胞,呈现活跃状态,髓核细胞明显减少,抽吸后8,12周髓核内纤维样细胞增多,类软骨细胞数量减少,纤维环随时间逐渐出现扭曲,排列紊乱,突起,出现分层、纤维断裂现象。说明后外侧纤维环穿刺髓核抽吸后,兔腰椎间盘X射线高度、MRI T2加权信号强度随时间逐渐降低、减弱,椎间盘组织逐渐出现退变病理改变,但8-12周其变化趋于缓和。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

人工腰椎间盘植入后小关节应力分布的比较研究

目的:通过三维有限元的方法研究正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘三组小关节的应力分布,探讨人工腰椎间盘植入小关节应力分布的影响.方法:利用有限元软件MSC.MARK,建立正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘及L4～5运动节段的三维模型,然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究.结果:在各种运动状态下髓核摘除组小关节的应力最大,人工腰椎间盘组的小关节应力比正常椎间盘高,但明显小于髓核摘除组,但在旋转状态下,人工腰椎间盘小关节的中心部位承受的应力最大.结论:人工腰椎间盘植入后与髓核摘除组相比可降低小关节的应力,但仍高于正常的腰椎间盘组;人工腰椎间盘组的抗旋转能力明显低于正常腰椎间盘组和髓核摘除术后组,由此可见,目前的人工腰椎间盘具有腰椎间盘大部分的力学功能,与真正的腰椎间盘仍有差别.     

后纵韧带硬化对颈椎力学影响的三维有限元分析

目的利用三维有限元分析探讨后纵韧带(posterior longitudinal ligament,PLL)硬化后对颈椎生物力学的影响,分析探讨其可能引起的颈部稳定性改变。方法对1位健康成年男性进行颈部CT及MR扫描,获取C1—C7节段的断层图片,采用MIMICS(Version 12)软件对颈椎图像进行三维重建,用HYPERMESH 10.0软件对三维几何进行网格划分,后处理计算软件为LS-DYNA3D 971。模型开发和模拟计算在Dell Power Edge 12G M420刀片式服务器上进行,并固定C7,对C1进行前屈、仰伸及轴向旋转运动,加载力矩为3 N·m。比较在前屈、仰伸及旋转运动下,正常以及PLL硬化后颈椎有限元模型的生物力学改变对颈部稳定性的影响。结果颈椎前屈运动中,PLL硬化后椎间盘纤维环最大应力减小6%。颈椎仰伸运动中,PLL硬化后髓核最大应力降低约11%,椎小关节最大应力增大约15.7%。颈椎旋转运动中,PLL硬化椎间盘纤维环最大应力降低24%,最大应力集中在C4/5纤维环旋转方向侧;髓核最大应力降低25%,且最大应力位置由C2/3髓核上方下移至C6/7髓核下方;椎小关节最大应力下降10%。结论 PLL硬化后,前屈及旋转运动使PLL承载更多的力,可能加重已有病变或引起继发损伤;仰伸运动会使最大受力部位转移到椎小关节,导致继发性椎小关节损伤的可能性增加。     

去细胞基质支架构建组织工程椎间盘:最为接近正常髓核三维结构

背景:目前临床上对椎间盘退变疾病无特效治疗,组织工程技术的发展为它提供了新的治疗思路。目的:综述了去细胞基质支架构建组织工程椎间盘的研究的研究进展。方法:应用计算机检索PubMed、中国知网、万方、中国生物医学文献库数据库2005至2014年文献,检索关键词为"椎间盘退变,去细胞基质,组织工程,支架,髓核,纤维环;Intervertebral disc degeneration,Extracellular matrix,Tissue Engineering,Scaffold,nucleus pulposus,annulus fibrosus"。结果与结论:组织工程椎间盘构建包括3要素:细胞支架、种子细胞及细胞因子,支架是其中的关键。去细胞基质是其中一类重要支架,近年来成为组织工程椎间盘支架的研究热点,可分为去细胞纤维环支架、去细胞髓核支架及一体化椎间盘支架,其中不同支架具有多种制备方法。相对各种人工材料来源及单一天然蛋白成分来源的支架,去细胞基质具有自己显著的优点,抗原性小、生物相容性高、最为接近正常髓核三维结构,可提供细胞生长所需微环境。但去细胞基质做为组织工程椎间盘支架同时仍存在少量不足,亟待进一步改进。