重组蛛丝蛋白支架材料在大鼠体内的组织相容性

目的 探讨基因重组蛛丝蛋白等4种支架材料在大鼠体内的组织相容性.方法 按照生物材料生物学评价试验国家标准进行4种材料的动物体内植入实验,通过大体观察和组织学方法对4种材料进行检测评价.结果 4种材料组织相容性优良顺序为pNSR16、pNS2、PVA、pNSR-Z.pNSR16和pNS2支架材料均显示出良好的组织相容性.结论 重组蛛丝蛋白有良好的组织相容性,其应用于组织工程的前景是广阔的.     

重组蛛丝蛋白支架材料在大鼠体内的组织相容性

目的探讨基因重组蛛丝蛋白等4种支架材料在大鼠体内的组织相容性。方法按照生物材料生物学评价试验国家标准进行4种材料的动物体内植入实验,通过大体观察和组织学方法对4种材料进行检测评价。结果4种材料组织相容性优良顺序为pNSR16、pNS2、PVA、pNSR-Z。pNSR16和pNS2支架材料均显示出良好的组织相容性。结论重组蛛丝蛋白有良好的组织相容性,其应用于组织工程的前景是广阔的。     

RGD蛛丝蛋白基因工程菌高密度发酵条件的研究

蜘蛛丝因其独特的机械特性,成为自然界性能优良的天然蛋白质纤维。基因工程技术是获取蛛丝蛋白的有效途径。为规模化制备重组RGD-蛛丝蛋白基因工程菌pN SR-16表达产物,通过摇瓶培养确定pN SR-16生长和表达的最优化条件,并在此基础上进行分批补料高密度培养。控制碳源、氮源的流加,发酵液溶解氧浓度和菌体比生长速率,使pN SR-16最终发酵菌体OD600达到57.15,重组丝蛋白表达产物占总蛋白量的20.8%。     

蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的

探讨蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解性能和生物相容性,为其临床应用奠定基础。通过静电纺丝仪,将RGD 重组蛛丝蛋白(pNSR16)、聚己内酯(PCL)、明胶(Gt)、壳聚糖(CS)共混形成的纺丝液进行电纺,制得(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)支架,并将其植入SD大鼠腿部肌肉中,通过肉眼外观观察、组织切片HE染色评价等方法,评价蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解情况。分析支架浸提液对间充质干细胞集落形成、细胞分裂指数、台盼蓝拒染率、细胞毒性和细胞周期的影响,评价血管支架的生物相容性。血管支架在整个植入期内不断降解,(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)支架降解程度更深,纤维断裂严重,12周时失重率为20.3%,其降解速度明显快于(PCL/CS)/(PCL/Gt)支架,后者在12周时仅降解了13.2%。在(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)支架浸提液培养条件下的大鼠骨髓MSC集落生成率、平均集落面积和分裂指数都显著高于(PCL/CS)/(PCL/Gt)支架组。血管支架毒性等级均低于1 级,无细胞毒性。与血管支架浸提液复合培养的MSC生长状态良好,台盼蓝拒染率高于95%,复合培养48 h后,细胞G_0/1期比例降低,S、G₂/M期比例均升高。蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解和生物相容性良好,应用于临床具有一定的可行性。     

蛛丝蛋白/聚己内酯/壳聚糖复合纳米纤维支架与内皮细胞的相容性

将RGD-重组蛛丝蛋白(pNSR32)、聚己内酯(PCL)和壳聚糖(CS)共混,应用静电纺丝技术制备复合纳米纤维支架(pNSR32/PCL/CS),进行细胞相容性的初步研究.选择体外细胞培养法,以内皮细胞为种子细胞,应用MTT比色法评价材料浸提液细胞毒性及材料对内皮细胞粘附、生长及增殖的影响,细胞免疫荧光法检测与支架复...     

双层蛛丝蛋白血管支架的制备及其生物力学性能与细胞相容性研究

目的 应用静电纺丝法制备一种双层蛛丝蛋白血管支架,观察血管支架的微观结构,并研究其生物力学性能和细胞相容性。方法 配制纺丝液,通过静电纺丝,以旋转接收棒为收集装置,制备(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)双层蛛丝蛋白血管支架。探讨质量分数和管壁厚度对血管支架孔隙率、爆破强度、拉伸性能、缝合强度和水渗透性的影响,并检测血管支架的细胞毒性和细胞黏附性能。结果 血管支架的微观结构为纤维随机分布的三维多孔网状,爆破强度、拉伸强度和缝合强度大小均与支架的质量分数和管壁厚度成正比,孔隙率、水渗透性和断裂伸长率大小与支架的质量分数和管壁厚度成反比。血管支架爆破强度的范围为43~183 kPa,高于生理血压;缝合强度高于0.19 N,符合体内移植要求;拉伸强度高于人体桡动脉血管,满足体内移植的要求;水渗透性为0.3~0.6 mL?min-1?cm-2。血管支架无细胞毒性,并有利于内皮细胞细胞黏附及增殖。结论 使用静电纺丝法制备的双层蛛丝蛋白血管支架是可行的,其优异的生物力学性能和生物相容性能表明其能应用于体外组织工程血管的构建,具有进一步应用于血管移植物研究的前景,为临床应用奠定了一定的基础。     

骨髓间充质干细胞复合蛛丝蛋白血管支架构建小直径组织工程血管的研究

应用动态培养的方式,将骨髓间充质干细胞和蛛丝蛋白血管支架复合培养构建小直径组织工程血管,为心血管疾病修复提供新的血管移植物来源。将间充质干细胞种植到管状的血管支架内腔,应用动态培养的方法构建小直径组织工程血管,并根据扫描电子显微镜观察、HE染色、缝合强度测试、DNA含量检测、羟脯氨酸测定等指标评价组织工程血管的形成程度。复合培养7 d后,细胞在纳米纤维支架表面充分铺展,并且可以迁移到纤维内部生长,细胞与血管支架表现出较好的相容性。组织工程血管的缝合强度经测试为(0.95±0.12) N/针,是天然血管的29.6%。随着时间的持续,组织工程血管中的羟脯氨酸含量和DNA含量不断增加,羟脯氨酸含量在第14和第28 d分别达到0.16和0.2 μg/mg, 且与对照组相比在统计学上有显著性差异。成功构建了一种小直径组织工程血管,各指标较为优良,为其临床应用奠定了基础。     

聚乙烯醇-壳聚糖-胶原组织工程支架的研究

目的 以聚乙烯醇（PVA）、壳聚糖（Cs）和胶原（Col）为主要原料制备PVA-Cs—Col复合支架,并研究其作为组织工程支架材料的可行性。方法 把聚乙烯醇、壳聚糖和胶原按一定配比复合,测定复合材料的含水率、膨胀率和力学性能,扫描电镜观察材料横截面的组织形态。结果 不同分子量PVA与不同质量的cs和Col复合,得到的复合支架材料湿态抗张强度为5．70MPa,含水率在60．15％-72．50％,膨胀率在185．33％～317．57％。不同配比的复合支架具有不同的内部组织形态结构。结论 PVA—Cs—Col复合支架材料具有较高的含水率和适宜的膨胀率,内部孔洞丰富,Cs：PVA：Col的质量比为30：15：0．20时,复合支架综合性能较佳,适合用于组织工程支架材料。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景：很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。 目的：探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。 方法：将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。 结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求：孔径90~280 μm,平均孔径为151.72 μm;孔隙率为(92.72±4.78)%;吸水膨胀率为(141.10±6.87)%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义(P < 0.05)。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性**

背景：大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性。 目的：探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性。 方法：将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性。 结果与结论：经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P < 0.05)。扫描电镜观察发现细胞接种48 h后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃。说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性。     

Regenerated spider silk as a new biomaterial for MEMS

Spider drag-line silk is introduced for the first time as a new biomaterial for Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS). The tasks accomplished in this paper were focused on mechanical characterization of regenerated spider silk under two conditions: (1) spin-coated thin film formed onto a silicon substrate; and (2) formation of a free-standing microbridge (800 × 800 × 40 μm³) obtained by a surface micromachining process. Micromechanical tests using a nano indentation machine showed the spider silk film having an elastic modulus of 7.3 GPa, a loss tangent of 0.044 and an UTS (Ultimate Tensile Strength) of 85.1 MPa. Part of this paper was presented in the 19th IEEE International Conference on MEMS, Jan. 22–26, 2006.     

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。     

Preparation and characterisation of vancomycin-impregnated gelatin microspheres/silk fibroin scaffold

A type of antibacterial silk fibroin (SF) scaffold was developed and characterised as a potential functional wound dressing for acute trauma treatment. To achieve this, SF solution was mixed with previously fabricated vancomycin (Vm)-loaded gelatin (G) microspheres, followed by a freeze-drying step. Some physical and antimicrobial properties of the prepared Vm/G/SF scaffolds were investigated and the results demonstrated that the average pore size and porosity of the composite scaffold were 60–80?μm and 75%, respectively. The compressive stress and compressive modulus of Vm/G/SF scaffold were 140 and 468?KPa, respectively. Compared with Vm/G microspheres and Vm/SF scaffold, the Vm/G/SF scaffold has slower release rate of Vm. In addition, the Vm release rate of Vm/G/SF scaffold matched well with the degradation rate of SF scaffold. With respect to the antimicrobial effect, the results showed that the Vm/G/SF scaffold had good antimicrobial activity against Staphylococcus aureus (gram-positive), which is a gram-positive bacteria commonly found in infected wounds.     

Stable corneal regeneration four years after implantation of a cell-free recombinant human collagen scaffold

We developed cell-free implants, comprising carbodiimide crosslinked recombinant human collagen (RHC), to enable corneal regeneration by endogenous cell recruitment, to address the worldwide shortage of donor corneas. Patients were grafted with RHC implants. Over four years, the regenerated neo-corneas were stably integrated without rejection, without the long immunosuppression regime needed by donor cornea patients. There was no recruitment of inflammatory dendritic cells into the implant area, whereas, even with immunosuppression, donor cornea recipients showed dendritic cell migration into the central cornea and a rejection episode was observed. Regeneration as evidenced by continued nerve and stromal cell repopulation occurred over the four years to approximate the micro-architecture of healthy corneas. Histopathology of a regenerated, clear cornea from a regrafted patient showed normal corneal architecture. Donor human cornea grafted eyes had abnormally tortuous nerves and stromal cell death was found. Implanted patients had a 4-year average corrected visual acuity of 20/54 and gained more than 5 Snellen lines of vision on an eye chart. The visual acuity can be improved with more robust materials for better shape retention. Nevertheless, these RHC implants can achieve stable regeneration and therefore, represent a potentially safe alternative to donor organ transplantation.     

Recombinant spider silk particles for controlled delivery of protein drugs

The engineered and recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been shown to be a promising biomaterial for the use as drug delivery system. In previous studies, eADF4(C16) particles were loaded with low molecular weight drugs exhibiting a positive net-charge and sufficient hydrophobicity. Here, we demonstrate that also macromolecular drugs like proteins can be loaded on eADF4(C16) particles. Using lysozyme as a model protein, remarkably high loading of up to 30% [w/w] was feasible and high loading efficiencies of almost 100% were obtained. Furthermore, using confocal laser scanning microscopy, it is demonstrated that fluorescently labeled lysozyme is not only adsorbed to the negatively charged particles’ surface, but also diffusing into the matrix of eADF4(C16) particles. The release of lysozyme is shown to be dependent on the ionic strength and pH of the release medium. To improve the long-term stability of eADF4(C16) containing dispersions, lyophilization is shown as a suitable tool. Disaccharides (sucrose, trehalose) and mannitol served as stabilizers to prevent aggregation and/or particle degradation during freeze-drying. The slowly biodegradable eADF4(C16) particles are a promising new particulate drug carrier system for the delivery of susceptible drugs like therapeutic proteins.     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架有良好的细胞相容性与渗透性

文题释义：丝素蛋白/壳聚糖复合支架：将壳聚糖溶于浓度为1%的冰乙酸,制备成质量浓度为35 g/L的壳聚糖溶液并与丝素蛋白溶液融合,将素蛋白与羧化壳聚糖按照体积比8∶2的比例混合,再将混合溶液注入48孔板中,每孔注入1 mL,最后通过冷冻干燥得到丝素蛋白/壳聚糖复合支架。 热重分析：是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术,用来研究材料的热稳定性和组分。实验中将10 mg待检验的样品放于氮气环境下进行检测,测试温度升高控制范围为30-800 ℃,温度上升速度为10 ℃/min。 背景：丝素蛋白与壳聚糖为组织工程常用的支架材料,但二者单独应用均存在一定的不足,将两者混合使用可以互为改性,充分发挥优点,获取理想的复合支架材料。 目的：制备丝素蛋白/壳聚糖复合支架并对其进行性能测定。 方法：通过冷冻干燥方法制备丝素蛋白/壳聚糖复合支架,采用电镜扫描检测复合支架的形态结构,并进行热重分析、力学性能及细胞毒性检测。制备季铵化壳聚糖,利用核磁共振仪表征其核磁氢谱,Zeta电位仪检测其电位和粒径分布,凝胶电泳实验检测其保护DNA的情况,透射电镜观察其与DNA结合情况。 结果与结论：①扫描电镜显示丝素蛋白/壳聚糖复合支架具体良好的三维孔洞结构,孔径为50-100 μm;②热重分析显示当温度小于200 ℃时,丝素蛋白/壳聚糖复合支架的质量损失下降速度较低;当温度上升至200-500 ℃时,支架质量损失速度开始加快,损失量增多;在800 ℃时,复合支架的残余质量为38%;③丝素蛋白/壳聚糖复合支架的最大应变可以达到94.94%,最大承受应力为7.01 MPa;④CCK-8实验显示,丝素蛋白/壳聚糖复合支架对兔骨髓间充质干细胞没有细胞毒性,具有良好的细胞相容性;⑤核磁氢谱检测显示,季铵化壳聚糖的季铵化程度约为20%;⑥季铵化壳聚糖的粒径分布为(588.56±52.39) nm,季铵化壳聚糖颗粒的表面带正电荷,电位为(16.3±3.92) mV,有利于与DNA结合;⑦凝胶电泳实验显示,季铵化壳聚糖材料的比例越高,对DNA的包裹越好,当其与DNA的比例为1∶3时,对DNA达到包裹作用;⑧透射电镜显示,季铵化壳聚糖/DNA大部分的微粒呈实心圆形,微粒粒径差别较小,平均粒径约为200 nm;⑨结果表明,丝素蛋白/壳聚糖复合支架有良好的细胞相容性与细胞渗透性,利于细胞在支架间的生长。 ORCID: 0000-0002-2572-0229(章晓云) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程