猪兔鼠肾生物支架制备及体外细胞共培养探究

目的　 灌注制备家猪、新西兰白兔、SD大鼠肾去细胞生物支架,探究三种肾支架对共培养种子细胞HEK的影响。 方法　取健康成年家猪10头、新西兰白兔28只、SD大鼠28只,分别将取出的肾脏随机均等分为正常组和支架组,支架组由肾动脉依次灌入肝素、1% Triton X-100和1% SDS溶液完成去细胞化。两组肾分别作组织形态学鉴定并检测机械力学性质。去细胞支架作组织爬片与人胚肾上皮细胞共培养,观察细胞在支架爬片上的生长状况,免疫荧光检测人胚肾上皮细胞PCNA及DAPI表达量作灰度分析。 结果　家猪、新西兰白兔、SD大鼠肾脏经灌注去细胞后HE核染色阴性, Masson染色显示胶原蛋白阳性,Collagen I和Collagen IV荧光染色阳性,电镜扫描可见去细胞支架内蜂窝状孔洞结构,并可见典型的肾小球龛样结构;支架组弹性模量与正常组肾弹性模量差异无显著性,支架组PCNA/DAPI值均高于空白对照组,而三种支架组之间PCNA/DAPI值无显著性差异。 结论　本研究灌注去细胞方法可去除家猪、新西兰白兔、SD大鼠肾内的细胞及细胞核,保留细胞外基质,维持细胞外基质的三维空间结构和机械力学强度,是一种可靠有效的制备三者肾去细胞生物支架方法,灌注制备的去细胞支架均可提高异种共培养人胚肾上皮细胞HEK的增殖活性,且这种提高作用在家猪、新西兰白兔和SD大鼠之间并无物种差异性。     

生物交联剂京尼平交联牛心包生物支架材料的性能

脱细胞牛心包膜因其具有优良特性而成为组织工程生物瓣膜中理想的支架材料.采用冻融+表面活性剂法对牛心包组织进行脱细胞处理后,用戊二醛或京尼平对其进行表面修饰固定.通过HE染色及扫描电镜观察脱细胞效果,并对交联组织进行厚度检测、含水量和接触角测试、力学检测、交联指数和差示扫描量热(DSC)测定、体外降解、溶血试验以及细胞毒性试验,判断两种交联方法对脱细胞牛心包基质的影响,从而选择出交联脱细胞组织的最好方法.结果显示,冻融+表面活性剂法脱除细胞彻底,戊二醛或京尼平交联后组织厚度明显增加分别约20%,25%,亲水性良好,力学特性稳定,交联指数都高达90%,且28 d降解率分别为5%和3%,交联后组织稳定性高.但京尼平组溶血率(0.37%)远小于戊二醛组溶血率(13.77%),且细胞毒性很低.作为瓣膜组织工程支架材料,京尼平交联脱细胞牛心包膜比戊二醛交联效果具有更好生物相容性,交联效果好,是较好的交联方法.     

交联剂对脱细胞膀胱基质生物力学性能的影响

目的 研究不同交联剂对猪脱细胞膀胱基质的组织结构影响,并比较其生物力学性能,为盆底修复替代材料的选择提供依据.方法 采用表面活性剂+酶消化法去除新鲜猪膀胱的细胞成分,将脱细胞膀胱基质随机分为3组,A组经0.25％戊二醛交联,B组经0.625％京尼平交联,C组未交联.对各组材料进行HE染色,观察纤维的变化情况.使用生物力学性能测试系统检测抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量,并进行统计学分析.结果 京尼平交联脱细胞膀胱基质后呈深蓝色,保持了天然组织构架的完整,纤维更加致密.戊二醛交联脱细胞膀胱基质后呈浅黄色,纤维排列紊乱且有断裂.新鲜猪膀胱经上述三种方法处理后,其弹性模量增大、断裂伸长率减小,而其中京尼平交联处理的脱细胞膀胱基质力学性能与新鲜膀胱组织更为相近.结论 京尼平交联的脱细胞膀胱基质组织结构的形态佳,同时较大限度地保留膀胱组织的力学性能,可能是较理想的盆底重建材料.     

在体制备大鼠全肾去细胞支架的程序性分析

目的通过在体灌注Triton X-100、SDS溶液法制备大鼠全肾去细胞生物支架,并对支架制备过程中的关键步骤进行程序性检测、分析,为制备科学合理的实验用大鼠全肾去细胞生物支架提供基础。方法 SD大鼠40只,随机分为4组,每组10只。肝素化后直接切取肾脏作为对照组(control组);肝素PBS灌注组(H组);肝素PBS、Triton X-100灌注组(HT组);肝素PBS、Triton X-100、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液灌注组(HTS组)。HE、Masson、PAS染色及透射电镜观察各组肾组织病理及超微结构改变,免疫荧光结合4,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)观察各组胶原蛋白Ⅳ(collagenⅣ)、层黏连蛋白(LN)、纤维连接蛋白(FN)、硫酸乙酰肝素蛋白多糖2(HSPG2)、弹性蛋白(elastin)及细胞核的表达情况,总DNA测定各组DNA残留浓度。结果 Triton X-100、SDS灌注6h左右制备大鼠肾脏去细胞生物支架。在灌注过程中,肾内细胞和细胞碎片逐渐被清洗,最终变成半透明状。HE、Masson、PAS染色及透射电镜显示连续分布、形态排列类似肾小球、肾小管轮廓结构的网状结构,基膜连续完整。免疫荧光结合DAPI染色结果表明,去细胞过程中细胞外基质中的重要蛋白collagen IV、LN、FN、HSPG2、elastin都较好的得到了保存,细胞核在灌注过程中逐渐减少,直至完全消失;最终残留组织的DNA为4.90μg/g。结论通过合适浓度和灌注比例的Triton X-100、SDS制备大鼠肾脏去细胞生物支架,并对其进行程序性分析,发现能有效清除大鼠肾内所有细胞成分,较完整的保留网络状肾及肾血管细胞外基质结构和成分,是一种简单易行且较为理想的制备实验用全肾生物支架的方法。     

京尼平交联3D打印胶原/壳聚糖支架的表征北大核心

背景:胶原/壳聚糖支架需交联才能达到相应力学性能,有研究表示调节交联剂浓度可以在一定范围内调控支架的理化性能。目的:探究京尼平浓度对胶原/壳聚糖支架理化性能的影响,制备理化性能可调节的组织工程支架。方法:将胶原和壳聚糖粉末分别溶于弱酸后混合均匀,作为打印墨水,利用生物3D打印机低温打印胶原支架与胶原/壳聚糖支架,经冻干、中和处理后分别以1,3,5 mmol/L的京尼平进行交联。检测各组支架的表观结构稳定性、抗拉能力、溶胀性能、降解性能与生物相容性。结果与结论:①将支架在PBS中浸泡3 d后,对比未交联的冻干支架,交联后胶原支架表面维持规则的孔结构,但是支架出现明显变形;交联后胶原/壳聚糖支架表面结构规则,仅1 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架存在轻微变形。②随着京尼平浓度的增加,各组支架的力学性能增加,并且对应交联浓度下的胶原/壳聚糖支架力学性能好于胶原支架。③随着京尼平浓度的增加,胶原支架的溶胀率下降,胶原/壳聚糖支架的溶胀率无明显变化。④浸泡于胶原酶溶液中后,不同浓度京尼平交联的胶原支架在1 h内被完全降解,胶原/壳聚糖支架的降解速率随京尼平浓度的增加而降低,均呈现先快速后平缓的趋势。⑤将骨髓间充质干细胞接种于各组交联支架3 d后,1,3 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架(或胶原支架)上的细胞数量明显多于5 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架(P<0.05)。⑥结果表明,京尼平可在一定范围调节胶原/壳聚糖支架理化性能,其中3 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架具有较好的力学性能、抗酶解能力与生物相容性。     

京尼平交联音猬因子复合纤维蛋白支架修复大鼠脊髓损伤

背景：组织工程支架移植是修复脊髓损伤最有应用前景的治疗手段之一,通过组织工程支架募集内源性神经干细胞并促进其分化为神经细胞,进而修复脊髓损伤。目的：观察京尼平交联的音猬因子复合纤维蛋白支架移植到大鼠脊髓损伤处的修复作用,探讨其作用机制。方法：分别制备纤维蛋白胶、音猬因子复合纤维蛋白支架、京尼平交联音猬因子复合纤维蛋白支架,检测京尼平交联音猬因子复合纤维蛋白支架的体外降解率与缓释性能。将120只雌性SD大鼠随机分为4组,每组30只,A组T10-T11脊髓损伤部位不植入任何材料,B组T10-T11脊髓损伤部位植入纤维蛋白胶,C组T10-T11脊髓损伤部位植入音猬因子复合纤维蛋白支架,D组T10-T11脊髓损伤部位植入京尼平交联音猬因子复合纤维蛋白支架,术后每周对大鼠进行运动功能BBB评分,术后12周取脊髓损伤处及周围脊髓组织,进行组织形态与WesternBlot检测。结果与结论：(1)音猬因子复合纤维蛋白支架14 d基本完全降解,京尼平交联的纤维蛋白支架14 d的降解率不超过20%;音猬因子复合纤维蛋白支架7 d基本完全释放了音猬因子;京尼平交联音猬因子复合纤维蛋白支架在1-3 d爆发释放...     

去细胞全肾生物支架的制备与鉴定

目的 通过灌注加浸泡法制备全肾细胞外基质支架,并对该生物支架进行鉴定。方法 健康成年SD大鼠20只,取肾,行肾动脉留置针插管,灌注压3.6mmHg,恒温37℃依次浸泡灌注肝素化PBS溶液、0.05%胰蛋白酶溶液、1%十二烷基硫酸钠（SDS）溶液、1% Trition X-100溶液以及含青、链霉素的PBS溶液。处理后,行DNA定量与定性分析,透射电镜、HE染色及免疫荧光观察残留细胞核成分,进一步丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)铸型观察肾内血管分布情况。结果 去细胞组DNA含量较对照组下降了97%,琼脂糖凝胶电泳未见明显DNA条带;透射电镜、HE染色及免疫荧光观察去细胞组保留了大量细胞外基质,未见明显细胞核成分残留;铸型标本显示去细胞组血管较稀疏,分支完整、清晰。结论 联合酶消化法与去垢剂洗涤法,经灌注加浸泡法处理的全肾,可有效清除肾内所有细胞成分,较好地保留细胞外基质支架和血管网络结构,是一种简单易行且较为理想的制备组织工程肾生物支架的方法。     

胶原-明胶支架材料交联改性的制备及细胞毒性实验研究

目的对新型组织工程神经支架材料——胶原-明胶(CG)支架材料用不同的交联方法进行改性,研究改性后材料的细胞毒性。方法用紫外线照射、戊二醛浸泡、京尼平交联三种交联法对CG支架材料进行交联改性,遵照GB/T16886/ISO10993医疗器械生物学评价之体外细胞毒性实验原则,采用国际标准的两种实验方法,选用建系的L929小鼠成纤维细胞对改性后的支架材料进行体外细胞毒性实验。结果三种交联法改性后的CG支架材料对体外培养的细胞形态不构成损害,对其生长和增殖无明显抑制作用,细胞毒性为0～1级。结论用三种交联法改性后的CG支架材料均无明显细胞毒性。     

慢性肾衰竭大鼠肾细胞外基质变化

目的:分析慢性肾衰竭大鼠肾去细胞组织结构特点,探讨慢肾衰大鼠肾细胞外基质的病理变化。方法:SD大鼠实验组腺嘌呤灌胃,行去细胞处理后,H-E、Masson染色及电镜观察慢肾衰大鼠肾形态学结构变化及去细胞支架的生物学特性,免疫荧光分析其细胞外基质成分的变化。结果:腺嘌呤灌胃造模组慢肾衰血尿素氮、血肌酐明显增高,肾大体显示透明度降低,且随灌胃时间延长,H-E染色整体支架更加粗大,同时细胞数目以及小管区结晶数目明显增多;Masson三色染色显示实验组肾支架可见大量蓝色的胶原纤维沉积;扫描电镜显示2组肾细胞外基质三维结构紊乱,细胞外胶原纤维更加致密且有不同程度的增生;进一步免疫荧光检测,显示实验组支架的层黏连蛋白、胶原蛋白Ⅰ及Ⅳ都有明显的绿色荧光表达。结论:慢性肾衰肾支架病理形态结构改变及细胞外基质增生,为进一步研究慢肾衰肾支架是否可作为复细胞支架提供依据。     

大鼠单叶肝去细胞生物支架的制备与鉴定

目的通过灌注法制备大鼠单叶肝去细胞生物支架,并对其进行鉴定。方法健康成年SD大鼠20只,随机分为去细胞组和正常对照组,每组10只。去细胞组经门静脉灌胃针插管,恒温37℃依次灌注肝素化PBS溶液,1%Triton X-100(p H 7.5~8.0)及PBS溶液。HE、Masson染色及扫描电子显微镜观察组织学及超微结构改变;免疫荧光结合4’,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)观察2组胶原蛋白Ⅳ和Ⅰ、层黏连蛋白和纤维连接蛋白观察细胞外基质的主要成分;DNA定性和定量分析组织中残留DNA浓度和片段长度;聚甲基丙烯酸甲酯铸型观察肝脏内血管分布情况。结果 Triton X-100灌注4h左右即可制备单叶肝脏去细胞生物支架。在灌注过程中,肝内细胞和细胞碎片逐渐被清洗,最终变成半透明状。HE、Masson、免疫荧光染色及扫描电子显微镜显示,去细胞组肝生物支架较完整地保留了细胞外支架的成分,未见明显细胞及细胞核成分残留;去细胞组支架DNA残留量较正常对照组下降了97.32%,琼脂糖凝胶电泳未见明显的DNA条带。血管铸型标本显示,去细胞组血管分布与正常对照组相仿,其分支完整、清晰。结论运用Triton X-100灌注法所制备的大鼠单叶肝生物支架去细胞彻底,较完整地保留细胞外基质和血管网络结构,是一种简单易行且较为理想的制备实验用单叶肝生物支架的方法。     

脱细胞脑组织支架初步制备及形态学观察

目的 利用新型的脱细胞-交联技术制备脱细胞脑组织支架,为脑损伤修复提供一种实用性支架材料.方法 8只健康SD成年大鼠皮层脑组织,完全随机法选取2只用于正常脑基质成分免疫组织化学染色,其余6只经过脱细胞及交联处理,初步制成脱细胞脑组织基质修复支架;光镜及电镜观察支架空间构型,了解支架交联前后失质量率的改变;免疫组织化学对比观察正常脑组织和支架材料中纤维粘连蛋白(FN)、细胞外基质层粘连蛋白(LN)和Ⅲ型胶原(ColⅢ)的含量和分布情况.结果 大鼠皮层脑组织经脱细胞处理后,形态上具有高度仿生的三维立体孔洞结构,孔壁较薄(厚度约2μm),孔径相近(平均约50～200 μm),孔隙率约为85%～92%,交联后支架材料失质量率明显变小(15.09比62.50,P=0.001);免疫组化显示LN、FN和ColⅢ在正常脑组织呈弱阳性表达,在支架材料中LN亦呈弱阳性表达.结论 初步研制的脱细胞脑组织基质修复支架具备了神经修复支架材料的基本物理学条件,具有作为中枢神经系统再生支架材料的良好应用前景.     

沙棘多糖抑制PERK/ATF4/CHOP通路缓解糖尿病大鼠胰岛素抵抗和肝肾功能损伤

目的　探究沙棘多糖（seabucthorn polysaccharide,SP）对糖尿病大鼠胰岛素抵抗和肝、肾功能损伤的影响。 方法　将大鼠随机分为对照组、链脲佐菌素（streptozocin,STZ）组、盐酸罗格列酮（rosiglitazone,RSG）组（4 mg·kg-1·d-1）和SP低、中、高剂量组（50、100、200 mg·kg-1·d-1）,除对照组外其余大鼠均建立为Ⅱ型糖尿病模型。药物处理后,通过天平、血糖仪、Elis检测大鼠体重、双侧肾重、空腹血糖和胰岛素水平,计算肾肥大指数、胰岛素抵抗指数;Elisa检测HbA1C、脂联素;生化分析仪检测TG、TC、LDL-C、HDL-C、PRO、Scr、BUN水平;油红O染色、HE染色观察肝脂肪沉积情况和肾组织形态;Western Blot检测PERK/ATF4/CHOP通路活化水平。 结果　与STZ组相比,SP中、高剂量组大鼠体重、脂联素、HDL-C升高（P<0.05）,血糖、胰岛素抵抗指数、肾肥大指数、HbA1C、血浆胰岛素、TG、TC、LDL-C、PRO、Scr、BUN水平下调（P<0.05）,缓解大鼠肝脂质沉积和肾损伤,且抑制PERK/ATF4/CHOP通路活性。 结论　沙棘多糖可缓解糖尿病大鼠胰岛素抵抗和肝、肾功能损伤,其机制可能与抑制PERK/ATF4/CHOP通路活性有关。     

基于TGF-β1、CTGF在糖尿病大鼠肾脏中的表达研究通心络对肾脏的保护作用

目的　探讨通心络（tongxinluo, TXL）对转化生长因子-β1（transforming growth factor - beta 1,TGF-β1）与结缔组织生长因子（connective tissue growth factor,CTGF）在糖尿病大鼠肾脏中表达的影响,研究通心络对糖尿病大鼠肾脏的保护作用。 方法　40只健康雄性SD大鼠随机分为2组,正常对照组（CON组）12只,造模组28只。造模组采用空腹一次性尾静脉注射链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）55 mg/kg制造糖尿病模型,72 h后血糖≥16.7 mmol/L为造模成功。将造模成功的24只大鼠随机分为糖尿病组（DM组）、通心络组（TXL组）,每组12只,给药8周后全自动化生化分析仪检测生化指标,电镜观察肾脏组织超微结构,免疫组化法检测TGF-β1、CTGF蛋白水平的表达,Western blot测定肾脏组织中TGF-β1、CTGF蛋白的水平。 结果　通心络组与糖尿病组相比肾脏基底膜增厚、系膜基质积聚、足突融合现象均减轻,肾脏组织中TGF-β1、CTGF表达减少。 结论　通心络可降低TGF-β1、CTGF在糖尿病大鼠肾组织中的表达,对糖尿病大鼠肾脏具有保护作用。     

Effects of crosslinking degree of an acellular biological tissue on its tissue regeneration pattern

It was reported that acellular biological tissues can provide a natural microenvironment for host cell migration and may be used as a scaffold for tissue regeneration. To reduce antigenicity, biological tissues have to be fixed with a crosslinking agent before implantation. As a tissue-engineering scaffold, it is speculated that the crosslinking degree of an acellular tissue may affect its tissue regeneration pattern. In the study, a cell extraction process was employed to remove the cellular components from bovine pericardia. The acellular tissues then were fixed with genipin at various known concentrations to obtain varying degrees of crosslinking. It was shown in the in vitro degradation study that after fixing with genipin, the resistance against enzymatic degradation of the acellular tissue increased significantly with increasing its crosslinking degree. In the in vivo subcutaneous study, it was found that cells (inflammatory cells, fibroblasts, endothelial cells, and red blood cells) were able to infiltrate into acellular tissues. Generally, the depth of cell infiltration into the acellular tissue decreased with increasing its crosslinking degree. Infiltration of inflammatory cells was accompanied by degradation of the acellular tissue. Due to early degradation, no tissue regeneration was observed within fresh (without crosslinking) and the 30%-degree-crosslinking acellular tissues. This is because the scaffolds provided by these two samples were already completely degraded before the infiltrated cells began to secrete their own extracellular matrix. In contrast, tissue regeneration (fibroblasts, neo-collagen fibrils, and neo-capillaries) was observed for the 60%- and 95%-degree-crosslinking acellular tissues by the histological examination, immunohistological staining, transmission electron microscopy, and denaturation temperature measurement. The 95%-degree-crosslinking acellular tissue was more resistant against enzymatic degradation than its 60%-degree-crosslinking counterpart. Consequently, tissue regeneration was limited in the outer layer of the 95%-degree-crosslinking acellular tissue throughout the entire course of the study (1-year postoperatively), while tissue regeneration was observed within the entire sample for the 60%-degree-crosslinking acellular tissue. In conclusion, the crosslinking degree determines the degradation rate of the acellular tissue and its tissue regeneration pattern.     

脱细胞脊髓基质支架的制备及生物特性

背景：以脱细胞脊髓基质材料为构架的脊髓生物支架,已被证实可恢复或部分恢复受损的脊髓神经功能。 目的：介绍脱细胞脊髓基质支架的制备方法和部分生物特性,对近年来其在脊髓组织工程中的应用及进展作一概述。 方法：应用计算机检索 CNKI 和 PubMed 数据库中 2005年1月至2014年10月关于脱细胞脊髓基质支架材料在脊髓损伤中应用的文章,在主题和摘要中,中文以“脱细胞脊髓,支架材料,脊髓损伤,组织工程学”为检索词检索,英文以“acellular spinal cord;engineering tissue;spinal cord injury;scaffold”为检索词进行检索。 结果与结论：脱细胞脊髓基质支架具有较低的抗原性、优良的生物相容性及类似脊髓的三维支架结构,但存在力学性能差及结构不稳定等缺点。通过京尼平、戊二醛等交联剂改性后可明显提高支架的生物性能。目前国内外已对脱细胞脊髓基质支架在神经修复再生方面的应用做了一些探索,为脊髓组织工程学打下了基础。由于脱细胞脊髓基质支架的诸多优点,脱细胞脊髓基质材料有望成为脊髓组织工程学的理想材料。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     

Study on Characteristics of Acellular Bovine Pericardium Crosslinked with Genipin

The study used a naturally occurring crosslinking reagent-genipin to chemically modify acellular bovine pericardium, prepare cardiac valve tissue engineering scaffold material,and evaluated genipin crosslinked acellular matrix of bovine pericardium by investigating the physical and chemical properties of the tissues, such as the surface properties, crosslinking characteristics, mechanical properties, resistance to enzymatic capacity in vitro, and hemolysis tests. The results showed that acellular bovine pericardium matrix crosslinked with genipin was strong hydrophilicity, high crosslinking index, and stable structure, which can maintain good mechanical properties. As a kind of scaffold material for valve tissue engineering, it has wide application prospect.     

Decellularized kidney scaffold-mediated renal regeneration

Renal regeneration approaches offer great potential for the treatment of chronic kidney disease, but their availability remains limited by the clinical challenges they pose. In the present study, we used continuous detergent perfusion to generate decellularized (DC) rat kidney scaffolds. The scaffolds retained intact vascular trees and overall architecture, along with significant concentrations of various cytokines, but lost all cellular components. To evaluate its potential in renal function recovery, DC scaffold tissue was grafted onto partially nephrectomized rat kidneys. An increase of renal size was found, and regenerated renal parenchyma cells were observed in the repair area containing the grafted scaffold. In addition, the number of nestin-positive renal progenitor cells was markedly higher in scaffold-grafted kidneys compared to controls. Moreover, radionuclide scan analysis showed significant recovery of renal functions at 6 weeks post-implantation. Our results provide further evidence to show that DC kidney scaffolds could be used to promote renal recovery in the treatment of chronic kidney disease.