316L不锈钢经丝素肽/壳聚糖聚合物涂层后的血液相容性

背景：选择组织相容性良好的聚合物材料作为心脏涂层支架的材料可以促进内皮细胞生长，抑制平滑肌细胞过度生长，减少局部炎症反应，有助于支架术后内皮损伤的早期修复，并减少支架局部血栓形成。 目的：实验拟观察316L不锈钢经丝素肽／壳聚糖聚合物涂层后的血液相容性。 设计、时间及地点：观察性实验，于2006—07／200707在中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所完成。 材料：医用316L不锈钢片为张家港先科医疗器械有限公司产品；丝素肽为中国科学院上海植物生态研究所产品；壳聚糖为浙江省玉环县海洋生物化学有限公司产品。 方法：通过静电自组装的方法，将丝素肽和壳聚糖涂在316L不锈钢表面形成聚合物膜。 主要观察指标：测定不锈钢涂层前后表面的动态凝血时间、扫描电镜观察涂层前后的不锈钢表面抗血小板作用、测定涂层不锈钢的溶血率。 结果：①不锈钢表面经过聚合物涂层后，凝血时间明显较未涂层的不锈钢时间延长。②裸316L不锈钢表面黏附的血小板数量较多，血小板变扁平，看不出明显的伪足状态，紧贴在材料的表面；丝素肽／壳聚糖聚合物不锈钢涂层表面也有一定数量的血小板黏附，血小板虽有伪足伸出，但是聚集密度和形态变化程度明显小于裸不锈钢表面黏附的血小板。③涂层不锈钢溶血率〈5％，提示丝素肽／壳聚糖聚合物涂层不锈钢无溶血作用. 结论：与裸316L不锈钢相比，丝素肽／壳聚糖聚合物涂层延长了动态凝血时间，减轻了血小板黏附和变形的程度，提高了316L不锈钢基体的血液相容性。     

壳聚糖-肝素静电自组装多层膜在钛表面进行的生物化修饰

背景:基于聚电解质阴阳离子交替组装的静电自组装技术可在温和、简单、易控的条件下实现多种生物大分子在材料表面的固定,已成为生物材料表面设计的重要手段.目的:利用静电自组装技术将具有生物活性的壳聚糖和肝素固定在钛表面,实现钛表面的氨基多糖生物化修饰,构建一种钛种植体材料的新型生物化表面,以改善钛的细胞相容性.方法:首先采用NaOH处理钛基材,获得多孔、负电荷的钛表面;然后吸附一层正电荷的聚赖氨酸;最后,多次交替吸附负电荷的肝素和正电荷的壳聚糖,形成以壳聚糖为最外层的多层膜结构.通过漫反射红外光谱扫描电镜和原子力显微镜对多层膜进行表征.并与成骨细胞共培养,观察成骨细胞的黏附、增殖以及分化情况.结果与结论:红外光谱、原子力显微镜、扫描电镜结果表明肝素一壳聚糖多层膜逐渐形成.此涂层可促进成骨细胞的黏附、增殖和分化.肝素-壳聚糖多层膜有望成为一种新型的生物化钛表面,从而改善钛表面的生物相容性.     

丝素-壳聚糖复合制作的三维可降解多孔支架

背景:单独使用天然材料如胶原、明胶及纤维蛋白制备的支架虽然解决了生物相容性等问题,但由于其降解太快,在作为细胞支架时往往提前塌陷而达不到诱生新组织的目的.目的:探讨应用丝素与壳聚糖复合制作生物可降解三维多孔的支架,并对其特性进行检测.设计、时间及地点:材料学观察实验,于2008-06/2009-06在浙江省医学科学院生物工程研究所完成.材料:春蚕茧由浙江省海宁市马桥镇黄墩庙村蚕农赠送,壳聚糖为上海伯奧生物科技有限公司产品.方法:通过脱胶、溶解、透析这3个主要步骤制成质量浓度为15 g/L的丝素溶液,将壳聚糖溶解在2%的醋酸溶液中制成25g/L.的壳聚糖-乙酸溶液,然后将两者混合,配制成丝素/壳聚糖质量比分别为10:0,5:5,4:6,3:7,2:8,0:10的6种溶液,分别吸入24孔板中,4℃排出气泡后,-20℃预冷冻12 h,再冷冻干燥30 h.取出后梯度乙醇水化,再用NaOH-乙醇溶液中和稳定1h,漂洗后再次冻干.主要观察指标:光镜和扫描电镜观察各种质量比配制的支架孔径、结构;采用改良的液体替代法测定各种支架的孔隙率;测定各种支架在体外4周的降解率.结果:丝素/壳聚糖质量比为10:0制成的支架孔隙粗大,非常蓬松,易碎,溶失率太高;相反仅以壳聚糖制成的支架冻干后较硬,缺乏足够的弹性;以5:5,4:6,3:7,2:8制成的复合支架冻干后,支架较松软,类似海绵,随着壳聚糖浓度增加,支架硬度增加,支架上有分布均匀且细密的小孔.光镜下各个孔形态不规则,每个孔紧密相连并联通,孔径大小均匀,孔径20~100 μm,随着壳聚糖浓度增加,孔径逐渐减小.支架孔隙率测定结果显示,丝素/壳聚糖质量比为4:6组>5:5组>3:7组>2:8组,与丝素/壳聚糖质量比为2:8组比较,5:5组和4:6组的支架孔隙率均明显增大(P<0.05).各种质量配比制成的丝素-壳聚糖复合支架吸水膨胀率无明显差异(P>0.05).第4周时丝素/壳聚糖质量比为2:8组降解最慢,5:5组降解最快.结论:在理化性能方面,将丝素与壳聚糖混合制作的复合支架较单纯用丝素或壳聚糖制作的支架均显示出明显优势,其中用丝素/壳聚糖质量比为5:5及4:6制成的复合支架最符合软骨组织工程的需要.     

聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料的体外降解性能

背景：聚乳酸由于其疏水性以及在降解过程中的酸致效应,使其在应用中受到限制。通过静电组装技术在聚乳酸表面引入海藻酸钠/壳聚糖,可望克服上述缺点和不足。目的：观察聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖可降解复合材料的体外降解性能。设计、时间及地点：观察实验,于2007-09/2008-06在武汉理工大学生物中心实验室完成。材料：采用1,6-乙二胺对聚乳酸表面进行胺解反应,形成胺化层,在其表面引入带正电的自由氨基,由静电作用依次组装上聚阴离子海藻酸钠和聚阳离子壳聚糖,获得聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖多层复合材料。方法：将制备好的组装层数为5,10,15,20双层聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料置于37℃恒温的磷酸缓冲溶液中进行体外降解实验。主要观察指标：定期测定并记录不同组装层数复合材料的pH值变化、失重及相对分子质量变化,用扫描电镜观察材料降解的形貌变化。结果：聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料降解的pH值基本稳定在7.0左右;通过控制组装层数（5～15层）可有效调节材料降解过程中的pH值,pH值随层数的增加而增加。扫描电镜观察,复合材料降解7周后,材料已明显降解。结论：聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料具有良好的降解性能。     

分层多功能层层自组装肝素表面修饰技术

背景：涂层技术可以在不改变基材的前提下改善材料的表面性质,提高血液相容性,从而减少人工植入装置植入后的不良反应. 目的：观察分层多功能层层自组装肝素涂层的血液相容性及抗凝特性. 方法：利用层层自组装技术组装出有底层和表层两个功能层的多层自组装涂层,表层为多层肝素/Fe3＋层层自组装涂层,底层为壳聚糖层,通过共价键固定在钛金属表面,共5层肝素.以组装相同层数的肝素/壳聚糖层层自组装涂层作为多层对照组;单层对照组为肝素和壳聚糖共混溶液的单层涂层;空白对照组为裸钛片. 结果与结论：血液相容性测试结果显示,实验制备的多层自组装涂层溶血率低于多层对照组;甲苯胺蓝法测定结果显示实验制备的多层自组装涂层的肝素总量及4,24,48 h的肝素溶解释放量均明显高于多层对照组和单纯对照组;同时动态凝血实验显示实验制备的多层自组装涂层抗凝性能最好.可见分层多功能层层自组装肝素涂层具有良好的血液相容性和抗凝血性能.     

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.     

层层静电自组装多聚电解质共混膜与组织工程心脏瓣膜细胞的黏附

背景:组织工程心脏瓣膜研究中的核心和难点是种子细胞在支架材料上的黏附.层层静电自组装技术能够将多聚阴阳离子组装成多层膜状结构增加材料表面的生物相容性.目的:拟对猪去细胞瓣膜在体外进行层层静电自组装成多聚电解质共混膜,并且检测共混膜列种子细胞黏附的效果.设计时间及地点:细胞学体外观察性实验,于2008-09/2009 02在解放军第二军医大学长海医院胸心外科实验室和复旦大学高分子科学系实验室完成.材料:新鲜猪心脏瓣膜取自上海五丰上食肉联厂,采用酶消化法将猪主动脉瓣叶行脱细胞处理.密度梯度离心法从骨髓中获取骨髓单个核细胞,体外扩增培养后鉴定.方法:通过层层静电自组装技术构建20,10,5,0层的壳聚糖,透明质酸共混膜履盖在猪去细胞瓣膜支架上.将骨髓基质干细胞在涂膜支架上种植培养并检测支架对种子细胞的黏附效果.主要观察指标:扫描电镜观察、细胞计数、MTT检测组织工程心脏瓣膜上种子细胞的形态和细胞黏附效果.结果:扫描电镜观察20层壳聚糖,透明质酸多层膜样品上细胞生长情况比较好,样品上可以铺满细胞.而在组装层数为5层和10层的样品上,细胞生长的比较少.构建层数为20层的瓣叶,其细胞计数及吸光值高于10层和5层构建的瓣叶(P<0.01).构建层数为10层和5层的瓣叶与0层比较差异无显著性意义(P>0.05).结论:通过层层静电自组装技术构建的共混膜能够促进种子细胞的黏附,而且有一定的量效关系.     

新型肝素铁抗凝血涂层修饰血管内支架

实验于2006-12／2008-01在哈尔滨工业大学纳米医药与生物传感器实验室完成。采用静电吸引层层自组装的方法，在Ni-Ti合金表面组装Fe3＋／肝素多层薄膜，使得材料表面形成稳定的糖铁络合物涂层。紫外可见光光度计、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱证实了Fe3＋／肝素能够在Ni-Ti合金表面上交替沉积形成均匀的多层膜，并且具有很好的稳定性。研究表明，溶液的pH值和离子强度的增加能够显著增加涂层的增长速度。凝血酶失活、部分活化凝血酶原时间、溶血和血小板黏附试验等则证实了涂层具有良好的抗凝血性能和血液相容性，肝素并没有因与Fe3＋结合而降低其抗凝血活性。说明该涂层可以用作血管内支架材料的表面修饰改性，在支架置入早期阻止血栓形成。     

壳聚糖微球复合丝素基硫酸钙骨水泥的理化特性

背景：脊柱成形和脊柱后凸成形治疗中采用的硫酸钙骨水泥理化性质好,对人体无毒性作用,同时具有降解性能,但单独使用降解较快。目的：研制具有载药缓释功能的壳聚糖微球丝素基硫酸钙骨水泥。方法：采用三聚磷酸钠乳化交联法制备壳聚糖微球。采用浓度分别为3%,6%,9%的丝素溶液与CaSO4？0.5H 2 O混合,通过万能力学试验机确定骨水泥力学性能最佳时的丝素浓度,在此浓度下,按壳聚糖微球占CaSO 4？0.5H 2 O的质量比分别为0.5%,1%,5%的比例制备壳聚糖微球丝素基硫酸钙骨水泥,测定其抗压强度,并通过X射线多晶衍射仪及傅里叶红外光谱明确达到最佳抗压强度组的骨水泥成分,电镜观察复合骨水泥中壳聚糖微球的形态。结果与结论：当丝素溶液浓度为6%,壳聚糖微球含量为0.5%时,复合骨水泥的抗压强度最大,为（39.17＆#177;1.96） MPa,此时复合骨水泥的初凝时间为（12.99＆#177;1.63） min,终凝时间为（21.55＆#177;0.54） min;骨水泥中主要晶相组成为硫酸钙,傅里叶红外光谱结果证实复合骨水泥中含有丝素及壳聚糖;复合骨水泥中的微球表面稍有皱缩,但球形仍然完整,未见明显破坏,可见在制备复合骨水泥的过程中微球能保持稳定而不被破坏。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架与骨髓间充质干细胞的体外培养

背景:前期实验发现丝素蛋白、壳聚糖以适当的比例混合,可以互相弥补各自的不足,表现出良好的理化性质和生物学特性。目的:观察骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/壳聚糖混合三维支架材料上的生长情况。方法:将诱导后的兔骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/壳聚糖支架材料上,检测细胞黏附率,倒置显微镜及扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:细胞黏附率随时间的延长而增加。倒置显微镜观察显示,丝素蛋白/壳聚糖支架上的细胞看不清,随着时间的延长,支架周围细胞增多,且有细胞伸入支架内;扫面电镜观察显示,细胞生长活跃、增殖分裂正常,细胞周围见颗粒状、丝状基质物质,细胞的微丝与支架材料黏附紧密;细胞不仅可以在材料表面贴附生长,并伸入材料之中。说明丝素蛋白/壳聚糖混合支架材料具有良好的细胞生物相容性。