丝素蛋白生物支架在皮肤组织工程中的研究进展

丝素蛋白具有良好的生物相容性和独特的力学性能,已广泛应用于生物医学领域。丝素蛋白经加工处理可制备成丝素蛋白膜、丝素蛋白水凝胶、丝素蛋白多孔三维支架、丝素蛋白纳米纤维等多种形态。当皮肤受到严重损伤时,临床通常采用皮肤移植的方法对损伤进行修复,皮肤组织工程为皮肤移植提供了新方向。丝素蛋白生物支架能为创面皮肤的细胞增殖和迁移提供有序的三维空间结构,促进皮肤组织再生,有助于创面愈合。丝素蛋白生物支架有望有成为理想的皮肤三维仿生支架。     

丝素蛋白在医学领域的研究进展

蚕丝是由内层的丝素蛋白（Silkfibroin,SF）和外层的丝胶蛋白组成。SF在蚕丝中的含量约为70％～80％,它具有两性荷电的特殊性能,没有毒性,具有良好生物相容性、降解性,而且与人体的亲和性也很好,同时还可以根据需要被加工成各种形状,譬如多孔、膜状以及管状等,对开发中的医用材料来说,是一种比较理想的素材。本文将主要介绍由SF制成的多种医用材料以及SF在医学领域的研究进展和前景展望。     

丝素/明胶组织工程支架的生物相容性初探

目的 初步研究丝素/明胶（silk fibroin/gelatin,SFG）支架的生物相容性。方法 利用冷冻干燥法制备SF/G支架,将1×10⁵/ml的第3代人牙周膜干细胞（human periodontal ligament stem cells,hPDLSCs）接种于SF/G支架上,设置对照组（人牙周膜干细胞悬液）,通过MTT试验测试两组人牙周膜干细胞第1、3、5、7天的吸光度值,利用细胞扫描电镜观察第5天和第7天两组细胞的生长增殖状况。结果 MTT显示接种于SF/G支架上的hPDLSCs的吸光度值在第1、3、5、7天分别为0.053、0.113、0.197、0.399,对照组分别为0.069、0.105、0.176、0.283。细胞扫描电镜显示第5、7天的hPDLSCs在SF/G支架上相互融合,分泌大量细胞外基质,细胞触须几乎铺满整个支架表面,并且有朝向支架空隙内部生长的趋势。结论 冷冻干燥法制备的SF/G支架能够促使细胞在其上增殖生长,具有一定的生物相容性,在牙周组织工程领域具有一定的应用潜力。     

丝素蛋白无纺网支架体外构建组织工程化软骨

目的:探讨丝素蛋白无纺网作为耳廓软骨细胞外支架构建组织工程化软骨的可行性。方法:取成年新西兰兔耳廓软骨,酶消化法获取软骨细胞,体外培养扩增后取原代细胞接种到制备好的丝素蛋白无纺网支架上,体外复合培养。每天倒置显微镜下观察细胞黏附、生长、增殖情况,于复合培养第3、7、10天时取材进行扫描电镜观察;于复合培养第1、2、4、6周取材进行组织学评价,同时取材通过RT-PCR方法检测复合物上软骨细胞Ⅱ型胶原mRNA的表达情况。结果:48 h后软骨细胞已黏附于丝素蛋白纤维上,72 h后细胞开始分泌少量细胞外基质;电镜下观察显示软骨细胞及分泌的薄层细胞外基质主要分布于支架材料表面。组织学观察显示2周时支架浅层已有一定厚度软骨组织,可见少量类软骨陷窝,4周和6周时支架浅层软骨组织增厚,软骨陷窝增多,但支架内部软骨细胞数目少,细胞呈星形或梭形,细胞分泌的基质也很少。RT-PCR检测显示在各检测时间点均有Ⅱ型胶原mRNA的表达。结论:兔耳廓软骨细胞在丝素蛋白无纺网支架上已初步形成软骨样组织,但培养条件应进一步优化。     

丝素蛋白／壳聚糖复合材料软骨组织工程支架的制备初探

目的三维多孔支架材料是软骨组织工程研究的重要基础,本实验用全物理过程将天然材料丝素蛋白（silk fibroin,SF）和壳聚糖（Chitosan,CS）适当比例混合制备三维支架材料,探索其方法的可行性。方法将蚕丝脱胶、溶解并提纯得到适当浓度的丝素蛋白溶液,将丝素蛋白溶液与壳聚糖溶液按适当比例混合,用冷冻干燥法制备成SF—CS三维支架材料。观察指标：采用液体替代法检测SF-CS支架材料空隙率,并应用显微镜观测其平均孔径及扫描电镜观察其超微结构。结果SF—CS三维支架材料平均孔径为60um,孔隙率为82．9％,完全符合作为组织工程材料的要求。结论用全物理过程可初步制备SF-CS三维支架材料,具有良好的三维结构和较好孔隙率,该方法有简单易操作,可重复性好等优点,该材料有望作为软骨组织工程研究中较为理想的支架材料。     

聚乳酸/丝素蛋白复合组织工程支架的制备及生物学性能的评价

目的：研究聚乳酸（PLA）/丝素蛋白复合组织工程支架(简称PLA/丝素蛋白复合支架)的制备 方法,评价其生物学性能。方法：将PLA多孔支架材料放在丝素蛋白的水溶液中浸泡,经干燥后制备成PLA/丝素蛋白复合支架。实验分为PLA支架组(单纯聚乳酸支架组)与PLA/丝素蛋白复合支架。按ISO—10993标准,两组分别做溶血实验、动态凝血时间实验、细胞毒性实验、 刺激实验和热原实验,对其结果逐项进行比较。结果：刺激实验显示两种支架材料均未引起动物皮肤明显刺激,符合标准;热原实验显示两种支架材料引起动物体温升高均<0.2℃,并且体温升高总度数<1.0℃,两组比较差异均无显著性;溶血实验显示两种支架材料样品的溶血率均<5%（P=0.000）,且PLA/丝素蛋白复合支架抗溶血性优于PLA支架;动态凝血时间实验显示,PLA/丝素蛋白复合支架(37 min)长于PLA支架的动态凝血时间(26 min),即PLA/丝素蛋白复合支架的抗凝血性能明显优于PLA支架;细胞毒性实验中,PLA/丝素蛋白复合支架组的细胞生长情况明显优于PLA支架组,即PLA/丝素蛋白复合支架的细胞毒性明显小于PLA支架。结论：PLA/丝素蛋白复合支架材料具有比单纯PLA支架材料更优良的生物相容性, 可以作为支架材料植入体内。     

丝素蛋白膜修复兔尿道缺损的实验研究

目的 探索丝素蛋白膜修复尿道缺损的效果.方法 24只雄性新西兰白兔随机分成3组,实验组、对照组Ⅰ及对照组Ⅱ.实验组12只兔切除尿道中段1.5 cm建立尿道缺损模型,应用丝素蛋白膜修复,术后2、4、8、16周每次3只行逆行尿道造影、组织学及免疫组织化学检测;对照组16只兔行尿道海绵体游离后即缝合切口,对照组Ⅱ6只兔切除尿道中段1.5cm建立尿道缺损模型后缝合切口依靠尿道自体再生修复缺损,术后8周、16周对照组Ⅰ及对照组Ⅱ每次3只行逆行尿道造影、组织学及免疫组织化学检测.结果 实验组12只兔应用丝素蛋白膜修复尿道缺损未见尿道狭窄,尿道粘膜细胞及平滑肌细胞修复缺损区,未见纤维化形成,16周时丝素蛋白膜完全降解,粘膜细胞及平滑肌细胞排列有序,免疫组织化学染色证实修复区腔面覆盖细胞为尿道移行细胞.结论 丝素蛋白膜能够诱导尿道粘膜上皮细胞及尿道平滑肌的生长,具有促进尿道缺损修复的能力.     

丝素蛋白-丹参多功能生物敷料的制备及其组织相容性研究

目的:以丝素蛋白?丹参为主要原料研制一种新型的创伤敷料,评价其作为医用生物材料的安全性?方法:制备丝素蛋白三维材料,载入丹参,制得丝素蛋白-丹参多功能生物敷料,进行组织相容性试验,包括细胞毒性试验?刺激性试验?过敏性试验和遗传毒性试验?结果:制备的丝素蛋白-丹参多功能生物敷料的细胞毒性试验?刺激性试验?过敏性试验和遗传毒性试验结果呈阴性?结论:丝素蛋白-丹参多功能生物敷料具有良好的生物相容性,无不良反应,是可以安全使用的医用生物材料?     

丝素蛋白材料细胞相容性的研究

目的：研究再生丝素膜对大鼠真皮细胞生长和细胞遗传学的影响。方法：采用静置贴壁培养法在再生丝素膜上培养大鼠真皮细胞，并用活细胞计数法和常规染色体检测技术，观察再生丝素膜对细胞生长和染色体的影响。结果 再生丝素膜能支持细胞正常生长，呈现正常的生长繁殖曲线且染色体的形态和数目正常。结论 再生丝素膜对大鼠真皮细胞具有良好的细胞相容性。     

丝素蛋白在组织工程中的应用和降解性研究

丝素蛋白在生物医学广为应用。经过几十年的研究应用,人们发现丝纤维在许多临床应用当中都有应用价值。然而与此同时,这种蛋白会引起一些生物反应,这就对其生物相容性提出了质疑。经过大量的研究,明确认识到蚕丝表面的丝胶蛋白是在蚕丝的生物相容性和超敏反应中引起不良反应的主要因素。如果将蚕丝外层的丝胶蛋白去掉,机体对剩余的丝素蛋白(丝心蛋白)的生物反应就与其他大部分常用的生物材料相似。另外,有学者认为蚕丝不能降解。但     

兔膀胱移行上皮细胞与丝素蛋白膜相容性研究

目的 探讨用于膀胱组织工程研究的移行上皮种子细胞的培养方法,检测丝素蛋白膜与膀胱移行上皮细胞的细胞相容性,探讨构建泌尿系腔道组织工程器官的可能性.方法 (1)取兔膀胱移行上皮细胞体外培养,观察细胞形态变化及生长、增殖过程,并进行免疫荧光鉴定;(2)分别设立空白组(无细胞)、阴性对照组(培养基)和实验组(丝素蛋白膜浸提液).取对数生长期的膀胱移行上皮细胞,lx104/ml接种于96孔板中,每组各5孔,于接种后24、72和120h,通过MTT法显色.并于酶标仪490nm波长下检测吸光度值,计算相对增殖率,对丝素蛋白膜与膀胱移行上皮细胞的相容性进行评估.结果 细胞在第9～10天融合形成单层,细胞形态呈多角形的铺路石子状,经免疫荧光鉴定证实为移行上皮细胞;24、72和120 h实验组吸光度值分别为0.424±0.020、0.996±0.118和1.285±0.048.阴性对照吸光度值分别为0.419±0.030、1.105±0.098和1.228±0.052,两组比较无明显差异(P＞0.05).结论 丝素蛋白膜与膀胱移行上皮细胞相容性良好,具有作为泌尿系腔道组织工程支架的潜在运用价值.     

丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石骨组织工程支架材料的体外细胞毒性评价

目的 探讨丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石生物支架与兔骨髓间充质干细胞的体外细胞毒性.方法 采用丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石构建的生物支架与兔骨髓间充质干细胞体外共培养,用材料的细胞毒性、细胞黏附率、细胞增殖活力指标以MTT法、倒置显微镜及电镜观察来评价.结果 细胞在支架材料上黏附、生长良好,分裂增殖活跃,细胞毒性检测CTG均为0级,实验组与时照组细胞黏附率比较无统计学差异（P＞0.05）,实验组与对照组细胞增殖活力随着时间增加,细胞在支架增殖速度增快.第1、3、5、7天实验组与对照组比较有统计学差异（P＜0.05）.扫描电镜观察发现细胞培养7天后生长良好,分裂正常,与支架材料黏附紧密.结论 支架材料对细胞无毒性,具有很好的细胞相容性.     

丝素纤维与海马神经元的生物相容性细胞培养研究

目的:研究丝素与体外培养的大鼠海马神经元的生物相容性。方法:采用制备丝素与SD大鼠胎鼠海马神经元共培养7天,每天倒置显微镜观察,免疫细胞化学染色激光共聚焦显微镜观察、分析。结果:通过光镜观察,发现大鼠海马神经元与丝素纤维共培养3天后,海马神经元附着于丝素纤维,神经突起沿丝素纤维向远处生长、延伸;培养7天后海马神经元形成神经元网络,包绕丝素纤维。免疫细胞化学染色显示附着于丝素上的细胞为神经元。结论:海马神经元沿着丝素纤维包裹生长,提示丝素纤维与海马神经元具有良好的生物相容性。     

组织工程化皮肤支架的研究进展

本文综述近年来国内外关于皮肤支架材料的研究现状 ,说明只要通过一定的手段对现有材料进行物理或化学的表面改性 ,提高生物材料对细胞的表面亲和性和相容性等 ,即可达到组织工程支架对材料的要求。     

血管内皮生长因子165基因修饰的人脂肪间充质干细胞与改性丝素蛋白体内构建血管化组织工程脂肪的研究

目的：探讨血管内皮生长因子165（VEGF165）基因修饰的人脂肪间充质干细胞（hADSCs）与壳聚糖修饰的丝素蛋白支架材料体内构建血管化组织工程脂肪的可行性。方法分离提取hADSCs,选取生长状态良好的第3代hADSCs,用携带重组人VEGF165基因的慢病毒进行感染（感染复数=50）。选用慢病毒感染和未感染的第3代hADSCs分别接种于支架材料上,记为实验组与对照组,同时成脂诱导5 d后,使用氯甲基苯甲酰胺标记细胞。取24只雌性Wistar大鼠,将上述实验组与对照组细胞—支架复合物移植于背部皮下,每组12只。移植后8,12周分别取材并行冰冻切片、HE染色、油红O染色及扫描电镜,同时观察支架材料的降解情况,观察移植物。免疫印迹法检测VEGF165及过氧化物酶体增殖体激活受体-γ2（PPARγ-2）蛋白的表达。结果移植后8,12周,免疫印迹法结果显示实验组移植物均表达VEGF165,对照组未见表达;实验组与对照组均表达PPARγ-2,实验组中的表达量明显多于对照组（P<0.05）。扫描电镜、油红O染色及HE染色均表明实验组与对照组生成大量脂肪样细胞,且实验组明显多于对照组（P<0.05）。结论携带重组人VEGF165基因的慢病毒感染的hADSCs与壳聚糖/丝素蛋白支架材料复合物在大鼠体内可持续表达VEGF165及PPARγ-2蛋白,能显著促进工程化脂肪组织的构建,为血管化组织工程脂肪的构建奠定了基础。     

丝素纤维与背根神经节体外生物相容性初步研究

目的:通过丝素纤维与背根神经节共培养观察其与神经组织的相容性。方法:采用丝素制备,背根神经节与丝素共培养,免疫细胞化学等方法。结果:培养7天后大量的细胞从背根神经节爬出,缠绕在丝素材料上。经免疫细胞化学染色激光共聚焦显微镜观察,示该类细胞主要为雪旺细胞。另可见大量的神经纤维从背根神经节发出,沿着丝素材料延伸。结论:丝素与背根神经节有良好的组织相容性,可适用于外周神经修复。     

软骨组织工程支架材料的研究进展

软骨组织工程支架材料要求具有特定的生化、物理性质,如极强的生物相容性、合适的生物降解性、可控的孔径大小、足够的孔隙率等。随着软骨组织工程的发展,如何选取理想的支架材料已成为这一课题的关键。文中就近年来软骨组织工程的支架材料研究进展进行综述。     

蚕丝磷酸钙涂层支架的制备和性能

目的:通过对蚕丝表面进行磷酸钙涂层,从而增加其成骨效果。方法:将脱胶后的蚕丝放入磷酸钙溶液中,用水热法对蚕丝表面进行矿化,运用扫描电镜、能谱分析仪、X线衍射仪、傅立叶红外对表面改良的蚕丝进行理化性能检测。结果:磷酸钙表面改良处理后磷酸钙均匀涂布于蚕丝表面,矿化蚕丝初始形态并未发生明显改变,表面存在磷酸灰石成分。结论:蚕丝作为一种天然生物纤维,具有良好的生物相容性。经磷酸钙涂层的蚕丝,作为组织工程支架材料具有广阔的发展前景。