聚羟基丁酸及其共聚物在组织工程心脏瓣膜中应用的初步研究

应用组织工程支架 ,将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上 ,制造出一种组织相容性好 ,不需抗凝 ,具有修复能力 ,且支持患者终生的理想心脏瓣膜。对照进行聚羟基丁酸 (polyhydroxybutyrate ,PHB)、聚羟基丁酸 /聚羟基戊酸共聚物 (Poly-hydroxybutyrate/hydroxyvalerate ,PHBV)皮下包埋和种植细胞生长研究实验。结果表明PHBV皮下包埋 8周仍基本保持膜状结构 ,10周完全降解 ,且生物相容性优于PHB。PHBV更适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。     

成纤维细胞在聚羟基丁酸酯表面黏附与种植研究

可降解高分子聚合物广泛应用于组织工程,其表面的黏附特性影响细胞的种植与生长。我们研究了成纤维细胞系NIH3T3在可降解材料聚羟基丁酸酯（PHB）表面的黏附和生长。应用线性变剪切流槽研究NIH3T3细胞在材料表面的黏附力学特性,结果表明,由于在PHB表面的临界脱离剪应力较低,高密度接种时间细胞趋于聚集;在经多聚赖氨酸衣被的表面临界脱离剪应力提高,细胞铺展生长。对三维PHB多孔支架种植细胞实验表明,在PHB材料表面进行多聚赖氨酸衣被,可以有效地提高细胞种植效率。     

电纺丝法制备骨组织工程用聚羟基丁酸酯支架及性能研究

采用电纺丝法成功制备了聚羟基丁酸酯(PHB)电纺丝膜.采用SEM、XRD、力学拉伸等研究方法对其微观形态、力学性能及体外降解行为进行了研究,并讨论了小鼠成纤维细胞(L929)在支架表面的形态,为其在骨组织工程支架上的应用提供理论和实验基础.结果表明纺丝液浓度、注射泵流速以及接收距离等操作参数对PHB纤维的形态有很大的影响.与PHB浇铸膜相比,PHB支架的结晶度及体外降解速率明显大于前者,但拉伸强度和断裂伸长率较小.在支架表面,细胞的形态良好,表明支架具有良好的生物相容性.这种降解性能及生物相容性兼备的PHB骨组织工程支架材料具有潜在的应用前景.     

无纺网与多孔海绵状材料作为软骨组织工程支架的适用性及体内降解性

背景：聚羟基乙酸无纺网与聚羟基丁酸酯-聚羟基己酸酯共聚物多孔海绵具有良好的塑形适应性、生物降解性与生物相容性。 目的：观察聚羟基乙酸无纺网与聚羟基丁酸酯-聚羟基己酸酯共聚物多孔海绵作为软骨组织工程支架的适用性及体内降解性。 方法：分别制备乳兔软骨细胞-聚羟基乙酸无纺网复合物、乳兔软骨细胞-聚羟基丁酸酯-聚羟基己酸酯共聚物多孔海绵复合物。在实验组成年兔两侧背部皮下分别植入制备的两种复合物,在对照组成年兔两侧背部皮下分别植入聚羟基乙酸无纺网与聚羟基丁酸酯-聚羟基己酸酯共聚物。 结果与结论：组织学观察显示,以聚羟基乙酸无纺网获取的组织工程软骨,植入4 周时软骨细胞较小,软骨内有较多聚羟基乙酸纤维残留,8周时软骨细胞较成熟,包埋在陷窝内,聚羟基乙酸纤维消失,12周时软骨细胞成熟,基质分泌丰富,无聚羟基乙酸存留;以聚羟基丁酸酯-聚羟基己酸酯共聚物多孔海绵获取的组织工程软骨,植入4周时软骨细胞不成熟,软骨基质内似“杂质”样材料残留物较多,8周时软骨细胞较成熟,软骨基质内仍可见材料残留,12周时软骨基质材料残留基本消失。两组组织工程软骨特殊染色与免疫组织化学检测均显示再生软骨胶原与基质黏多糖生成良好,软骨中均检测出Ⅱ型胶原。表明两种材料作为软骨组织工程支架具有良好的适用性,其降解时间均达到组织工程软骨构建的要求。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;组织工程全文链接：     

聚羟基丁酸酯及其在生物医学领域中的应用

简要介绍了生物可降解聚合物聚羟基丁酸酯（PHB）的合成、提取及改性技术，重点评述了PHB在药物释放和组织工程方面的应用研究进展。     

以羟基丁酸酯与羟基已酸酯共聚物为支架材料构建组织工程喉形态软骨

背景：再生预定形态组织工程软骨的研究为喉软骨病损的修复与重建提供了新思路与新方法。然而,由于喉软骨形态、部位与功能的特殊性,迄今在此领域软骨组织工程研究并未呈现出其应有的优势。目的：探讨带蒂肌筋膜组织瓣构建组织工程喉支架形态软骨方法,为肌筋膜瓣复合组织工程化软骨修复重建喉软骨支架功能提供实验依据。方法：采用溶剂浇铸、模压成形和颗粒滤沥方法制备喉支架形态聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物生物材料塑形物,接种软骨细胞形成细胞-聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物复合物,体外共同培养1周后用于体内植入。将新西兰白兔脊背部一侧骶棘肌及其筋膜制备肌筋膜组织瓣,采用筋膜衬里方法充填与包裹软骨细胞聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物喉支架形态复合物,原位植入。将单纯聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物喉支架体内植入的兔作为对照组。分别于术后6,12和18周取材,行大体形态观察、组织学和免疫组化检测评估喉支架形态组织工程化软骨成形与再生情况。结果与结论：制备的聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物多孔生物材料塑形物呈中空半面喇叭状,形似喉支架形态,乙醇静态容积测定孔隙率>90%。筋膜衬里的带蒂肌筋膜组织瓣血运丰富,可有效充填与包裹喉支架形态塑形物。不同时间点均获取形态维持良好的喉支架形态组织工程软骨,组织学和免疫组化检测均证实体内植入6周即可形成软骨组织,12周及18软骨组织进一步成熟,而对照组体内植入未检测到软骨组织。结果证实,带蒂肌筋膜组织瓣可保障血运,采用筋膜衬里的肌筋膜组织瓣充填与包裹方法可构建喉支架形态组织工程软骨。 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     

犬骨髓基质干细胞与聚羟基烷酸酯体外相容性的实验研究

目的：评价聚羟基烷酸酯（PHBV）作为组织工程支架与犬骨髓基质干细胞（BMSCs）的生物相容性。方法:原代培养犬BMSCs，传至3-4代后，接种至PHBV膜和泡沫样三维支架上，以接种至培养板上细胞为对照组，倒置显微镜下观察细胞形态；于培养1、2、3周分别采用4%多聚甲醛固定，常规组织切片，HE染色；在5、10、14 d用Hoechst33258荧光法定量测定细胞内DNA含量，BCA法测定蛋白质含量。结果:倒置显微镜观察PHBV 纤维较粗，且透光性差，在相差显微镜下不易观察。第3-4代BMSCs接种至PHBV膜上2 h后即大部黏附，3 d后伸展良好，呈纺锤形或梭形，在三维支架的孔隙内立体生长，1周开始细胞间连接，3周广泛连接，分泌大量基质；培养接种1周后，取二个膜状PHBV固定，HE染色后，见骨髓基质干细胞增殖。培养接种2周后，骨髓基质干细胞增殖明显，呈梭形密布于膜状PHBV上。培养接种3周后，骨髓基质干细胞增殖较第二周无明显变化。定量测定接种的细胞内DNA含量和蛋白质含量与对照组相比无显著差异。结论:PHBV作为BMSCs的组织工程支架材料，具有良好的生物相容性。     

骨髓间充质干细胞-聚乙醇酸支架复合体种植动物皮下构建组织工程化小口径血管

背景：课题组的前期工作已证实骨髓间充质干细胞可以诱导分化为血管内皮细胞和血管平滑肌细胞,并证实所诱导的细胞和胶原包埋的聚乙醇酸支架具有良好的组织相容性。 目的：探讨利用动物皮下作为生物反应器构建小口径组织工程化血管的可行性。 方法：骨髓间充质干细胞诱导分化为血管平滑肌样细胞和血管内皮样细胞,分层种植于胶原包埋聚乙醇酸支架表面,然后将细胞-支架复合体种植于动物皮下,构建小口径组织工程化血管。 结果与结论：人工血管组织学观察见管壁结构清晰,其大体结构和天然血管相似,可承受26.6 kPa的血管腔内压力不破裂。皮下培养8周免疫荧光观察Brdu标记的部分细胞核呈现明亮的黄绿色荧光。结果说明利用动物的皮下作为生物反应器,采用静态培养的方式构建小口径组织工程化血管是可行的。     

辐照及共混改性聚羟基丁酸酯作引导组织再生膜的研究

聚羟基丁酸醑(PHB)经5KGy的γ-射线辐照。再采用溶剂挥发法，按重量比10：1将PHB与无水硫酸钙共混制备成膜。测试改性PHB膜机械性能，考察体内、体外降解性能。实验动物评价组织相容性。探索其作为引导组织再生膜的可行性。结果显示改性PHB膜拉伸强度23．8MPa，断裂伸长率1．0％。黏度1．44。分子量162KD。体内植入6月，失重率50．7％。黏度为0．82，分子量为82KD。组织学观察见改性PHB膜为薄层纤维囊包绕。无明显的炎症反应。表明改性PHB膜具有良好机械性、组织相容性和适宜的降解性。可作为引导组织再生膜使用。     

组织工程心脏瓣膜的构建：现状与前景

背景：目前临床上应用的心脏生物瓣和机械瓣都存在一些缺陷和不足,而组织工程心脏瓣膜有可能避免这些问题的出现,成为瓣膜替代物的理想选择。 目的：探讨构建组织工程心脏瓣膜的实验研究进展。 方法：应用数据库检索的方法分析关于组织工程心脏瓣膜的实验研究文献,组织工程心脏瓣膜的三大要素为种子细胞、支架材料和细胞种植。 结果与结论：心脏瓣膜修复和置换是目前治疗心脏瓣膜性疾病的主要外科手段。目前,主要用于构建组织工程心脏瓣膜的种子细胞有血管内皮细胞、内皮祖细胞以及骨髓间充质干细胞等。经脱细胞处理的支架具有良好的生物力学性能和组织相容性,细胞种植后支架表面会形成一层连续的细胞层,其构建的组织工程心脏瓣膜是可行的。组织工程心脏瓣膜有着良好的应用前景,但目前还有很多问题需要解决,还处于研究的初级阶段。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜与人骨髓间充质干细胞的体外生物相容性

背景：聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物是近年来受到重视的聚羟基脂肪酸族组织工程支架材料,具有免疫排斥反应低、生物相容性好和降解产物无毒副作用的优点。 目的：观察聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料与人骨髓间充质干细胞的体外生物相容性。 方法：将第3代人骨髓间充质干细胞种植于聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜上作为实验组,培养板单纯培养细胞作为对照组,计算1,2,4 h两组贴壁细胞的数量,得出细胞贴壁率。MTT比色法观察2,4,6,8 d两组细胞的增殖情况。采用Hoechst33258荧光法,检测3,6,9,12 d两组细胞内的DNA含量。将人骨髓间充质干细胞接种聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料上5 d后,电镜扫描观察细胞在材料上的生长情况。 结果与结论：共培养1 h时,实验组的细胞贴壁率低于对照组;其他时间段两组之间细胞贴壁率差异无显著意义。两组各时点间的细胞增殖差异无显著意义。两组各时间点细胞内DNA含量差异无显著意义。扫描电镜观察人骨髓间充质干细胞在聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜上生长良好,形态呈梭形,细胞间连接紧密,分泌较多细胞基质。证明聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料与人骨髓间充质干细胞有良好的生物相容性。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;组织工程全文链接：     

成纤维细胞在PHB可降解材料上的粘附与生长研究

聚羟基丁酸酯（PHB）多孔材料可作为组织工程用的支架,然而细胞在此材料表面不易粘附生长,这与粘附蛋白在聚合物材料表面的吸附有关。基于材料表面的粘附与细胞生长、增殖、分化和组织发育密切相关,粘附强度可影响工程组织的最终结构与功能,本文通过对PHB材料进行多聚赖氨酸衣被,有效地实现了在PHB可降解支架上种植细胞来构建工程组织。用离心法制备厚度为20um的透明PHB薄膜,用多聚赖氨酸衣被,对照组为不衣被的PHB薄膜和玻璃片。接种成纤维细胞系NIH3T3,相差显微镜观察细胞的粘附生长过程。细胞在多聚赖氨酸衣被表面迅速粘…     

可降解聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯的共聚物膜

背景：聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯已用于构建心脏生物瓣膜,但不知是否可作为骨再生引导膜？ 目的：观察聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜的生物相容性,并评价其成骨能力。 方法：采用MTT法检测100%,75%,50%,25%聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯材料浸提液对犬骨髓间充质干细胞相对增殖度的影响,并评价其细胞毒性;在犬胫骨缺损模型左右两侧远心端骨缺损上方覆盖聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜作为实验组,在近心端仅以骨膜瓣复位作为对照组。 结果与结论：100%,75%,50%,25%聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜的细胞毒性分级为0~1级,对骨髓间充质干细胞的生长及增殖无毒性;实验组术后第2周即可见新骨形成,12周时骨缺损区已完全被新骨充填,骨修复质量明显优于对照组。表明聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜具有良好的生物相容性,对骨髓间充质干细胞无明显毒性,引导成骨能力强。     

犬平滑肌样细胞和胶原包埋PGA支架组织的相容性

目的 研究骨髓间充质干细胞所诱导的犬平滑肌样细胞和胶原包埋聚羟基乙酸（PGA）支架的组织相容性。方法 胶原包埋PGA构建复合支架,犬骨髓间充质干细胞诱导血管平滑肌样细胞,评价组织相容性。结果 HE染色见胶原包埋PGA组有平滑肌样细胞生长;甲苯胺蓝染色见平滑肌样细胞被染成浅蓝色,胶原包埋PGA组较单纯PGA组明显增多;电镜观察,胶原包埋PGA组可见到细胞在支架上贴附和生长良好。结论 细胞和胶原包埋PGA的支架组织相容性良好。     

聚β-羟基丁酸酯作为肾上腺细胞载体的实验研究

为了探索聚 β-羟基丁酸酯 (PHB)作为肾上腺细胞移植载体的可行性。将肾上腺细胞与 PHB共培养 ,观察 PHB对体外培养的肾上腺细胞增殖、分泌功能的影响。将肾上腺细胞植入到受鼠体内 ,观察受鼠体内激素水平的动态变化及局部组织学变化。肾上腺细胞可以在 PHB上生长 ,PHB对体外培养的肾上腺细胞的增殖、分泌功能无影响。实验组大鼠体内激素水平比单纯双侧肾上腺切除组的激素水平要高 ,两者差别有显著性 (P<0 .0 5 )。PHB对肾上腺细胞的生长、增殖、分泌功能无影响。PHB在体内逐步降解。PHB作为细胞载体应用于肾上腺细胞移植具有可行性。     

以聚羟基烷酸酯为支架同种异体工程化软骨构建

目的 探讨以聚羟基烷酸酯(polyhydroxyalkanotes,PHBV)为支架材料的同种异体软骨细胞构建组织工程化软骨的能力.方法 分离、培养、扩增、传代培养兔软骨细胞,接种在PHBV支架材料上,体外培养7 d后,将细胞-材料复合物种植在成年兔皮下,6周取材,对获得的同种异体工程化软骨进行组织学评价及扫描电镜观察.结果 组织学观察示PHBV有成熟软骨组织形成,软骨细胞形态正常,胶原形成较多;电镜观察示软骨基质内弹性纤维较丰富,在弹性纤维包绕中有散在的卵圆形软骨细胞.单纯PHBV体内培养无软骨组织形成.结论 以PHBV为支架材料同种异体软骨细胞在有免疫力的动物体内可形成工程化软骨.     

纳米羟基磷灰石/聚羟基丁酸酯骨组织工程支架的制备及性能表征

背景：高分子聚合物聚羟基丁酸酯具有优良的生物相容性、生物降解性及压电性,但也存在脆性大、亲水性较差等不足。 目的：制备不同组成比例的电纺纳米羟基磷灰石/聚羟基丁酸酯纤维支架材料,分析其结构及性能。 方法：通过气流-高压静电纺丝技术制备纳米羟基磷灰石质量百分比分别为0、10%、20%、30%的电纺纳米羟基磷灰石/聚羟基丁酸酯纤维支架,检测支架材料的微观结构、基团组成、晶相分布、热学性能及表面润湿性。 结果与结论：扫描电镜观察显示,随着纳米羟基磷灰石含量的增大,越来越多的纳米羟基磷灰石颗粒分布于复合纤维表面且分布趋于均匀,到含量达到30%时,纳米羟基磷灰石已基本布满纤维表面,纤维表面的粗糙度也随之增加;差示扫描量热法及X射线衍射结果表明,纳米羟基磷灰石的加入可以降低复合纤维中聚羟基丁酸酯的结晶度及结晶规整程度,且纳米羟基磷灰石含量越大效果越明显;随着纳米羟基磷灰石含量的增大,复合支架表面的接触角逐渐降低,亲水性有所提高。表明将纳米羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯复合进行电纺可以有效提高材料的表面润湿性及结晶度,改善材料的亲水性及脆性,且纳米羟基磷灰石含量越高作用越明显。 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     

热致相分离法制备聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯纳米纤维支架及其表征***

背景：由微生物合成的聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(polyhydroxybutyrate-hydroxyvalerate,PHBV)是聚羟基脂肪酸酯的一种,具有良好的生物相容性和机械强度。目的：探讨热致相分离法制备PHBV纳米纤维支架的方法及结晶行为。方法：采用扫描电镜、广角X射线衍射、红外光谱和差示扫描量热分析分析基质的结构。结果与结论：凝胶温度对纳米纤维的结晶和热性质有很大的影响。当凝胶温度较高时,PHBV纳米纤维的结晶度和晶粒尺寸随着凝胶温度的降低而减小,而且随着凝胶温度的降低,其结晶的有序性增加。说明温度对PHBV支架形貌和结构的影响可能对PHBV支架的性质-包括生物降解性和对细胞活性的生物应答反应有一定的积极意义。关键词：聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯;纳米纤维;基质;支架;生物相容性doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.03.002     

聚羟基烷酸酯聚合物负载软骨细胞修复同种异体喉软骨缺损

背景：软骨组织工程基础研究相当深入,但在耳鼻咽喉科实际应用研究颇少,探索组织工程技术简便实用的喉软骨修复方法是值得研究的课题。 目的：比较多孔海绵状聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物生物材料负载软骨细胞体外培养形成的初期组织工程软骨组织与体内植入一定时期形成的较成熟组织工程软骨组织修复同种异体甲状软骨缺损的效果。 方法：收集体外培养第3代乳兔(3 d龄)软骨细胞,以多孔海绵状聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物生物材料为细胞外基质,采用组织工程技术制备细胞-材料复合物,共同体外培养形成初级组织工程软骨组织后直接应用于成兔甲状软骨缺损的修复(实验组A,n=5)或将初级组织工程软骨组织体内植入一定时期形成较成熟组织工程软骨再应用于甲状软骨缺损的修复(实验组B,n=5)。设单纯聚羟基丁酸酯与聚羟基己酸酯共聚物材料修复组(对照A组,n=4)和单纯软骨细胞修复组(对照B组,n=4)作为对照。分别于术后4周(实验B组)和8周(实验A组、对照A组、对照B组)取材,对甲状软骨缺损修复效果进行大体和组织学评价。 结果与结论：两者大体支架形态基本一致,修复区与原有软骨均相续平坦,无凹陷及缺损。但实验A组存在界面无细胞区,修复区基质分泌不丰富;实验B组界面区有细胞生长,基质分泌良好。两者炎细胞浸润均不明显。对照组修复区凹陷,呈暗红色软组织充填,组织学及特殊染色检查未发现软骨样结构及其分泌的基质成分。结果表明在有免疫力的动物体内,初级组织工程软骨组织直接应用与体内植入后再应用均能有效修复同种异体甲状软骨缺损,无明显免疫反应;相同时期内,应用较成熟组织工程软骨组织修复效果优于应用初级组织工程软骨组织。然而,直接应用初级组织工程软骨组织可节省时间、成本、工作量及操作环节,避免二次皮下手术的痛苦,是比较实用的方法之一。     

羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原软骨组织工程支架的细胞亲和性

背景：已有很多实验证明,单独高分子材料或生物性材料制备的组织工程支架无法满足组织工程研究。 目的：评价羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原组织工程支架的生物学特性及细胞亲和性。 方法：以羟基丁酸-羟基辛酸聚合物作为主体材料,按质量分数复合不同比例(2%,4%,6%,8%,10%)的胶原,采用溶剂浇铸-颗粒沥滤法制备组织工程支架。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料孔隙率。将羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架、羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架分别与兔软骨细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长黏附情况。 结果与结论：羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合软骨组织工程支架孔径大小200 μm左右,孔隙率为(85±2)%,细胞亲水性随加入胶原比例的增加而升高。与羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架比较,不同比例的羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架可明显促进软骨细胞的黏附、增殖。证实羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合支架具备更好的细胞亲和性。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;组织工程全文链接：