异种脱蛋白组织工程骨支架材料的制备及理化特性研究

目的 制备及研究可供临床使用的异种脱蛋白组织工程骨支架材料.方法 对猪肋骨进行一系列理化处理,制成脱蛋白骨,并对其进行组织学、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射分析,X射线能量散射分析、微量凯氏定氮及力学性能测定.结果 脱蛋白骨间质胶原纤维染色阳性,黏蛋白染色阴性,而新鲜骨组织黏蛋白及胶原染色均阳性.脱蛋白骨保持原骨组织的天然网状孔隙系统,孔径为(472.51±7.02)μm,孔隙率为(78.15%±6.45%),脱蛋白骨红外光谱显示胶原存在,无脂肪.新鲜骨与脱蛋白骨皆为曲线型羟基磷灰石图谱,Ca/P比分别为(1.71±0.95)、(1.68±0.76),二者差异无显著性(P＞0.05),蛋白质含量分别为(26.6%±2.23%)、(19.1%±2.14%),二者差异有显著性(P＜0.05).脱蛋白骨除弹性模量比新鲜骨升高外,压缩破坏载荷及破坏极限载荷与新鲜骨差异无显著性(P＞0.05).结论 制备的脱蛋白组织工程骨支架材料的理化性质及力学强度符合理想支架材料要求.其免疫原性有待于进一步实验观察.     

部分脱蛋白骨的生物相容性研究

目的：探讨部分脱蛋白骨的生物相容性。方法：将部分脱蛋白骨植入兔的骶棘肌及股骨骨膜下，用组织学检测观察植入材料周围淋巴细胞浸润情况、材料与周围软组织的关系及材料对骨膜成骨的影响，并用ELISA间接法检测兔血清中的抗体。结果：植入背部骶棘肌的材料周围皆有软组织长入，包裹并形成纤维囊，难以将软组织和材料分开，植入骨膜下的材料皆与股骨相融合，有的已形成新骨，植入部位股骨增粗，材料植入后1周出现抗体，4周达高峰，以后逐渐下降。结论：部分脱蛋白骨无毒性作用，且对骨膜成骨无有害影响，引起的免疫反应较弱，机体能耐受，具有良好的生物相容性。     

复合型完全脱蛋白骨的生物相容性研究

目的：探讨复合型完全脱蛋白骨的生物相容性。方法：将复合型完全脱蛋白骨植入兔的骶棘肌及股骨骨膜下，用组织学检测观察植入材料周围细胞浸润情况、材料与周围软组织的关系及材料对骨膜成骨的影响，并用ELISA间接法检测兔血清中的抗体。结果：植入背部骶棘肌的材料皆与股骨相融合，有的已形成新骨，植入部位股骨增粗，材料植入1周后出现抗体，2周后略增，以后逐渐下降。结论：复合型完全脱蛋白骨无毒性作用，且对骨膜成骨无有害影响，引起的免疫反应较弱，机体能耐受，具有良好的生物相容性。     

脱细胞腮腺基质材料制备及生物相容性实验研究

目的：探讨新西兰大白兔脱细胞腮腺基质的生物相容性。方法采用冻融联合酶消化-冷冻干燥法制备的脱细胞腮腺基质材料,通过体外毒性试验、全身急性毒性及亚毒性试验等评价其生物相容性。结果脱细胞腮腺基质材料具有利于腮腺细胞生长的三维网状基质胶原结构。加入浓度为50%、100%的脱细胞腮腺基质浸提液的培养液培养腮腺细胞于3、5、7d时细胞数目与对照组无显著差异（P〉0.05）。浸提液注入兔腹腔未引起急性及亚急性毒性反应,心、肝、脾、肺、肾组织学检查未见组织和细胞变性。加入脱细胞腮腺基质浸提液的兔血溶血程度为1.86%。注射浸提液的兔的升高温度的最高值均小于0.6℃,体温升高总和小于1.4℃,符合致热原试验要求。结论脱细胞腮腺基质材料具有很好的生物相容性。     

大块异种脱细胞骨基质的制备及生物相容性研究

目的：探讨大块异种脱细胞骨基质的制备及生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据。方法：取牛股骨下端松质骨切割制作4.0 cm×2.0 cm×1.0 cm大小的骨块,用10%NaCl和0.5%曲拉通X-100联合脱细胞处理,分为48 h、72 h、96 h三个时间段;处理后的大块异种脱细胞骨基质行HE染色、Masson染色及扫描电镜观察,观察大块异种脱细胞骨基质的脱细胞程度;用处理后的大块脱细胞骨基质制作浸提液,行急性毒性实验、热源实验,观察大块异种脱细胞骨基质有没有毒性反应及热源性;用处理后的大块异种脱细胞骨基质材料与SD大鼠骨髓间充质干细胞体外复合培养,观察细胞生长、细胞增殖及蛋白质含量测定。结果：4.0 cm×2.0 cm×1.0 cm骨块经过10%NaCl和0.5%曲拉通X-100联合处理72 h组及96 h组的异种脱细胞骨基质经HE染色及扫描电镜观察未见细胞成分,Masson染色观察胶原纤维基本结构未被破坏,材料浸提液急性毒性实验、热源实验符合规定标准,且骨髓间充质干细胞能够贴附在异种脱细胞骨基质孔隙内生长,细胞生长及蛋白合成功能不受异种脱细胞骨基质的影响。结论：大块异种脱细胞骨基质具有良好的生物相容性,可作为骨缺损修复的支架材料。     

脱细胞生物基质组织相容性评价研究

目的:研究不同脱细胞生物基质及猪皮的组织相容性。方法:将以不同脱细胞生物基质及猪皮注射法植入家兔脊柱旁肌肉内,观察植入后不同时间样品周围组织反应程度,以评价样品对组织的刺激性和相容性。阴性对照用SGBT硅橡胶。结果:猪皮、S0.55'、S0.520'和S0.560'四种样品4周时炎细胞反应程度为Ⅱ级,纤维囊腔形成程度为Ⅱ～Ⅳ级。胰酶处理后的样品和SDS处理后的样品4周时炎细胞反应程度为Ⅲ级,纤维囊腔形成程度为Ⅲ～Ⅳ级。结论:猪皮、S0.55'、S0.520'和S0.560'四种样品短期肌肉植入试验合格。表明其对组织无明显的刺激性,组织相容性良好。胰酶处理后的样品和SDS处理后的样品短期肌肉植入试验不合格表明其对组织有刺激性,组织相容性差。     

脱细胞生物基质组织相容性评价研究

目的研究不同脱细胞生物基质及猪皮的组织相容性.方法将以不同脱细胞生物基质及猪皮注射法植入家兔脊柱旁肌肉内,观察植入后不同时间样品周围组织反应程度,以评价样品对组织的刺激性和相容性.阴性对照用SGBT硅橡胶.结果猪皮、S0.55′、S 0.5 20′和S 0.5 60′四种样品4周时炎细胞反应程度为Ⅱ级,纤维囊腔形成程度为Ⅱ～Ⅳ级.胰酶处理后的样品和SDS处理后的样品4周时炎细胞反应程度为Ⅲ级,纤维囊腔形成程度为Ⅲ～Ⅳ级.结论猪皮、S0.55′、S 0.520′和S 0.560′四种样品短期肌肉植入试验合格.表明其对组织无明显的刺激性,组织相容性良好.胰酶处理后的样品和SDS处理后的样品短期肌肉植入试验不合格表明其对组织有刺激性,组织相容性差.     

异种脱蛋白松质骨修复兔桡骨缺损的研究

目的:观察自制异种脱蛋白松质骨(XDCB)修复兔桡骨骨缺损的可行性。方法:将自制XDCB植入新西兰兔桡骨大段骨缺损(14mm)模型中,分别于术后4、8、12、16w采用观察大体标本、X线、HE染色评价骨缺损修复效果。结果:X线片可见4w时材料密度较高;8w时材料与宿主骨接触处模糊;12w时材料与宿主骨接触部分区域密度接近宿主骨;16w时材料区密度接近宿主骨。组织切片观察可见XDCB植入后4w有新生软骨形成及未成熟的骨组织,可见软骨细胞、成骨细胞、胶原组织及较多的小血管,并可见多核巨噬细胞;8-16w连续观察可见新骨继续生成,巨噬细胞逐渐减少,但仍存在;XDCB逐渐降解吸收缩小,缺损两端间有新生编织骨生成,部分相互连接融合,部分改建为成熟的板层骨、骨小梁和髓腔结构。结论:自制XDCB有较好的生物相容性和骨传导性,可作为骨移植替代材料载体修复骨缺损。     

组织工程支架材料——交联透明质酸置入角膜生物相容性研究

目的探讨交联透明质酸材料对兔角膜组织的生物学反应的影响,评价其作为角膜组织工程支架材料的可行性。方法将交联透明质酸材料置入兔角膜基质层间内3个月,观察置入材料在角膜内生物学反应。结果观察期内交联透明质酸材料与兔角膜基质愈合良好,角膜组织学观察未见有淋巴等炎症细胞浸润。结论交联透明质酸材料置入兔角膜后无明显炎症反应,其生物相容性良好,是一种理想的角膜组织工程支架材料。     

磷酸钙骨水泥/骨形态发生蛋白复合人工骨的生物相容性

目的：将自行合成的磷酸钙骨水泥（CPC）作为载与BMP复合成人工骨,检测其生物相容性,方法：制备CPC／BMP及CPC骨块,免疫原性,对血液系统的影响街道一物相容性指标,结果：动物实验表明材料属无毒级,不含致热原,体外试验不引起溶血反应,对凝血功能无明显影响,植入兔或小鼠肌内未检测出特异性抗体,组织学检查未见免疫排斥反应,对肌肉无刺激作用,对体外培养的细胞增殖没有明显抑制作用,结论：材料有较好的生物相容性,临床使用安全。     

胎兔成骨细胞与复合肝细胞生长因子/异种脱蛋白松质骨的体外培养

目的:探讨肝细胞生长因子(HGF)对体外培养的胎兔成骨细胞在异种脱蛋白松质骨(DPB)支架上黏附行为及增殖和分化功能的影响.方法:成骨细胞从胎兔中分离,实验组为HGF/DPB与成骨细胞复合培养,对照组为DPB与成骨细胞常规培养.通过电镜观察成骨细胞在HGF/DPB表面生长与附着状态,同时检测细胞增殖状况和碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性等,评价成骨细胞生长情况和细胞活性.结果:成骨细胞在复合肝细胞生长因子脱蛋白骨外表面及孔隙内表面均可贴附生长,增殖、分化良好.HGF/DPB对成骨细胞的ALP活性有明显的促进作用,并能促进成骨细胞的增殖.结论:HGF/DPB具有良好的生物相容性和骨诱导作用,可作为骨组织工程备选的复合支架材料.     

异种脱蛋白松质骨载体的制备及性能评价

目的研究探讨异种脱蛋白松质骨性能,以制备综合性能优异的骨组织工程载体材料。方法我们将取材于成年猪股骨远端松质骨通过理化方法制作成脱蛋白松质骨载体,并对载体形态结构、组成成分、载体与种子细胞黏附及生长增殖情况以及生物力学特性进行检测分析。同时将载体材料复合自体骨髓间充质干细胞和骨形态生长因子植入成年山羊横突间进行组织工程化成骨融合,观察成骨情况,并通过免疫酶组织染色方法检测异种脱蛋白松质骨的免疫原性。结果脱蛋白松质骨具有天然网状孔隙结构,其无机成分为羟基磷灰石,有机成分为Ⅰ型胶原,力学性能保存良好,有良好的细胞相容性,免疫原性检测阴性。异种脱蛋白松质骨复合rhBMP-2和MSCs植入体内后多点成骨,效果满意。结论异种脱蛋白松质骨是一种良好的载体材料。     

生物珊瑚人工骨支架材料生物相容性检测

目的评价生物珊瑚人工骨(BCAB)材料作为骨组织工程支架材料与小鼠胚胎干细胞(MESCs)构建组织工程骨的有效性及材料生物相容性。方法设MESCs与BCAB支架材料混合黏附培养为实验组,单纯MESCs培养为对照组,分别于第2、4、6、8天进行MTT法检测细胞增殖活性,特异性胚胎抗原-1检测细胞对材料的黏附性。于第8日对接种细胞材料片行成骨诱导,诱导培养10 d后行茜素红染色及电镜扫描检测成骨诱导及体外组织工程骨构建情况。取12只大鼠,脊柱左侧皮下植入空白BCAB支架片状材料,右侧植入黏附细胞BCAB片状材料,随机分4、8、12周3组行影像学检查,并取双侧标本行病理切片观察局部炎症反应,四环素标记下荧光显微镜观察成骨情况。第12周组取心、肝、肾病理切片及评估心、肝、肾毒性反应。结果 MTT法检测细胞增殖活性结果显示,在培养2 d和4 d时实验组与对照组间MTT值差异无统计学意义(P>0.05),在6 d及8 d时实验组MTT值明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。特异性胚胎抗原-1检测证实MESCs对BCAB支架材料具有良好的黏附性,在其三维微孔隙内能较快增殖。茜素红染色及电镜扫描检测证实黏附细胞材料成骨诱导有效,体外组织工程骨构建成功。材料植入局部组织炎症反应轻,空白支架材料于第8周开始降解,12周达初步降解,无异位成骨;黏附细胞支架材料则有明显异位成骨现象,且较对侧空白支架材料降解时效延长。第12周组实验动物心、肝、肾标本病理切片未见异常损害。结论 BCAB支架材料具有良好的生物相容性,其降解周期与新骨重建周期大致相当,是一种良好的骨组织工程支架材料。     

骨组织工程无机支架及其生物相容性

目的：制备满足组织工程需要的多孔骨支架并研究其生物相容性。方法：以自制的HA粉体为原料，采用聚氨酯泡沫浸渍工艺制得骨组织工程多孔支架。于一定的培养条件下，在制得的多扎支架上进行成骨细胞的体外培养，分析支架的生物相容性。结果与结论：本研究采用新“泡沫技术”制得的骨支架有均匀的通孔结构，孔径在100—500μm之间，并具有良好的生物性能。     

一种新型肝组织工程支架的制备及生物相容性评价

目的:构建一种新型肝组织工程支架,并对其生物相容性进行评价,探讨其作为肝组织工程支架的可行性.方法:选用壳聚糖及明胶材料,通过微制造技术制备一种新型壳聚糖/明胶肝组织工程支架,并与大鼠原代肝细胞共培养,采用HE染色、扫描电镜、MTT法及肝细胞功能学指标等多种检测方法,对支架的细胞毒性及生物相容性进行评价.结果:成功制备了一种新型壳聚糖/明胶复合肝组织工程支架,其孔隙率高、表面积大,有利于肝细胞的黏附与生长,种植在新型壳聚糖/明胶肝组织工程支架上的肝细胞呈现良好的生长增殖趋势,保持良好的生理功能,新制备的支架呈缓慢匀速降解,保持良好的空间结构.结论:制备的壳聚糖/明胶肝组织工程支架具有良好的生物相容性及低细胞毒性,满足肝组织工程的要求.     

骨髓基质细胞与聚己内酯生物相容性的实验研究

目的:探讨骨髓基质细胞与聚己内酯 (PCL )的生物相容性 ,为骨组织工程中生物材料的选择提供实验依据。方法 :将骨髓基质细胞与 PCL体外复合培养 ,进行形态学观察和细胞增殖、蛋白质含量及酶学测定。结果 :骨髓基质细胞能在 PCL上贴附、繁殖 ,其生长及功能不受影响 ,并且 PCL具有一定的促细胞增殖作用。结论 :PCL具有良好的生物相容性 ,有可能作为骨髓基质细胞的载体而应用于骨组织工程的研究。     

功能化自组装多肽水凝胶与嗅鞘细胞生物相容性研究

Olfactory ensheathing cell (OEC) transplantation is a promising or potential therapy for spinal cord injury (SCI). However, the effects of injecting OECs directly into SCI site have been limited and unsatisfied due to the complexity of SCI. To improve the outcome, proper biomaterials are thought to be helpful since these materials would allow the cells to grow three-dimensionally and guide cell migration. In this study, we made a new peptide hydrogel scaffold which named GRGDSPmx by mixing the pure RADA16 and designer-peptide RADA16-GRGDSP solution, and we examined the molecular integration of the mixed nanofiber scaffolds using Atomic force microscopy (AFM). In addition, we have studied the behavior of OECs in GRGDSPmx condition as well as on RADA16 scaffold by analyzing their phenotypes such as cell proliferation, apoptosis, survival and morphology. The experimental results showed that GRGDSPmx could be self-assembled to form a hydrogel. Inverted optical microscope and Scanning electron microscope (SEM) analysis showed that OECs are viable and they proliferate within the nanostructured environment of the scaffold. MTT assay demonstrated that OECs proliferation rate was increased on GRGDSPmx scaffold compared to the pure RADA16 scaffold. In addition, OECs on GRGDSPmx scaffolds also showed less apoptosis and maintained the original spindle-shape morphology. Calcein-AM/PI fluorescence staining revealed that OECs cultured on GRGDSPmx grew well and the viable cell count was 95%. These results suggested that this new hydrogel scaffold provided an ideal substrate for OEC 3D culture and suggested its further application for SCI repair.     

Experimental Study on Allogenic Decalcified Bone Matrix as Carrier for Bone Tissue Engineering

The biocompatibility and osteogenic activity of allogenic decalcified bone matrix (DBM) used as a carrier for bone tissue engineering were studied. Following the method described by Urist, allogenic DBM was made. In vitro, DBM and bone marrow stromal cell (BMSC) from rab-bits were co-cultured for 3-7 days and subjected to HE staining, and a series of histomorphological observations were performed under phase-contrast microscopy and scanning electron microscopy (SEM). In vivo the mixture of DBM/BMSC co-cultured for 3 days was planted into one side of muscules sacrospinalis of rabbits, and the DBM without BMSC was planted into other side as con-trol. Specimens were collected at postoperative week 1, 2 and 4, and subjected to HE staining, and observed under SEM. The results showed during culture in vitro, the BMSCs adherent to the wall of DBM grew, proliferated and had secretive activity. The in vivo experiment revealed that BMSCs and undifferentiated mesenchymal cells in the perivascular region invaded gradually and proliferated together in DBM/BMSC group, and colony-forming units of chondrocytes were found. Osteoblasts,trabecular bone and medullary cavity appeared. The inflammatory reaction around muscles almost disappeared at the second weeks. In pure DBM group, the similar changes appeared from the sur-face of the DBM to center, and the volume of total regenerate bones was less than the DBM/BMSC group at the same time. The results indicated that the mixture of DBM and BMSC had good bio-compatibility and ectopic induced osteogentic activty.     

羊脱钙骨基质作为骨组织工程支架材料的性能评估

目的 制备山羊脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM),研究其物理和生物力学特性,为其作为理想的组织工程骨支架材料提供理论依据.方法 制备山羊完全脱钙骨基质,观察其色泽、质地、孔隙度等物理性状,并用扫描电镜观察其孔隙度,测量其孔径;通过测定吸水率评估其亲水性;用生物力学测定仪测定其不同压缩比率下的瞬时形变恢复率、最大形变恢复率及最大极限压缩强度.结果 标准化制备DBM呈乳白色,密度均匀,表面布有较多的微孔,扫描电镜观察其孔径范围为350～450(409.2±39.7)μm,吸水后膨胀,最大值吸水率达(419.0±44.4)%;生物力学测定显示,DBM位移是压缩强度的函数,DBM压缩20%和30%时其最大极限强度分别为(1.43±0.35)N和(1.62±0.51)N,瞬时形变恢复率分别为100%和(91.0±8.2)%.结论 完全脱钙骨基质孔径大,亲水性强,形变恢复好,利于细胞的黏附生长,是理想的组织工程支架材料.