水凝胶三维培养对人羊膜间充质干细胞特性及旁分泌效应的影响

文题释义：水凝胶三维培养：应用安全稳定的天然或合成聚合物材料为细胞提供一个空间、立体的生存环境,可增强细胞的黏附、增殖及分泌细胞因子能力。 旁分泌效应：以往研究认为干细胞应用于创面治疗的潜能是干细胞归巢分化为损伤组织,后来发现移植的干细胞大多停留在肝、脾,很少能到达损伤创面。目前研究证实间充质干细胞通过分泌某些营养因子作用于临近的靶细胞,起到促进创面愈合的作用。 背景：研究表明间充质干细胞在创面愈合中具有减轻炎症反应、促进创面愈合、减轻瘢痕形成的作用,然而以往的普通二维培养环境由于存在细胞间接触性抑制,可能导致细胞的基因表达、信号传导和形态学存在差异。 目的：观察人羊膜间充质干细胞旁分泌创面愈合相关因子的能力是否受二维培养环境与三维培养环境的影响。 方法：利用传统酶消化法获得人羊膜间充质干细胞后,分别接种于普通细胞培养瓶(二维培养)与ShakeGel^TM 3D水凝胶中(三维培养),将水凝胶中的人羊膜间充质干细胞分别进行成脂、成骨、成软骨诱导分化,免疫荧光染色确定细胞分化方向;待两种培养环境中的人羊膜间充质干细胞融合至70%-80%,于倒置相差显微镜和激光共聚焦显微镜下观察细胞的生长特点及形态;培养24 h后,应用RT-qPCR技术测定细胞旁分泌创面愈合相关因子的mRNA相对表达量;培养48 h后,利用ELISA试剂盒检测细胞旁分泌创面愈合相关因子的蛋白表达量。 结果与结论：①二维培养组人羊膜间充质干细胞呈扁平状,为典型间充质样细胞形态;三维培养组人羊膜间充质干细胞呈圆形,均匀分散于水凝胶的每一层;②三维培养中的人羊膜间充质干细胞具有3系诱导分化潜能;③三维培养组白细胞介素6、白细胞介素8、表皮生长因子、碱性成纤维细胞因子、透明质酸、肝细胞生长因子、血管内皮生长因子mRNA相对表达量高于二维培养组(P < 0.001,P < 0.05),两组白细胞介素4、白细胞介素10、金属蛋白酶组织抑制因子、基质金属蛋白酶、转化生长因子、角化细胞生长因子mRNA相对表达量比较差异无显著性意义(P > 0.05);④三维培养组白细胞介素6、白细胞介素10、表皮生长因子、碱性成纤维细胞因子、白细胞介素8、肝细胞生长因子、转化生长因子β1、血管内皮生长因子蛋白表达量高于二维培养组(P < 0.001,P < 0.01,P < 0.05),两组白细胞介素4、金属蛋白酶组织抑制因子、基质金属蛋白酶、角化细胞生长因子蛋白表达量比较差异无显著性意义(P > 0.05);⑤结果表明,水凝胶三维培养环境中的人羊膜间充质干细胞可呈现更好的形态及创面修复相关因子旁分泌生物学效应。 ORCID: 0000-0002-9744-2176(王旗) 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     

人羊膜间充质干细胞移植骨髓抑制小鼠的造血功能

背景：大剂量化疗药物可造成严重的骨髓损伤,除药物治疗外,干细胞移植已越来越多的用于骨髓损伤的治疗。 目的：观察人羊膜间充质干细胞移植对顺铂所致骨髓抑制小鼠造血功能恢复的影响。 方法：体外培养人羊膜间充质干细胞,雌性ICR小鼠被随机分为3组,除空白组外,其余小鼠腹腔注射顺铂诱导ICR小鼠制备骨髓抑制模型,建模后人羊膜间充质干细胞移植组小鼠尾静脉注射人羊膜间充质干细胞3.0×10⁵/g,空白组和模型组注射等量PBS。 结果与结论：连续给予顺铂7 d后,ICR小鼠体质量明显降低,但模型组与人羊膜间充质干细胞移植组之间差异无显著性意义。模型组小鼠外周血白细胞、淋巴细胞、单个核细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞压积和血小板等水平明显低于空白组(P < 0.01),于首次给顺铂后第21天开始恢复。人羊膜间充质干细胞移植组外周血的上述指标较模型组提前7 d开始恢复,第21天时,已接近或达到空白组水平;与空白组相比,人羊膜间充质干细胞移植后的一两天及移植后的2周出现了一过性的白细胞增高和血小板数增加。第24天,人羊膜间充质干细胞移植组小鼠股骨髓腔冲洗液有核细胞数明显高于模型组(P < 0.05),骨髓组织病理学检查结果也显示,人羊膜间充质干细胞移植组小鼠股骨骨髓组织结构明显改善,与空白组相似,骨髓细胞数明显增多,可见较多的巨核细胞,且人羊膜间充质干细胞移植组后2周,骨髓组织可见分布较广的小鼠抗人核单克隆抗体-FITC阳性的移植细胞定植。以上结果表明,人羊膜间充质干细胞移植治疗较早地改善顺铂所致骨髓抑制小鼠的造血功能。     

3D打印淫羊藿苷/脱钙骨基质修复兔股骨髁骨缺损

文题释义：脱钙骨基质：主要由93%胶原、5%可溶性蛋白及2%残余矿化基质组成的商业化生物材料，包含不同浓度的骨形态发生蛋白、生长因子及转化生长因子，具备良好的骨传导与骨诱导能力，可以单独或联合其他材料广泛用于骨折、骨不连、骨肿瘤、骨融合、股骨头坏死等治疗中。结构模型指数：是描述骨小梁组成结构中板层结构和杆状结构比例的参数。如果结构中骨小梁主要为板层结构，那么结构模型指数接近于0；如果结构中骨小梁主要为杆状结构，那么结构模型指数接近于3，该值越小骨小梁越成熟。背景：淫羊藿苷可促进骨髓间充质干细胞的增殖与成骨分化，具有良好的促成骨性能。脱钙骨基质具备良好的骨传导与骨诱导能力，可以单独或联合其他材料广泛用于骨修复中。 目的：观察3D打印淫羊藿苷/脱钙骨基质材料的缓释性能、细胞相容性与体内成骨性能。方法：利用3D打印技术制备淫羊藿苷/脱钙骨基质材料与脱钙骨基质材料，检测淫羊藿苷/脱钙骨基质材料的体外缓释性能。将骨髓间充质干细胞分别接种于两种材料表面，以单独培养的细胞为对照，于设定的时间点进行活/死染色、MTT、碱性磷酸酶活性与骨钙素含量检测。取新西兰大白兔30只，建立股骨髁骨缺损模型后分3组处理：对照组不植入任何材料，一组植入脱钙骨基质与同种异体兔骨髓间充质干细胞复合物，另一组植入淫羊藿苷/脱钙骨基质材料与同种异体兔骨髓间充质干细胞复合物，术后4，12周进行Micro-CT、组织学与力学性能检测。结果与结论：①3D打印淫羊藿苷/脱钙骨基质材料具有缓释性能，在28 d时淫羊藿苷释放量达总量的(54.9±7.9)%；②活/死染色显示，接种1 d后两组材料表面的细胞数量较少，随着培养时间的延长，细胞数量明显增多，至7 d时细胞形态良好，并且淫羊藿苷/脱钙骨基质材料表面的细胞更加均匀、数量更多；③MTT检测显示，淫羊藿苷/脱钙骨基质组培养7，10，14 d的细胞增殖快于其余两组(P < 0.05)；④淫羊藿苷/脱钙骨基质组培养7，10，14 d的碱性磷酸酶活性与骨钙素含量均高于其余两组(P < 0.05)；⑤术后12周Micro-CT显示，植入材料两组均可见大量的骨小梁，其中淫羊藿苷/脱钙骨基质组骨小梁数量更多、骨小梁厚度增加、骨小梁分离度更小；⑥术后12周组织学显示，植入材料两组可见大量骨组织形成，其中淫羊藿苷/脱钙骨基质组新生骨量最多；⑦淫羊藿苷/脱钙骨基质组抗压强度高于其余两组(P < 0.05)；⑧结果表明，3D打印淫羊藿苷/脱钙骨基质具有良好的缓释性能、细胞相容性与骨诱导性能。ORCID: 0000-0002-5272-812X(张虎雄) 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     

脱细胞羊膜支架复合Scleraxis慢病毒转染的人羊膜间充质干细胞促进兔腱-骨愈合

文题释义： 脱细胞羊膜支架：是一种通过对新鲜羊膜进行脱细胞处理后得到的天然支架,富含有丰富的细胞外基质成分,细胞能够在该支架表面正常生长。 Scleraxis：是肌腱细胞/韧带细胞的特异性标志分子,在肌腱细胞和韧带细胞的发育和分化过程中发挥着重要的作用。 背景：脱细胞羊膜支架是一种天然支架,具有良好的生物相容性,已经广泛应用于组织工程的相关领域。Scleraxis能够促进人羊膜间充质干细胞向人韧带细胞分化,进而促进腱-骨愈合。 目的：探讨脱细胞羊膜支架复合Scleraxis慢病毒转染的人羊膜间充质干细胞能否促进兔腱-骨愈合。 方法：①体外分离培养人羊膜间充质干细胞,经过传代培养后观察细胞的形态;②体外构建Scleraxis慢病毒然后以最适感染复数转染第3代人羊膜间充质干细胞,q-PCR检测其转染效率;③用酶消化法制备脱细胞羊膜支架,然后体外将转染Scleraxis慢病毒的人羊膜间充质干细胞接种到脱细胞羊膜支架上面,鬼笔环肽染色观察细胞在支架上的生长情况;④将脱细胞羊膜支架复合转染Scleraxis慢病毒的人羊膜间充质干细胞包裹新西兰大白兔跟腱,然后移植到骨隧道内,观察其对腱-骨愈合的影响。 结果与结论：①第3代人羊膜间充质干细胞呈贴壁生长,细胞生长状态良好;②Scleraxis慢病毒转染后96 h表达稳定的绿色荧光,Slclerxis的mRNA表达水平明显提高,说明转染成功;③脱细胞羊膜支架的上皮细胞基本消失,证明脱细胞比较彻底,同时其基底层完整保留,细胞外基质成分仍然存在;④通过鬼笔环肽染色发现细胞在脱细胞羊膜支架上生长良好,增殖未受到影响;⑤体内实验结果提示：人脱细胞羊膜支架复合Scleraxis慢病毒转染的人羊膜间充质干细胞具有促进腱-骨愈合的作用。 ORCID: 0000-0002-6798-6156(张骏) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

脱细胞异种生物外科补片的免疫原性

文题释义：免疫原性：指能够刺激免疫系统的细胞引起某种抗原特异性免疫应答。当动物源性材料植入人体后,其细胞表面的α-Gal抗原与人体内存在的天然抗α-Gal抗体结合,会激活补体系统引起严重的超急性排斥反应;还可通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用,引起异种移植排斥反应。对于异种材料植入人体所产生的潜在风险,有必要对其进行免疫原性风险评估。脱细胞技术：指通过物理、化学、生物学等一系列的方法处理同种异体的组织、器官,使其细胞内基质除去完全而保留相应的细胞外基质的方法。脱细胞技术可降低甚至除去异体组织、器官的免疫源性(如α-Gal抗原)等,降低异体生物材料移植引起的排斥反应,为异体生物材料的临床运用提供基础。背景：脱细胞异种生物外科补片的免疫原性直接关系到其植入人体后的成功与否,因而评价材料的免疫原性至关重要。 目的：评价脱细胞异种生物外科补片的免疫原性。 方法：将20只Balb/c小鼠随机分4组,每组5只：实验组与对照组背部皮下分别植入脱细胞异种生物外科补片与心包膜原材料;阴性对照组行假手术操作;阳性对照组背部皮下注射弗氏佐剂和牛血清白蛋白等体积混合液。植入4周后,记录小鼠体质量,计算各组脾脏和胸腺的脏脑系数,检测血清总IgG和IgM水平、体外淋巴细胞增殖活性及脾脏淋巴细胞亚型分布,并进行植入部位皮肤组织及脾脏、胸腺组织病理学观察。实验方案经四川省食品药品检验检测院安全评价中心实验动物管理和使用委员会批准(IACUC-2018-KYYL-008)。结果与结论：①实验组与阴性对照组体质量比较差异无显著性意义(P > 0.05),对照组大于阴性对照组(P < 0.05);②实验组与阴性对照组脾脏脏脑系数、胸腺脏脑系数比较差异均无显著性意义(P > 0.05),对照组脾脏脏脑系数大于阴性对照组(P < 0.05);③实验组与阴性对照组淋巴细胞增殖活性比较差异无显著性意义(P > 0.05),对照组高于阴性对照组(P < 0.05);④与阴性对照组相比,实验组CD3⁺CD8⁺细胞百分比降低(P < 0.05);与阴性对照组相比,对照组CD3⁺细胞、CD3⁺CD4⁺细胞、CD3⁺CD8⁺细胞、CD45⁺SSClow细胞百分比下降(P < 0.05),CD3^-CD19⁺细胞百分比升高(P < 0.05);⑤实验组、对照组血清IgM和IgG抗体水平与阴性对照组相比差异均无显著性意义(P < 0.05);⑥组织学显示,实验组与对照组脾脏和胸腺无明显病理改变,实验组植入部位无明显炎性反应,对照组植入部位出现严重肉芽肿性炎及纤维组织增生包裹、植入物坏死崩解等;⑦结果表明与原材料相比,经脱细胞处理的异种生物外科补片可有效降低免疫原性反应。ORCID: 0000-0003-3480-6101(程祥) 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     

体外构建人羊膜间充质干细胞膜片及成骨分化潜能

文题释义：细胞膜片技术：该技术避免了蛋白酶的消化和外源性支架材料的应用,通过细胞外基质分泌形成膜片组织,然后将膜片用于修复组织缺损和改善器官功能。该技术保留了大量自体细胞分泌的细胞外基质,为细胞的增殖和分化提供与体内极度相似的微环境,目前该技术已经用于临床眼角膜和食管损伤的修复。人羊膜间充质干细胞：取自于废弃的胎盘,贴壁生长,具有低免疫原性和生长周期短等特点,不仅具有成体间充质干细胞的特性还具有部分胚胎间充质干细胞的特性。  摘要背景：人羊膜间充质干细胞属于成体干细胞,其来自于废弃的胎盘,来源广泛,可以无创获取,具有免疫原性低、生长周期短等特点,是组织工程种子细胞的重要来源,目前人羊膜间充质干细胞已经用于临床糖尿病的治疗。目的：探索一种简便的方法构建人羊膜间充质干细胞膜片,并研究其成骨分化潜能。方法：将第3代人羊膜间充质干细胞高密度接种于普通培养皿中,加入成膜片诱导培养基以构建人羊膜间充质干细胞膜片,通过组织学染色以及扫描电镜观察细胞膜片的特性。取第3代人羊膜间充质干细胞高密度接种于培养皿中,加入成膜片诱导培养基培养7 d,再换用成骨诱导培养基培养14 d以构建成骨诱导的人羊膜间充质干细胞膜片。通过茜素红染色、免疫组化染色、碱性磷酸酶活性、RT-PCR以及Western blot检测人羊膜间充质干细胞膜片的成骨分化潜能。结果与结论：①苏木精-伊红染色可见人羊膜间充质干细胞膜片由多层细胞累积而成,细胞分布均匀;②扫描电镜观察可见人羊膜间充质干细胞膜片呈复层结构,胞外有大量的胞外基质产生,细胞包埋于胞外基质中;③人羊膜间充质干细胞膜片成骨诱导14 d,茜素红染色后可见橘红色沉淀,免疫组化染色后细胞周围有大量Ⅰ型胶原产生;④与未诱导的人羊膜间充质干细胞膜片相比,成骨诱导14 d后人羊膜间充质干细胞膜片碱性磷酸酶活性显著升高(P < 0.01),Ⅰ型胶原、骨钙蛋白、Runt相关转录子2的mRNA和蛋白表达量显著升高(P < 0.05);⑤该实验应用一种简便、经济的方法在普通培养皿上成功构建了人羊膜间充质干细胞膜片,体外研究证实人羊膜间充质干细胞膜片具有良好的成骨分化潜能。ORCID: 0000-0003-2163-3897(邹刚)中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞向软骨分化及功能的影响

文题释义：骨形态发生蛋白7：又称成骨蛋白1,是骨形态发生蛋白家族中的一员,可促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化;体外可促进软骨细胞增殖及软骨细胞标志因子分泌,体内可协同骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨损伤。 国产多孔钽：实验中应用的多孔钽具有自主知识产权,采用高温煅烧技术制备,具有立体三维空间结构,与人体骨组织的力学强度、弹性模量相似,有较好的生物相容性及骨传导能力。植入体内时可使其周围骨组织黏附并向孔隙内生长,正逐渐替代自体骨、同种异体骨、金属钛和不锈钢等传统医用生物材料,成为骨缺损修复的新型修复材料。 背景：结合物理因素与支架材料建立共培养体系并采用细胞因子诱导,成为骨髓间充质干细胞成软骨分化的热点。 目的：观察骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞软骨向分化的影响。 方法：分离培养SD大鼠(由北京华阜康生物提供)骨髓间充质干细胞,分组干预：①实验组加入多孔钽片,对照组不加多孔钽片,培养第5天,鬼笔环肽染色观察多孔钽片表面的细胞生长情况;培养1,3,5,7 d,CCK-8 法检测细胞增殖;②A组加入软骨细胞诱导液,B组加入软骨细胞诱导液与骨形态发生蛋白7,C组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液,D组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液和骨形态发生蛋白7,培养第 7,14,21天,采用 ELISA 法检测细胞分泌Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的水平,Western-blot法检测细胞中Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的表达。动物实验获得华北理工大学动物实验伦理委员会批准。 结果与结论：①鬼笔环肽染色显示,骨髓间充质干细胞在多孔钽表面及周围生长及增殖良好;②实验组培养3,5 d的增殖慢于对照组(P < 0.05),培养1,7 d的增殖与对照组无差异(P > 0.05);③培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白质量浓度逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13质量浓度逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于其余3组(P < 0.05),B、C、D组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养第21天时,4组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④Western-blot检测显示培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白表达逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13蛋白表达逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于C、D组(P < 0.05),B、C组高于D组(P < 0.05);培养第21天时,A组高于其余3组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);⑤结果表明,骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可诱导骨髓间充质干细胞软骨向分化,可促进Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白的表达,抑制基质金属蛋白酶13的表达。 ORCID: 0000-0002-5869-6982(崔逸爽) 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     

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：     

骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质支架的生物相容性

背景：国内外许多研究者一直寻找理想的种子细胞与合适的支架材料复合,试图模拟接近正常生理功能的组织工程化尿路替代物。 目的：探讨骨髓间充质干细胞与兔膀胱脱细胞基质支架的生物相容性。 方法：采用密度梯度离心法分离培养兔骨髓间充质干细胞,将第3代兔骨髓间充质干细胞接种到兔膀胱脱细胞基质上进行复合培养,每天进行细胞计数,连续12 d,绘制细胞生长曲线,以单独培养骨髓间充质干细胞为对照组。 结果与结论：骨髓间充质干细胞成功种植到膀胱脱细胞基质上,倒置显微镜下可见骨髓间充质干细胞从膀胱脱细胞基质边缘爬出,膀胱脱细胞基质周围有大量长梭形骨髓间充质干细胞生长。接种5 d内,两组细胞均呈现出平缓生长的状态,接种6-9 d,生长曲线逐渐变得陡峭,细胞呈倍数状态进行分裂生长,速度较快,接种10-12 d,再次趋于平缓状态。两组细胞生长曲线基本重合,可推断兔骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质生物相容性良好。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

去细胞人羊膜基质的制备及免疫原性

目的制备去细胞人羊膜基质(AHAM)并分析其移植至小鼠体内后的免疫反应,评价去细胞人羊膜基质作为细胞移植支架的免疫原性。方法利用胰蛋白酶-EDTA消化人羊膜(HAM),去除人羊膜上皮细胞,制备新鲜去细胞人羊膜基质;新鲜去细胞人羊膜基质置于含硫酸软骨素及甘油的冷冻保护液中,-80℃保存;使用前经PBS复水处理后即冷冻去细胞人羊膜基质;免疫细胞化学分析去细胞人羊膜基质中人类白细胞抗原的表达情况;将冷冻的去细胞人羊膜基质移植至BALB/c小鼠肝脏内4周后,分析脾脏组织中CD4~+、CD8~+T淋巴细胞比例的变化。结果新鲜及冷冻保存后的去细胞人羊膜基质均不表达人类白细胞抗原;冷冻的去细胞人羊膜基质移植至小鼠体内后,脾脏组织中CD4~+、CD8~+T淋巴细胞无明显变化。结论去细胞人羊膜基质的免疫原性较低,移植后不会引起由T细胞介导的特异性排斥反应,可以作为免疫安全性的生物支架用于疾病的细胞移植治疗。     

脱细胞猪角膜基质的基底膜在修复兔角膜损伤中的作用

目的 探讨脱细胞角膜基质支架材料表面保存基底膜样结构对修复角膜损伤的必要性. 方法 将采用反复冻融及酶消化法制备的脱细胞猪角膜基质,移植到兔角膜损伤模型上,通过大体及组织学分别观察材料表面基底膜结构的有无对修复兔角膜基质损伤的影响. 结果 脱细胞猪角膜基质材料表面有基底膜的实验组（n=8）兔角膜损伤全部修复,无穿孔,支架材料与受体角膜整合.材料表面无基底膜的对照组（n=8）中,有6例植入的支架材料溶解,兔角膜穿孔.两组结果比较差异有显著统计学意义. 结论 脱细胞角膜基质支架材料表面具有基底膜样结构,有利于形成正常角膜上皮屏障,从而防止了生物材料的过快降解,有利于材料与宿主基质的整合和改建.     

Decellularized human Schneiderian membrane: Electron microscopic study as a bioscaffold and preliminary cell seeding

BackgroundPerforation of maxillary sinus mucous membrane is one of the most prevalent complications during open sinus lift surgery. Moreover, such complication can usually be managed by an absorbable membrane. As far as absorbable membranes are concerned, decellularized maxillary sinus mucous membrane, which is an extracellular matrix, can be used as a biologic scaffold and an insulating membrane in sinus lifting surgery.Materials and methodsThe decellularization process of the maxillary sinus membrane was performed by means of physical and chemical procedures (liquid nitrogen and sodium dodecyl sulfate). Then this membrane was used as a bioscaffold for culturing with adult mesenchymal stem cells, which were derived from adipose tissue.ResultsHistologic evaluation of the decellularized scaffold revealed that cells of the Schneiderian membrane were compatibly removed via SDS 1%. Moreover, the scan with electron microscope (S6N – Leo vp1450, Germany) of the scaffold indicated that the collagen fibers of the decellularized maxillary sinus membrane were intact. Furthermore, the culture studies carried out showed that this scaffold supported cell seeding.ConclusionThe decellularized human maxillary Schneiderian membrane has a 3D structure similar to that of the extracellular matrix of human normal tissues. As a matter of fact, it can be used as a bioscaffold to support cell seeding.     

胶原/透明质酸膜与明胶海绵支架材料力学及组织相容性的比较

背景：课题组前期实验证明胶原/透明质酸膜具有良好的力学性能和组织相容性。 目的：观察复合材料胶原/透明质酸膜及明胶海绵的生物学性能。 方法：应用材料复合交联的实验方法构建胶原/透明质酸膜并测定胶原/透明质酸膜、明胶海绵支架的力学性能。将支架材料种植于兔皮下,按照2,4,6,8,12周不同时间点评价材料在体内的降解情况和组织相容性。 结果与结论：①成功制备了胶原/透明质酸膜。②胶原/透明质酸膜具有较好的韧性和抗张强度,明胶海绵的力学性能不够理想。③两种材料在体内的降解均符合生物材料的组织反应过程,胶原/透明质酸膜在体内12周可完全降解,明胶海绵约6周完全降解。④胶原/透明质酸膜与平滑肌细胞的黏附率高,细胞的增殖和代谢状况较好,而明胶海绵的细胞黏黏附和增殖率相对较低。说明胶原/透明质酸膜具有较好的生物学性能。     

Tissue engineering a fetal membrane

The aim of this study was to construct an artificial fetal membrane (FM) by combination of human amniotic epithelial stem cells (hAESCs) and a mechanically enhanced collagen scaffold containing encapsulated human amniotic stromal fibroblasts (hASFs). Such a tissue-engineered FM may have the potential to plug structural defects in the amniotic sac after antenatal interventions, or to prevent preterm premature rupture of the FM. The hAESCs and hASFs were isolated from human fetal amniotic membrane (AM). Magnetic cell sorting was used to enrich the hAESCs by positive ATP-binding cassette G2 selection. We investigated the use of a laminin/fibronectin (1:1)-coated compressed collagen gel as a novel scaffold to support the growth of hAESCs. A type I collagen gel was dehydrated to form a material mimicking the mechanical properties and ultra-structure of human AM. hAESCs successfully adhered to and formed a monolayer upon the biomimetic collagen scaffold. The resulting artificial membrane shared a high degree of similarity in cell morphology, protein expression profiles, and structure to normal fetal AM. This study provides the first line of evidence that a compacted collagen gel containing hASFs could adequately support hAESCs adhesion and differentiation to a degree that is comparable to the normal human fetal AM in terms of structure and maintenance of cell phenotype.     

Pore architecture of a bovine acellular vocal fold scaffold

An acellular xenogeneic scaffold derived from the bovine vocal fold lamina propria has shown some promise for in vitro vocal fold tissue engineering. To further explore the potential of the scaffold for cellular attachment, migration, and infiltration, as well as the transport of oxygen, proteins, and nutrients in vivo, this study examined the architecture of pores in the scaffold in terms of several key parameters. Porosity was determined using a standard fluid replacement method with a pycnometer. Average pore size and the pore size distribution were assessed using digital image analysis of scanning electron micrographs. The intrinsic permeability to water was measured using a custom-built hydrostatic pressure apparatus as an estimation of the overall porous nature of the acellular scaffold. The results indicated that the bovine acellular scaffold has a reasonably high porosity (90.49 +/- 4.33%), a proper pore size distribution (>60% of the pores with equivalent diameters > or =10 microm and < 100 microm) that could facilitate cellular attachment and infiltration, as well as a relatively high intrinsic permeability (0.21-3.21 darcy) for the transport of soluble factors. These findings offered preliminary support of the potential of the scaffold for facilitating functional extracellular matrix remodeling in vocal fold reconstruction.     

A biodegradable, acellular xenogeneic scaffold for regeneration of the vocal fold lamina propria

A novel method for preparing an acellular xenogeneic extracellular matrix scaffold for tissue engineering was developed. Bovine vocal fold lamina propria specimens were treated with high-concentration sodium chloride, nucleic acid digestion, and ethanol dehydration for decellularization and removal of immunogenic foreign epitopes. Human vocal fold fibroblasts from primary culture were seeded onto the acellular scaffolds and cultured for 21 days. The decellularized and the recellularized scaffolds were examined by light microscopy, fluorescent microscopy, and scanning electron microscopy. Collagen synthesis and release by fibroblasts were quantified by the Sircol assay, whereas the synthesis and release of hyaluronic acid, decorin, and fibronectin were assessed by enzyme-linked immunosorbent assays. Viscoelastic shear properties of the scaffolds were quantified by a simple-shear rheometer at frequencies of up to 250 Hz. Preliminary results showed that a biodegradable, acellular extracellular matrix scaffold with an intact basement membrane and 3-dimensional structure of the matrix proteins was engineered. Vocal fold fibroblasts readily attached to and infiltrated the scaffold with high viability and active protein synthesis, demonstrating the biocompatibility. The elastic shear modulus and dynamic viscosity of the acellular scaffold and the fibroblast-repopulated scaffold were comparable to those of the human vocal fold cover. These findings support the potential of the scaffold as a xenograft for vocal fold reconstruction and regeneration.     

The basement membrane component of biologic scaffolds derived from extracellular matrix

The extracellular matrix (ECM) has been successfully used as a scaffold for constructive remodeling of multiple tissues in both preclinical studies and in human clinical applications. The basement membrane is a specialized form of the ECM that supports and facilitates the growth of epithelial cell populations. The morphology and the molecular composition of the ECM, including the basement membrane, vary depending upon the organ from which the ECM is harvested and the methods by which it is processed for use as a medical device. Processing steps, such as decellularization, lyophilization, disinfection, and terminal sterilization, may affect the morphology and composition of an ECM scaffold, including, but not limited to, the integrity of a basement membrane complex. The present study evaluated the presence and integrity of a basement membrane complex in processed ECM derived from three different tissues: the urinary bladder, small intestine, and liver. Immunohistochemical determination of the presence and localization of three basement membrane molecules, collagen IV, laminin, and collagen VII, was conducted for each ECM scaffold. Scanning electron microscopy (SEM) was used to further explore the surface ultrastructure of selected ECM scaffolds. The effect of a surface basement membrane presence upon the pattern of in vitro growth of two separate cell types, NIH 3T3 fibroblasts and human microvascular endothelial cells (HMEC), was also evaluated for each ECM scaffold. Results showed that the only intact basement membrane complex was found on the luminal surface of the ECM derived from the urinary bladder and that the basement membrane was an effective barrier to penetration of the scaffold by the seeded cells. We conclude that the urinary bladder ECM but not the small intestine- or liver-derived ECM contains a surface with composition and morphology consistent with that of an intact basement membrane complex, that the basement membrane complex can survive processing, and that the basement membrane structure can modulate in vitro cell growth patterns.     

Co-effect of silk and amniotic membrane for tendon repair

The objective of the present study was to determine the feasibility and biocompatibility of a silk scaffold and a composite silk scaffold in terms of new tendon generation using a rabbit Achilles tendon model. The silk scaffold was constructed using a weaving machine, then soaked in a 1% collagen–hyaluronan (HA) solution and air-dried, whereas the composite silk scaffold was composed of a silk scaffold containing a lyophilized collagen–HA substrate. Tenocytes were cultured in vitro to compare cell populations in the two groups. The cellular densities on composite silk scaffolds were 40% higher on average than those on silk scaffolds in 30-day tenocyte cultures. The tendon scaffolds had implanted into Achilles tendon defects in 16 white New Zealand rabbits. Rabbits were randomly divided into the following three groups: group I, silk scaffold alone; group II, composite silk scaffold; and group III, composite silk scaffold wrapped by an amniotic membrane. Implants were harvested 2, 8, and 12 weeks post-implantation. Histological examinations were conducted using hematoxylin-eosin (H&E), Masson’s trichrome, and by performing immunohistochemical staining for CD34. After 12 weeks, the three groups were distinguishable based on gross examination. The histological examination revealed more organized collagen fibrils in groups III, which showed a dense, parallel, linear organization of collagen bundles. CD34 staining revealed neoangiogenesis in groups III. The results of this research showed that collagen–HA substrates with amniotic membrane accelerate cellular migration and angiogenesis in neotendons.     

胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用

背景：胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维膜以其优异的力学性能和良好的组织细胞相容性而成为近年来科学研究的热点。 目的：总结胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用进展。 方法：以“胶原蛋白、壳聚糖、复合纳米纤维膜、胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜、collagen/chitosan、compound Nanofiber membrane、collagen/chitosan compound nanofiber membrane、development of research” 为检索词,应用计算机检索Pubmed数据库、Elsevier数据库、万方数据库1993-01/2010-05关于胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜研究的相关文章,对53篇文献进行分析。 结果与结论：研究表明,将胶原蛋白/壳聚糖共混,在不同条件下交联,其共混复合物在力学性能方面较单一的胶原蛋白有一定的改善,其共混膜可以作为较小软骨缺损的修复的支架材料。研究证实胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜有着优异的力学性能、很好的组织细胞相容性和生物可降解性。文章从胶原蛋白和壳聚糖单一生物材料的缺陷性、复合纤维膜的优势及其在生物医药工程中的应用方面进行了探讨。