一种新型光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶的性能表征

文题释义：鱼胶原蛋白肽：提取自深海狭鳕鱼鱼皮中,胶原蛋白是一种高分子功能性蛋白质,是皮肤的主要组成部分。通过酸碱、酶切等技术把分子质量控制在6 000 Da以内的胶原蛋白称之为胶原蛋白肽。肽是精准的蛋白质片段,其吸收率要远远高于大分子蛋白质,富含人体需要的甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸等氨基酸,在安全性方面没有动物疫病和人工养殖药物残留等风险,且具有多种生物学功能。光交联：是高分子化合物光化反应的一种。化合物受光照射后发生光解作用,或者化学键的一部分开键时,生成的游离基等活化分子互相键合而导致高分子链形成网状结构的反应。实验水凝胶原材料首先合成胶原蛋白肽-甲基丙烯酸和透明质酸-甲基丙烯酸,继而在光引发剂I2959作用下紫外光照射成胶。背景：课题组前期实验成功制备了一种新型光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶。 目的：分析光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶的形态与体外溶胀性能,以及植入体内的组织相容性与降解性。 方法：利用光交联制备光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶,并根据其所含的鱼胶原蛋白肽质量浓度分为A组(30 g/L)、B组(50 g/L)、C组(100 g/L),凝胶中透明质酸质量浓度均为2.5 g/L,通过扫描电镜观察其微观结构,过体外溶胀实验研究水凝胶的溶胀性能。取15只雄性SD大鼠(由青岛琴大养殖有限公司提供),在每只大鼠的3处背部皮下植入3种光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶,术后1,2,4,6,8周各取3只大鼠,分析水凝胶的组织相容性与降解性。实验获得青岛大学基础医学院伦理委员会批准。结果与结论：①随着鱼胶原蛋白肽质量浓度的升高,水凝胶的透明度逐渐降低、孔径逐渐缩小;②3种水凝胶在去离子水中浸泡100 min内均达到溶胀平衡,水凝胶的溶胀速率及平衡溶胀率与凝胶中的鱼胶原蛋白肽质量浓度呈反比,A组平衡溶胀率最高,为1 582%;③水凝胶植入后,大鼠皮肤光滑,无溃烂与增生,未发生感染与血肿等并发症;④植入皮下1周时,3组水凝胶周围均可见炎性细胞浸润,至2周时达高峰,随后逐渐减少,术后各时间点的炎性细胞计数为：A组>B组>C组,组间比较差异有显著性意义(P < 0.05);⑤植入大鼠皮下后,3种水凝胶逐渐降解,至8周时均有水凝胶残留,术后各时间点降解率为：A组>B组>C组,组间比较差异有显著性意义(P < 0.05);⑥结果表明,光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶具有良好的组织相容性与体内降解性,并且通过调节其中鱼胶原蛋白肽的含量可改善其相关性能。 ORCID: 0000-0002-3785-3547(郭恩慧) 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     

海藻酸钠/壳聚糖复合凝胶的制备与细胞毒性评价

背景：海藻酸钠和壳聚糖分别是聚阳离子和聚阴离子的天然高分子材料,二者可以互为交联剂形成复合凝胶,避免使用普通交联剂产生的细胞毒性。 目的：制备海藻酸钠壳聚糖复合凝胶并评价其体外细胞毒性。 方法：以0.25 mol/L乙酸溶解壳聚糖,制成质量浓度30 g/L溶液,再以0.1 mol/L的NaOH中和酸性得到壳聚糖絮状沉淀,将壳聚糖絮状沉淀与质量浓度3%海藻酸钠等比例混合,高频振动混匀,使二者形成复合凝胶。使用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜分析观察凝胶成分和交联纤维网络结构。分别以海藻酸钠壳聚糖复合凝胶24,72 h浸提液、聚乙烯24,72 h浸提液及苯酚溶液培养L-929细胞,体外检测其细胞毒性。 结果与结论：傅里叶变换红外光谱检测到海藻酸钠壳聚糖复合凝胶特征性峰值改变,扫描电镜显示其内部形成丰富间隙的空间网络结构。浸提液法检测海藻酸钠壳聚糖复合凝胶的细胞毒性为合格,表明海藻酸钠/壳聚糖复合凝胶具有成为组织工程支架材料的良好条件。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：     

天然及复合海藻酸盐水凝胶改性和构建复合体系修复骨缺损北大核心

背景:作为一种骨组织工程的细胞支架材料,海藻酸盐水凝胶因其良好的生物相容性、可再生的特点受到关注,然而天然海藻酸盐水凝胶因降解缓慢、凝胶不稳定等缺陷使其在机体环境下可能无法实现预期的效果。因此,需要对天然海藻酸盐水凝胶进行改性及构建复合体系,以满足骨缺损修复所需的功能。目的:介绍天然海藻酸盐水凝胶的结构及其改性策略,复合海藻酸盐水凝胶的构建策略,强调在不同的骨缺损修复中海藻酸盐水凝胶及其复合体系所需具备的各种功能,并总结当前的研究重点和展望未来的发展趋势。方法:作者以“alginate hydrogel、bone defect、bone repair、海藻酸盐、骨缺损、骨修复”为检索词,检索1995-2021年PubMed、Web of Science、Medline、万方、中国知网和维普数据库中的相关文献,筛选后对69篇文献进行分析。结果与结论:①海藻酸盐水凝胶通过氧化及γ射线照射等处理,能够获得更快的生物降解性能,而不同的交联方式可以使其具有不同的化学结构。②通过复合体系的构建,海藻酸盐水凝胶及其复合体系能够作为细胞、生物活性因子及药物的载体,可以单独或者联合其他支架使用。③因为具备以上复杂的性能,海藻酸盐水凝胶及其复合体系在骨缺损修复中表现出良好的前景,在部分已有的研究报道中,实现了临界性骨缺损的完全骨桥接。海藻酸盐复合体系为骨修复提供了潜在的解决方案,即通过局部生物活性物质的控制性递送,实现骨缺损的加速愈合以及临界性骨缺损的愈合。④在大节段及承重骨缺损的修复中,可以联合其他高机械强度的支架,在提供机械承重的同时,增强了其他支架的骨整合能力,而这些方案能够适应不同的骨缺损修复的要求。⑤总体而言,海藻酸盐水凝胶及其复合体系在动物实验中已经显现出良好的促进骨组织修复效果,为骨组织工程修复骨缺损提供了潜在的途径,但目前尚缺少系统的临床试验,故距离其实际服务于临床工作,还需要更多的临床研究与探索。     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用前景CSCD

背景:目前组织工程骨修复骨缺损在临床应用中较为关键的问题是建立血管网,为新骨的形成提供氧气及营养物质,并为机体提供代谢途径。目的:综述近年组织工程骨支架材料的特点,并着重介绍复合支架材料的研究现状。方法:以"骨组织工程,血管化,支架材料,复合支架材料"为中文检索词,以"bone tissue engineering,vascularization,scaffold,composite scaffold"英文检索词,应用计算机在中国期刊全文数据库和PubMed数据库检索2001年1月至2014年1月的相关文章,将所有文章进行初步筛选后,对保留的文章进一步详细分析、归纳并总结。结果与结论:按照组织工程骨支架材料的来源不同,可将其分为人工合成材料、天然衍生材料和复合支架材料,单一支架材料难以作为最理想的材料修复骨缺损,复合支架材料能在不同程度上弥补单一支架材料的缺陷,因此近年来组织工程支架材料的发展由单一材料发展为复合材料,并呈现人工合成材料与天然材料有机结合的趋势。但复合支架材料在临床应用中仍然有许多尚待解决的问题,主要有控制复合材料比例,使材料降解速率与组织细胞的生长速率相适应,保持复合材料的多孔隙和高机械强度。     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用前景

背景：目前组织工程骨修复骨缺损在临床应用中较为关键的问题是建立血管网,为新骨的形成提供氧气及营养物质,并为机体提供代谢途径。 目的：综述近年组织工程骨支架材料的特点,并着重介绍复合支架材料的研究现状。 方法：以“骨组织工程,血管化,支架材料,复合支架材料”为中文检索词,以“bone tissue engineering, vascularization,scaffold,composite scaffold”英文检索词,应用计算机在中国期刊全文数据库和PubMed数据库检索2001年1月至2014年1月的相关文章,将所有文章进行初步筛选后,对保留的文章进一步详细分析、归纳并总结。 结果与结论：按照组织工程骨支架材料的来源不同,可将其分为人工合成材料、天然衍生材料和复合支架材料,单一支架材料难以作为最理想的材料修复骨缺损,复合支架材料能在不同程度上弥补单一支架材料的缺陷,因此近年来组织工程支架材料的发展由单一材料发展为复合材料,并呈现人工合成材料与天然材料有机结合的趋势。但复合支架材料在临床应用中仍然有许多尚待解决的问题,主要有控制复合材料比例,使材料降解速率与组织细胞的生长速率相适应,保持复合材料的多孔隙和高机械强度。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：     

制备软骨组织工程支架的材料和方法

背景：软骨组织工程的研究为修复软骨缺损提供了新的思路和方法,其中如何获得理想的组织工程支架是这一研究的核心和难点。 目的：回顾性分析软骨组织工程支架的材料选择和制备方法。 方法：由第一作者检索2000至2012年 PubMed数据库、ELSEVIER SCIENCEDIRECT、万方数据库、中国知网库有关制备软骨组织工程支架的材料选择和方法等方面的文献。 结果与结论：软骨支架材料分为天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。可采用相分离法、溶剂浇铸/粒子沥滤技术、气体发泡技术、快速成型技术及静电纺丝法制备支架材料。由于胶原、琼脂糖和藻酸盐等水凝胶类天然材料可提供足够的生物相容性、增殖和黏附能力及亲水性,电纺的人工合成高分子材料复合支架又可以保证支架的力学强度、塑形要求、孔隙率、可降解性等,将天然材料利用包埋技术和表面修饰技术复合于电纺的高分子复合材料支架上将更有利于支架性能的发挥。     

丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架的构建及结构表征**

背景：丝素蛋白和壳聚糖均无毒性且具有良好的生物相容性,但是单一成分作为生物支架时都不能满足支架材料的需求。 目的：制备各种不同组分的丝素蛋白及壳聚糖复合支架材料,观察其微观结构及相关性能,筛选出适合成骨细胞生长的理想支架材料。 方法：通过CaCl2∶C2H5OH∶H2O=1∶2∶8(摩尔比)溶解体系溶解、过滤、浓缩提纯,制备出2%的丝素蛋白溶液,壳聚糖溶解于乙酸溶液配制成的3%壳聚糖溶液,将两者以不同的比例相混合,经数次冷冻干燥后,得到成品支架材料。采用电镜观察形貌,计算孔隙率并对支架的结构进行红外、X射线衍射、电子能谱分析观察。 结果与结论：将壳聚糖和丝素蛋白共混后,互为改性,制备出了结构较稳定的支架材料。其中40%丝素蛋白-60%壳聚糖组具有适合成骨细胞生长的较佳孔径,可作为细胞支架的首选配比。 关键词：丝素蛋白;壳聚糖;骨组织工程;支架;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.12.025     

骨组织工程支架材料及其血管化的研究进程

背景：随着骨组织工程学技术的不断发展,利用组织工程骨修复大面积骨缺损成为当今研究的热点。 目的：介绍骨组织工程中的种子细胞、细胞因子、支架材料的特性及材料血管化情况。 方法：以“骨组织工程,支架材料,血管化”为中文关键词,以“bone tissue engineering,scafold,vascularization”为英文关键词,采用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI数据库和PubMed数据库相关文章,选择与骨组织工程学概述、支架材料和血管化方面相关的文章进行分析。 结果与结论：种子细胞的选择、细胞因子的应用、支架材料的性能及血管化程度均对组织工程骨成功修复骨损伤产生着重要影响。适宜的种子细胞是骨组织工程的研究基础,细胞因子是骨组织工程研究的催化剂,具有良好三维结构的支架材料对于促进细胞的生长增殖、组织长入、成骨方式和血管化等方面均有积极的促进作用。但每种支架材料都有其不足之处,所以可以通过将多种材料进行复合达到综合效应来满足临床需求。另外也要积极寻求新的材料制备工艺和对已有方法进行改进,以制造出更加优良的支架材料。但血管化仍然是骨组织工程要面对的重大考验。目前所应用的促进组织工程骨血管化的方法均存在一定缺陷,如利用生长因子促进血管化时,易造成代谢异常患者病情恶化等情况发生;利用显微外科技术促进组织工程骨血管化,易导致其他部位形成创伤和畸形,不利于患者的身体康复等。     

骨髓间充质干细胞复合温敏水凝胶支架的制备

背景：壳聚糖及其衍生物制备的支架对细胞迁移和神经轴突再生有重要作用。壳聚糖及其衍生物的组织相容性好,易使干细胞在其表面附着生长,在神经组织工程具有较为广阔的应用前景。 目的：制备适宜骨髓间充质干细胞生长的壳聚糖/壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠温敏性水凝胶细胞支架,观察骨髓间充质干细胞在细胞支架中的生长情况。 方法：将壳聚糖进行季铵盐化改性处理,通过傅里叶变换红外光谱分析谱检测确定其生成。实验以壳聚糖与壳聚糖季铵盐配比为8∶1成功制备出较为稳定的壳聚糖/壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠温敏性温敏水凝胶细胞支架,观察成胶情况,并进行生物安全性检测。 结果与结论：实验在傅里叶变换红外光图谱上发现了季铵基基团的特征峰。细胞毒性实验显示,水凝胶浸提液干预的大鼠骨髓间充质干细胞无毒性。急性全身毒性实验显示,浸提液对大鼠体质量增加无明显影响,支架生物安全性较好。扫描电镜观察显示,骨髓间充质干细胞在细胞支架中能正常的生长和增殖。结果证实,实验成功制备了壳聚糖/壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠温敏性水凝胶细胞支架,适合骨髓间充质干细胞生长和增殖。     

碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架的制备及性能检测

背景：长期实验发现聚乳酸-聚乙二醇支架的力学性能及细胞相容性能较差,因此多数研究向支架中加入其他材料,以提高其生物活性及力学性能。 目的：制备改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架,并检测其性能。 方法：采用溶液潘注/粒子沥滤法制备改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架。对比改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架与聚乳酸-聚乙二醇支架的超微结构、孔隙率、吸水性、降解率及力学性能。将改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架与聚乳酸-聚乙二醇支架分别与SD大鼠成骨细胞共培养,12 h后采用沉淀法检测细胞黏附率;培养1,3,5,7,9 d后,采用 MTT 法检测细胞增殖。 结果与结论：聚乳酸-聚乙二醇支架材料表面孔结构分布均匀,孔径为(404.0±10.5) µm;改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架碳纤维表面见大量纵向沟槽,表面孔结构分布均匀,孔径为(433.0±3.0) µm,两组支架孔径比较差异有显著性意义(P < 0.05)。改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架的孔隙率、吸水性、弹性模量和抗压强度、降解率、细胞黏附率与增殖率均高于聚乳酸-聚乙二醇支架(P < 0.05)。表明改性碳纤维的加入改善了聚乳酸-聚乙二醇复合支架的力学性能及细胞相容性。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     

海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞修复兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损的实验研究

目的 探讨海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损修复的影响.方法 将新西兰白兔分为正常对照组、佐剂性模型组和海藻酸盐支架治疗组.模型组和治疗组兔膝关节内注入弗氏佐剂建立佐剂性关节炎模型.抽取治疗组兔左后健侧肢体的骨髓,用Percoll法分离出自体骨髓间充质干细胞(ABMSC),体外培养传代至P3代并诱导分化为软骨细胞.将软骨细胞与海藻酸钠支架混合注入治疗组的病变膝关节.对照组和模型组关节注射等量的生理盐水.海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞治疗1个月后处死兔,应用Ⅱ型胶原免疫组织化学法染色和HE染色,观察各组兔的膝关节关节软骨缺损的修复情况.结果 诱导成功软骨细胞且生长良好,呈现明显的纺锤体形,细胞成活率达98.5％.软骨细胞与海藻酸钠复合后体外培养显示细胞生长旺盛,增殖成株状或岛状,株状细胞团周围有类似的软骨陷窝形成,细胞排列密集,核圆形.组织形态学结果显示,治疗组与模型组比较,治疗组关节炎症反应明显减轻,关节Ⅱ型胶原阳性软骨细胞显著增高,软骨缺损得到明显修复.结论 海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损有一定的修复作用.     

Friction of sodium alginate hydrogel scaffold fabricated by 3-D printing

A rapid prototyping technology, formed by three-dimensional (3-D) printing and then crosslinked by spraying Ca²⁺ solution, is developed to fabricate a sodium alginate (SA) hydrogel scaffold. The porosity, swelling ratio, and compression modulus of the scaffold are investigated. A friction mechanism is developed by studying the reproducible friction behavior. Our results show that the scaffold can have 3-D structure with a porosity of 52%. The degree of swelling of the SA hydrogel scaffold is 8.5, which is nearly the same as bulk SA hydrogel. SA hydrogel exhibits better compressive resilience than bulk hydrogel despite its lower compressive modulus compared to bulk hydrogel. The SA hydrogel scaffold exhibits a higher frictional force at low sliding velocity (10^?6 to 10^?3 m/s) compared to bulk SA hydrogel, and they are equal at high sliding velocity (10^?2 to 1 m/s). For a small pressure (0.3 kPa), the SA hydrogel scaffold shows good friction reproducibility. In contrast, bulk SA hydrogel shows poor reproducibility with respect to friction behavior. The differences in friction behaviors between the SA hydrogel scaffold and bulk SA hydrogel are related to the structure of the scaffold, which can keep a stable hydrated lubrication layer.     

Preparation and characterization of bionic bone structure chitosan/hydroxyapatite scaffold for bone tissue engineering

Three-dimensional oriented chitosan (CS)/hydroxyapatite (HA) scaffolds were prepared via in situ precipitation method in this research. Scanning electron microscopy (SEM) images indicated that the scaffolds with acicular nano-HA had the spoke-like, multilayer and porous structure. The SEM of osteoblasts which were polygonal or spindle-shaped on the composite scaffolds after seven-day cell culture showed that the cells grew, adhered, and spread well. The results of X-ray powder diffractometer and Fourier transform infrared spectrometer showed that the mineral particles deposited in the scaffold had phase structure similar to natural bone and confirmed that particles were exactly HA. In vitro biocompatibility evaluation indicated the composite scaffolds showed a higher degree of proliferation of MC3T3-E1 cell compared with the pure CS scaffolds and the CS/HA10 scaffold was the highest one. The CS/HA scaffold also had a higher ratio of adhesion and alkaline phosphate activity value of osteoblasts compared with the pure CS scaffold, and the ratio increased with the increase of HA content. The ALP activity value of composite scaffolds was at least six times of the pure CS scaffolds. The results suggested that the composite scaffolds possessed good biocompatibility. The compressive strength of CS/HA15 increased by 33.07% compared with the pure CS scaffold. This novel porous scaffold with three-dimensional oriented structure might have a potential application in bone tissue engineering.     

心脏脱细胞支架的制备及其生物相容性

目的:优化心脏脱细胞支架的制备方法,评价所制备的脱细胞支架的基本生物学特征。方法:联合应用十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)对大鼠心行逆行主动脉灌流制备心脏脱细胞支架。同时,将间充质干细胞(MSCs)接种到支架上构建细胞支架复合体,采用H-E染色及扫描电镜分别对制备支架及复合体进行评价。结果:心脏脱细胞支架大体呈半透明囊状。组织学染色及扫描电镜观察示支架呈多孔网状或束状结构,未见细胞核残留。荧光显微镜观察示MSCs沿支架纤维黏附生长,未见明显坏死细胞。结论:本研究运用灌流法成功制备脱细胞彻底且细胞外基质保留较完整的心脏脱细胞支架,既拥有天然三维结构且具有良好的生物相容性。     

Property of Polyvinyl Alcohol-Calcium Alginate as Composite Scaffolds for Tissue Engineering

Objective:A novel PVA-CaAIg composite material by polyvinyl alcohol (PVA) and sodium alginate(SA) was fabricated to investigate the feasibility serving as a scaffold for tissue engineering and to find out the most ideal proportion according to their properties.Methods: Film,graininess and sponge scaffolds of PVA-CaAlg were fabricated by three different methods.Water content and swelling ratio were tested.SEM was used to observe the configuration of the cross section.Results:Different proportional scaffolds could be obtained with different PVA molecular weight,alcoholysis degree and different SA dosages.The water content of different scaffolds ranged from 48% to 93% and showed different inner configuration with swelling ratio between 120% and 470%.SEM proved that different composite materials had different porous structures.Conclusion:A scaffold for tissue engineering with high water content and proper swelling ratio can be fabricated using PVA and SA.The porous structure shows potential in tissue engineering and cell culture.     

骨组织工程材料的表面修饰和细胞粘附

由于人工合成高分子聚合物材料亲水性差 ,细胞吸附力差 ,在材料表面包被、铰链某种蛋白或短肽则有利于细胞在材料上的粘附 ,并影响细胞的增殖和分化。本文重点介绍了与成骨细胞有关的蛋白或短肽 ,并描述了细胞在材料上的粘附过程     

The influence of physical structure and charge on neurite extension in a 3D hydrogel scaffold

Understanding neural cell differentiation and neurite extension in three-dimensional scaffolds is critical for neural tissue engineering. This study explores the structure-function relationship between a 3D hydrogel scaffold and neural cell process extension and examines the role of ambient charge on neurite extension in 3D scaffolds. A range of agarose hydrogel concentrations was used to generate varied gel physical structures and the corresponding neurite extension was examined. Agarose gel concentration and the corresponding pore radius are important physical properties that influence neural cell function. The average pore radii of the gels were determined while the gel was in the hydrated state and in two different dehydrated states. As the gel concentration was increased, the average pore radius decreased exponentially. Similarly, the length of neurites extended by E9 chick DRGs cultured in agarose gels depends on gel concentration. The polycationic polysaccharide chitosan and the polyanionic polysaccharide alginate were used to incorporate charge into the 3D hydrogel scaffold, and neural cell response to charge was studied. Chitosan and alginate were covalently bound to the agarose hydrogel backbone using the bi-functional coupling agent 1,1'carbonyldiimldazole. DRGs cultured in chitosan-coupled agarose gel exhibited a significant increase in neurite length compared to the unmodified agarose control. Conversely, the alginate-coupled agarose gels significantly inhibited neurite extension. This study demonstrates a strong, correlation between the ability of sensory ganglia to extend neurites in 3D gels and the hydrogel pore radius. In addition, our results demonstrate that charged biopolymers influence neurite extension in a polarity dependent manner.     

新型多微孔细菌纤维素组织工程支架材料的制备及表征

目的 当细菌纤维素（BC）作为组织工程支架时,动物细胞在其纳米级网络中无法很好延展和分化生长,因此无法获得完美的生物医学应用.为此,本研究开发出一种新型绿色环保方法制备出孔径分布在50～800 μm的多微孔BC材料,以期今后用作组织工程支架.方法 将BC水凝胶浸入过氧化氢溶液中,并加入不同质量的亚氯酸钠固体,氧化反应瞬间发生,产生的大量气体在BC水凝胶内部形成了50～800 μm的气孔.结果 气孔直径分布可随过氧化氢-亚氯酸钠的体积质量比不同而变化.红外光谱分析表明反应过程中无纤维素被氧化.多微孔BC水凝胶的含水率与原BC水凝胶相似,但其杨氏模量为26.1kPa,低于致孔前的69.9 kPa.噻唑蓝（MTT）实验结果初步表明多微孔BC水凝胶材料更适宜细胞成长,具有成为骨组织工程支架的潜力.结论 该制备方法不仅简单易行,实验原料安全性好,而且有较广阔的应用前景,可推广用于其他凝胶材料致孔,适合工业化大规模生产.     

灭菌处理牛心包制备脱细胞支架的内皮化

文题释义：组织工程：主要研究种子细胞、生物材料、构建组织和器官4个方向,其核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体,对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代,具有良好的发展前景和广阔的应用市场。牛心包脱细胞支架：经化学和物理方法去除牛心包中的细胞,形成无免疫原性或低免疫原性材料,构建组织工程支架。 背景：组织工程学研究常用的动物组织不可避免地存在各种微生物附着,而无菌是组织工程材料临床应用的一项基本要求。 目的：观察体积分数75%乙醇灭菌对牛心包性能及生物相容性的影响。方法：将牛心包组织分别用无菌PBS(对照组)、含1%抗生素(青霉素/链霉素/两性霉素B溶液)的PBS、氯己定及体积分数75%乙醇进行灭菌处理。采用LB固体培养基评价4种方法的杀菌效果;采用VB染色评估4组处理对牛心包组织结构的影响;通过CCK-8实验测定4种处理抽提液的细胞毒性。将体积分数75%乙醇灭菌处理的牛心包制作为脱细胞支架,与人脐静脉内皮细胞共培养,观察细胞的黏附与内皮化效果。结果与结论：①体积分数75%乙醇和氯己定处理24 h的牛心包满足完全灭菌的要求,1%抗生素处理组和对照组可见明显菌落形成;②VB染色显示,体积分数75%乙醇、氯己定和1%抗生素处理的牛心包胶原纤维呈波浪状排列整齐,结构紧凑,弹性纤维含量较少但结构清晰;③体积分数75%乙醇灭菌处理的牛心包不影响L929细胞的增殖活性,培养1-3 d内的细胞存活率均在100%以上;氯己定灭菌处理的牛心包有很强的细胞毒性,导致细胞死亡;④人脐静脉内皮细胞可在脱细胞支架表面正常生长与黏附;在20 d的种植期内,第8-12天脱细胞支架表面黏附的细胞最多;⑤结果说明,体积分数75%乙醇能够有效消灭附着在牛心包上的所有微生物,不会影响牛心包的组织学完整性与生物相容性。ORCID: 0000-0002-3448-8230(刘飞) 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