应用胶原凝胶构建组织工程化皮肤的研究

目的探讨以胶原凝胶为支架材料构建组织工程化皮肤的可行性。方法体外分离、培养人皮肤表皮细胞和成纤维细胞;利用自制的胶原蛋白制成胶原凝胶作为组织工程支架材料;在成功构建人工真皮的基础上种植表皮细胞,构建复合人工皮肤;采用HE染色与免疫组织化学的方法对复合人工皮肤进行组织学检测。结果HE染色可见,构建的复合人工皮肤具有表皮和真皮双层结构;免疫组织化学染色显示,Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白阳性,在形态结构上与正常皮肤相似。结论培养的人表皮细胞和成纤维细胞种植于胶原凝胶支架上,气-液界面培养可构建出具有类似正常皮肤结构的组织工程化皮肤。     

应用胶原凝胶构建组织工程化皮肤的研究

目的探讨以胶原凝胶为支架材料构建组织工程化皮肤的可行性。方法体外分离、培养人皮肤表皮细胞和成纤维细胞；利用自制的胶原蛋白制成胶原凝胶作为组织工程支架材料；在成功构建人工真皮的基础上种植表皮细胞，构建复合人工皮肤；采用HE染色与免疫组织化学的方法对复合人工皮肤进行组织学检测。结果HE染色可见，构建的复合人工皮肤具有表皮和真皮双层结构；免疫组织化学染色显示，Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白阳性，在形态结构上与正常皮肤相似。结论培养的人表皮细胞和成纤维细胞种植于胶原凝胶支架上，气一液界面培养可构建出具有类似正常皮肤结构的组织工程化皮肤。     

自体BMSCs复合胶原膜修复猪全层皮肤缺损

目的 探讨自体BMSCs与胶原膜复合构建组织工程皮肤修复小型香猪全层皮肤缺损,为组织工程皮肤的临床应用提供实验依据.方法 取4只贵州小型香猪骨髓各20 mL培养BMSCs,传至第3代.取新鲜牛肌腱通过化学交联的方法制备成直径为5 cm的圆形Ⅰ型胶原膜.将密度为2×107个/mL第3代BMSCs用DAPI标记后种植到Ⅰ型胶原膜上孵育24 h,制备组织工程皮肤.在猪背部正中线两侧分别由前向后切取5个直径5 cm、深达筋膜的圆形全层皮肤缺损创面,随机分为两组(n=10).对照组行单纯Ⅰ型胶原膜修复,实验组行组织工程皮肤修复.于术后3、8周,观察创面愈合情况,并取材行HE染色及透射电镜观察,并于术后3周对实验组行荧光显微镜及糖原染色观察.结果 动物均存活至实验完成.术后3周对照组创面约40%皮肤发黑、结痂、坏死,8周时仍见坏死组织且瘢痕挛缩明显;术后3周实验组创面皮肤成活,无明显瘢痕形成,8周创面愈合良好;两组创面愈合率差异有统计学意义(P<0.01).组织学观察:术后3周对照组可见肉芽组织增生,无表皮层覆盖:实验组具有良好的表皮和真皮结构,糖原染色可见基底膜呈完整连续深红染色.术后8周两组均形成正常皮肤样结构.透射电镜观察:术后3周对照组真皮层有大量中性粒细胞和成纤维细胞,未见表皮超微结构;实验组可见大量表皮细胞并以桥粒相连,表皮基底细胞与基膜以半桥粒连接:真皮层可见大量成纤维细胞,以及细胞外大量胶原微纤维沉积,可见内皮细胞形成的毛细血管.术后3周实验组荧光显微镜观察,带有DAPI标记的BMSCs定位于重建的表皮和真皮组织中,表皮主要定位于基底膜附近,真皮层可见大量荧光标记的BMSCs.结论 以自体BMSCs为种子细胞与胶原膜复合构建组织工程皮肤,可有效修复猪全层皮肤缺损,有望成为一种较理想的组织工程皮肤.     

含表皮干细胞组织工程皮肤的构建研究

目的用表皮干细胞和成纤维细胞作为种子细胞研制一种增殖能力强的具有表皮、真皮的组织工程化人工复合皮肤。方法从幼儿包皮中分离表皮干细胞,用胶原Ⅳ纯化、富集表皮干细胞,接种在3T3细胞滋养层上,将体外传代培养的表皮干细胞和真皮成纤维细胞分别接种在经冷冻干燥及戊二醛交联的Ⅰ型胶原基质网架的两侧,在液面下培养3周后,改为气-液界面培养,构建含表皮干细胞的复合皮肤,并进行组织学、免疫组织化学及电镜观察。结果表皮干细胞呈克隆状生长,G0/G1期细胞和α6briCD71dim细胞百分率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),实验组K19免疫细胞化学染色呈阳性,对照组呈阴性。光镜下观察可见体外培养的含表皮干细胞的人工复合皮肤,具有表皮和真皮,表皮层由基底至浅层可见3~5层细胞,角蛋白免疫组化染色阳性。结论表皮干细胞种植于胶原海绵膜上,可生成全层组织工程皮肤,具备了同正常皮肤类似的结构,表明其具有在体外分化成表皮的能力。     

毛囊干细胞表皮膜片修复裸鼠皮肤缺损的实验研究

目的开发新的组织工程表皮替代物,利用毛囊干细胞-壳聚糖明胶膜片(Chitosan-gelatin membrane,CGM)进行修复裸鼠皮肤缺损的实验研究。方法将体外扩增培养的毛囊干细胞接种于CGM,构建组织工程表皮膜片,裸鼠背部作直径1cm的全层皮肤缺损,将毛囊干细胞-CGM复合物覆盖创面。回植后1周、4周和12周分别进行组织学和免疫组织化学检测。结果毛囊干细胞在CGM上生长良好。毛囊干细胞-CGM修复裸鼠后1周切片示创面有新生上皮覆盖,表皮分化良好,而对照组残留较大未愈创面。修复后4周和12周可见对照组收缩较实验组显著。结论体外构建的毛囊干细胞-CGM可以修复裸鼠皮肤缺损。     

新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的实验研究

[目的]观察以新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的可行性。[方法]分离培养兔髓核细胞,与丝素蛋白多孔支架在体外复合培养,建立组织工程化髓核模型,通过扫描电镜、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化以及酶联免疫吸附测定观察细胞在支架上1周和3周的生长及增殖情况。[结果]培养1周后,扫描电镜显示细胞呈球状均匀地贴附在支架内部。细胞-支架复合体HE染色可见支架内部有大量髓核细胞,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。培养3周后,扫描电镜显示细胞成层黏附于支架表面,细胞重叠生长,分泌大量细胞外基质,HE染色可见支架内部有大量髓核细胞填满支架孔隙并分泌大量细胞外基质,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。酶联免疫吸附测定:3周组蛋白多糖含量(52.4±4.5)ng/ml明显高于1周组(29.3±3.6)ng/ml,P<0.05,3周组的II型胶原含量(24.3±1.8)ng/ml明显高于1周组(15.16±1.5)ng/ml,P<0.05。[结论]新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外培养生长良好,分泌大量类似髓核样细胞外基质,可以用于体外构建组织工程化髓核。     

黄褐斑病损的组织学特征及角蛋白10的表达

目的：研究黄褐斑皮肤的组织学改变及角蛋白10（CK10）的表达情况。方法：取黄褐斑患者睑袋术后外眦多余皮肤,行石蜡切片的HE染色、Fontana-Masson染色和CK10的免疫组化染色,观察此处皮肤的病理学改变和CK10的分布情况。结果：黄褐斑皮损处表皮变薄,基底层细胞周围可见明显色素颗粒,基底上层、毛囊上段、真皮层也有色素颗粒分布,真皮胶原紊乱、断裂,皮肤附属器数量较少。CK10主要分布在表皮的基底上层和皮脂腺细胞的胞浆和腺泡的外层。结论：黄褐斑病损皮肤各层黑色素含量增多,皮肤组织结构多有老化表现。CK10在基底上层表达增强,其表达增强可能与表皮细胞过度分化、皮肤老化有关。     

组织工程皮肤修复全层皮肤缺损的实验研究

目的 探索由人表皮干细胞、成纤维细胞与纤维蛋白支架构建的组织工程皮肤修复全层皮肤缺损的可行性. 方法 将人全层皮肤采用胰蛋白酶消化法使表皮干细胞和真皮成纤维细胞分离后,分别在无血清培养基中行原代及传代培养.将体外扩增培养至第3、4代的表皮干细胞(5×104/mL)和真皮成纤维细胞(1×104/mL)共0.5 mL与纤维蛋白支架(0.5 mL)混合凝固构建组织工程皮肤.取4～5周龄雄性裸鼠45只,体重19.5～20.3 g,平均20.0 g,制备背部全层皮肤缺损模型.随机分为5组,每组9只,分别为空白对照组(C组),创面仅覆盖凡士林油纱,自然愈合;单纯支架组(F组),创面移植无细胞的纤维蛋白支架;表皮支架组(S组),创面移植含有表皮干细胞的纤维蛋白支架复合物;成纤维细胞支架组(Fb组),创面移植含有成纤维细胞的纤维蛋白支架复合物;组织工程皮肤组(T组),创面移植组织工程皮肤.术前及术后1、3、6、8周行全身及移植部位大体观察;移植后3、6、8周,取材行组织学、免疫组织化学及扫描电镜观察. 结果 细胞培养4周后,表皮干细胞培养皿内可见圆形细胞,在加有BrdU的培养液中培养6 d后可见BrdU染色阳性细胞;成纤维细胞培养皿内可见梭形细胞.构建的组织工程皮肤可见CK19免疫荧光染色阳性细胞、Nestin染色阳性细胞.移植后T组新生皮肤较其余各组生长快、瘢痕轻.术后6周,C、F、S、Fb及T组皮肤厚度分别为(0.460 ±0.049)、(0.480 ±0.055)、(0.540 ±0.043)、(0.510 ±0.032)及(0.60 ±0.047)mm,T组明显厚于其余各组,且差异有统计学意义(P＜0.05).术后3、6、8周,HE染色及扫描电镜示,T组新生表皮层数及真皮成纤维细胞、血管数量均多于其余各组,且T组真皮血管及胶原纤维排列均较其余各组整齐;术后3周,Ⅳ型胶原免疫组织化学染色显示,T组已形成连续的染色带,而其余各组均不连续;术后6周,CK14免疫组织化学染色显示,T组可见阳性细胞,其余各组均未见. 结论 用表皮干细胞、成纤维细胞及纤维蛋白支架构建的组织工程皮肤移植后能使创面迅速愈合,可望成为一种较理想的组织工程皮肤.     

利用毛囊干细胞和成纤维细胞重建全层皮肤的研究

目的建立利用毛囊干细胞和成纤维细胞进行全层皮肤重建的实验方法.方法取美容手术切取的头皮组织,K19免疫荧光染色定位毛囊干细胞,消化、分离、体外培养,以胶原-成纤维细胞聚合物为基质,采用气-液界面对第2代毛囊干细胞立体培养14 d,建立全层皮肤培养模型,并行组织学及K1免疫荧光染色观察.结果K19免疫荧光染色定位毛囊干细胞存在于毛囊外根鞘处,与成纤维细胞联合体外气-液界面立体培养14 d,获得的皮肤类似物,可见真皮基底膜形成,表皮多层上皮有序、多角形排列,上层细胞出现角化,真皮部成纤维细胞均匀分布于胶原基质中,角质细胞形成分化特异标志物K1染色阳性.结论毛囊外根鞘处的毛囊干细胞具有高增殖能力并向表皮细胞分化,可成功利用毛囊干细胞和成纤维细胞进行皮肤重建,为临床应用奠定基础.     

不同代次角质形成细胞构建组织工程皮肤的增殖分化能力比较

目的 比较三维条件下不同代次角质形成细胞构建的表皮形态及增殖分化情况.方法 采用不同代次角质形成细胞构建组织工程皮肤,通过苏木精-伊红(HE)和高碘酸-希夫(PAS)染色,观察各组组织工程皮肤的结构形态;并利用角蛋白CK1/CK10、CK5/CK14、细胞增殖核抗原Ki-67免疫组织化学染色,比较各组组织工程皮肤表皮的增殖分化能力.结果 不同代次角质形成细胞构建的组织工程皮肤都有明显的表皮真皮结构.1、2代较其他代次分层情况好,2代表皮层厚度明显高于其他代次(P＜0.05).加Ⅳ型胶原组的表皮真皮间黏附的紧密程度高于未加Ⅳ型胶原组,Ⅳ型胶原对表皮的厚度影响不大(P＞0.05).Ⅳ型胶原组PAS染色阴性,说明单独加Ⅳ型胶原不能形成基底膜结构.2代角质形成细胞Ki-67增殖系数接近正常皮肤,其余各代次角质形成细胞的增殖系数逐渐减少(P＜0.05).CK1/CK10、CK5/CK14在1、2代皮肤中阳性表达明显,其余代次对于两种角蛋白的表达并不明显.结论 3代以前角质形成细胞有更好的增殖分化能力,更适合作为组织工程皮肤的种子细胞.     

Adipose tissues differentiated by adipose-derived stem cells harvested from transgenic mice

Objective: To induce adipocyte differentiation in vitro by adipose-derived stromal cells (ASCs) harvested from transgenic mice with green fluorescent protein (GFP) and assess the possibility of constructing adipose tissues via attachment of ASCs to typeⅡcollagen scaffolds. Methods: Inguinal fat pads from GFP transgenic mice were digested by enzymes for isolation of ASCs (primary culture). After expansion to three passages of ASCs, the cells were incubated in an adipogenic medium for two weeks, and the adipocyte differentiation by ASCs in vitro was assessed by morphological observation and Oil Red O staining. Then they were attached to collagen scaffolds and co-cultured for 12 hours, followed by hypodermic implantation to the dorsal skin of nude mice for 2 months. The newly-formed tissues were detected by HE staining. Results: The cultured primary stem cells were fibroblast-like and showed active proliferation. After being incubated in an adipocyte differentiation medium, the lipid droplets in the cytoplasm accumulated gradually and finally developed into mature adipocytes, which showed positive in Oil Red O staining. A 0. 5-cm3 new tissue clot was found under the dorsal skin of the nude mice and it was confirmed as mature adipose tissues by fluorescent observation and HE staining. Conclusions: ASCs can successfully differentiate adipose tissues into mature adipocytes, which exhibit an adipocyte-like morphology and express as intracytoplasmic lipid droplets. It is an efficient model of adipose tissues engineered with ASCs and type I collagen scaffolds.     

力学刺激在工程化心肌组织结构和功能改建中的作用研究

目的 探索力学刺激在工程化心肌组织结构和功能改建中的作用.方法 将分离并培养的新生大鼠心肌细胞与添加了Matrigel的液态Ⅰ型胶原混合,在环形槽中铸成环状心肌细胞/胶原条带.构建的条带在环形槽中培养7天后取出,在对其施加10%的静态拉伸力的情况下,再培养7天.通过光学显微镜、常规HE染色、免疫组织化学染色和透射电镜观察等对构建的组织工程化心肌组织进行评价.结果 工程化心肌组织在力学刺激组的第2天可观察到局部跳动的区域,随时间的延长跳动的区域逐渐增多,强度逐渐增大,并最终形成一致跳动.而对照组未经力学拉伸刺激的工程化心肌组织则未能形成一致跳动.组织学和免疫组织化学染色研究结果显示,构建的工程化心肌组织经力学刺激,心肌细胞比较均匀地分布在整个条带中,且多数沿拉伸方向伸展,胞核呈长梭形,其形态类似于天然成熟心肌组织.透射电镜观察显示,条带中心肌细胞含有排列整齐的肌原纤维,并沿着细胞的长轴方向伸展,肌小节结构和Z带清晰可见.结论 力学刺激可以更好地促进工程化心肌组织的结构和功能改建,使其更接近正常心肌组织.     

应用改良扩张器构建大鼠皮肤软组织扩张模型

目的应用改良设计的短注射导管枕形扩张器构建大鼠皮肤软组织扩张模型，并探讨其产生的扩张应力对大鼠皮肤细胞增殖分化的影响，验证扩张模型的扩张效果，为研究扩张皮肤新生机制提供一个稳定的动物模型。方法SD大鼠随机分为A、B两组（每组各30只），A组大鼠采用改良设计的扩张器，B组大鼠采用上海威宁公司生产的普通扩张器；选择SD大鼠近颈部切口，以注射壶外置的方式埋置扩张器，制作皮肤软组织扩张模型。分别采集A组在不同扩张时间点（1、2、3、4、5周）的扩张中心区域皮肤和正常皮肤组织作为标本；利用HE染色方法观察扩张后皮肤结构的变化；根据增殖细胞表达增殖细胞核抗原，采用免疫组织化学染色方法观察扩张皮肤中细胞增殖的情况。结果A组应用自行改良设计的扩张器，选择大鼠近颈部切口构建的皮肤软组织扩张模型，术后外置的注射壶不易被大鼠咬掉，且术后注水及护理更简单，模型稳定性显著高于B组。HE染色结果表明，扩张后皮肤的表皮层明显增厚，真皮层变薄；免疫组织化学染色结果显示，增殖细胞呈点状分布，主要集中于表皮基底层和毛囊鞘。结论自行改良设计的短注射导管枕形扩张器，是构建大鼠皮肤软组织扩张模型的良好实验材料；扩张应力对大鼠的皮肤结构和增殖产生了影响。     

体外构建皮肤基底膜的组织学特征

目的观察制备的组织工程皮肤基底膜的组织学特征。方法取门诊正常儿童包皮环切术之包皮，采用胰蛋白酶胶原酶顺序消化得到角质形成细胞（KC）和成纤维细胞（Fb）悬液。制备复方壳多糖组织工程皮肤，浸没培养3d后，继续行气液界面培养。将培养7、10、15d的复方壳多糖组织工程皮肤用中性甲醛溶液固定后石蜡包埋、切片，行HE及高碘酸-雪夫（PAS）染色，并用免疫组织化学染色法观察基底膜的重要成分：Ⅳ型胶原、Ⅶ型胶原及层黏连蛋白（LN）的存在情况。结果HE染色可见培养的组织工程皮肤表皮结构分化良好，大致可分为基底层、棘层和角质层，各层均有数量不等的扁平梭形细胞。PAS染色显示真皮表皮间有一均匀红染的条带。免疫组织化学染色结果显示，Ⅳ型胶原、Ⅶ型胶原及LN呈阳性表达。结论复方壳多糖组织工程皮肤基底膜构建良好。     

毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维构建组织工程尿道膜片的体外研究

目的：探索毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维,构建组织工程尿道膜片的可行性。方法使用酶消化法分离兔毛囊细胞,利用流式细胞仪分选毛囊干细胞,体外原代培养扩增,计算细胞的最大扩增倍数及克隆形成率;使用流式细胞仪检测细胞K19、p63、CD29的阳性表达率。将毛囊干细胞接种在电纺纳米丝素纤维支架上,构建组织工程尿道。应用组织学、荧光染色法观察组织工程尿道的体外构建情况。结果兔毛囊干细胞与兔毛囊细胞的最大扩增倍数分别为（5.92±0.77）×10^4倍和（6.61±3.62）×10^3倍;兔毛囊干细胞与兔毛囊细胞的克隆形成率分别为（9.07±1.18）%和（3.95±1.01）%。K19、p63、CD29在毛囊干细胞中表达率分别为（89.36±6.69）%、（92.10±5.49）%和（89.98±6.89）%;在兔毛囊细胞中分别为（39.38±2.20）%、（40.78±2.61）%和（40.57±2.79）%;毛囊干细胞在支架上能形成复层上皮样结构,AE1/AE3染色阳性。结论兔毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维,能成功构建组织工程尿道,可用于体内修复的进一步研究。     

毛囊干细胞细胞膜片的构建研究

目的以毛囊干细胞作为种子细胞，构建细胞膜片，检测培养的细胞膜片的结构，为进一步进行动物试验奠定基础。方法采用中性蛋白酶（Dispase）分离人毛囊干细胞，构建细胞膜片。该膜片构建成功后，分别进行扫描电镜观察、HE染色、角蛋白15和角蛋白10免疫组织化学染色。结果经过1．2周的培养，细胞连接成片，呈现典型的“铺路石”状。将细胞膜片消化下来，HE染色显示该膜片由2～4层细胞组成，电镜观察示细胞排列紧密，细胞基质分泌多。免疫组织化学染色显示细胞膜片大部分细胞K15染色阳性，少量细胞K10染色阳性。结论由毛囊干细胞构建的细胞膜片与人正常表皮结构类似，可进一步深入研究。     

冷冻保存人脐带血管细胞培育组织工程心血管补片

目的 探讨应用液氮冷冻保存的人脐带动脉壁肌成纤维细胞(HUAMs)制备组织工程心血管补片的可行性.方法 将液氮冷冻保存的人脐带动脉壁肌成纤维细胞种植在聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)聚合材料构建的补片支架材料上,制备组织工程心血管补片.体外静态培育21 d,对补片组织进行组织学、扫描电镜检查.免疫组织化学分析组织样本中细胞外基质(胶原蛋白)的合成.结果 苏木素-伊红(HE)染色显示,肌成纤维细胞较好地黏附于聚合材料上,大部分细胞保持生长活力,并浸润生长入支架材料内部,形成组织.免疫组织化学显示补片材料中有胶原蛋白合成.结论 液氮冷冻保存的人类脐带肌成纤维细胞可作为种子细胞,用于制备人组织工程心血管补片.     

Culture of keratinocytes for transplantation without the need of feeder layer cells

Patients with large burn wounds have a limited amount of healthy donor skin. An alternative for the autologous skin graft is transplantation with autologous keratinocytes. Conventionally, the keratinocytes are cultured with mouse feeder layer cells in medium containing fetal calf serum (FCS) to obtain sufficient numbers of cells. These xenobiotic materials can be a potential risk for the patient. The aim of the present study was to investigate if keratinocytes could be expanded in culture without the need of a feeder layer and FCS. Keratinocytes were cultured on tissue culture plastic with or without collagen type IV coating in medium containing Ultroser G (serum substitute) and keratinocyte growth factor (KGF). An in vitro skin equivalent model was used to examine the capacity of these cells to form an epidermis. Keratinocytes in different passages (P2, P4, and P6) and freshly isolated cells were studied. Keratinocytes grown on collagen type IV were able to form an epidermis at higher passage numbers than cells grown in the absence of collagen type IV (P4 and P2, respectively). In both cases the reconstructed epidermis showed an increased expression of Ki-67, SKALP, involucrin, and keratin 17 compared to normal skin. Only 50,000 keratinocytes grown on collagen type IV in P4 were needed to form 1 cm2 epidermis, whereas 150,000 of freshly isolated keratinocytes were necessary. Using this culture technique sufficient numbers of keratinocytes, isolated from 1 cm2 skin, were obtained to cover 400 cm2 of wound surface in 2 weeks. The results show that keratinocytes can be cultured without the need of a fibroblast feeder layer and FCS and that these cells are still able to create a fully differentiated epidermis. This culture technique can be a valuable tool for the treatment of burn wounds and further development of tissue engineered skin.