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聚乙烯醇水凝胶及其复合物的研究与在人工软骨替代材料上的应用
聚乙烯醇水凝胶是一种具有良好生物相容性和力学性能的高弹性材料.本文介绍了聚乙烯醇水凝胶的成型方法,复合改性技术的研究进展,着重对聚乙烯醇水凝胶作为替代材料在关节软骨损伤修复中的研究现状和存在问题进行了综述,并概述了其应用前景和发展方向.
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原位交联透明质酸水凝胶的制备及体外生物相容性研究
目的 制备原位交联透明质酸水凝胶,并初步评价其体外生物相容性.方法 采用醇钠-酰氯法将丙烯酰氯与聚乙二醇反应,制得交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycol acrylate,PEGDA);采用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振光谱仪检测其分子结构.取透明质酸经化学修饰制备巯基化透明质酸(hyaluronic acid thiolation,HA-SH),采用Ellman法检测其巯基含量并计算巯基化产率.采用PBS将HA-SH和PEGDA分别配制成一定浓度(w/v)溶液,其中HA-SH浓度为0.5％、1.0％及1.5％,PEGDA为2％、4％及6％,按照不同比例混合,获得原位交联透明质酸水凝胶,记录交联反应时间.取1.5％HA-SH、4％PEGDA制备的原位交联透明质酸水凝胶,以浸提法检测其细胞毒性;然后接种人BMSCs并培养72 h,荧光显微镜下观察细胞形态及生长情况,并行活/死细胞染色观察,评价材料生物相容性.结果 傅里叶变换红外光谱仪分析显示,PEGDA中大多数羟基被丙烯酸酯基取代;核磁共振光谱仪分析显示,PEGDA在5～7 ppm出现3组表征丙烯酸酯基的特征峰.HA-SH的巯基化产率为65.4％.2％～6％PEGDA与0.5％～1.5％HA-SH经不同比例混合后,交联反应在2～ 70 min内完成;不同浓度及比例交联形成的水凝胶均呈透明状.透明质酸水凝胶浸提液细胞毒性分级为1级,满足生物医用材料的要求.培养72 h后,BMSCs在透明质酸水凝胶中分布均匀、生长良好,活/死细胞染色显示以绿染活细胞为主.结论 原位交联透明质酸水凝胶具有细胞毒性低、体外生物相容性好、交联时间可控的优点,有望成为组织工程种子细胞载体或组织缺损填充材料.
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基于转谷氨酰胺酶交联明胶水凝胶的脂肪干细胞培养研究
目的 构建转谷氨酰胺酶(microbial transglutaminase,mTG)交联明胶水凝胶的脂肪干细胞(adiposederived stem cells,ADSCs)三维培养体系,观察ADSCs在该水凝胶中生长情况.方法 取SD大鼠腹股沟皮下脂肪组织,采用胶原酶消化及离心分离获取ADSCs,并培养传代.定量称取明胶及mTG,分别置于PBS中溶解后,按照一定比例混匀制备mTG交联明胶水凝胶.取P3～P4代ADSCs分别于水凝胶表面二维培养及包埋于水凝胶中进行三维培养.培养期间,采用倒置相差显微镜观察ADSCs的生长形态,并进行HE染色和Masson染色,观察细胞在材料中的分布形态;采用荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察ADSCs在材料中存活状况;扫描电镜观察ADSCs在水凝胶表面黏附性;采用Alamar-Blue法检测ADSCs在水凝胶中增殖情况,以培养皿中常规培养细胞作为对照.结果 二维培养观察示,ADSCs在水凝胶表面生长良好、细胞功能正常,贴壁良好.三维培养观察示,ADSCs在mTG交联明胶水凝胶中生长良好,呈三维立体形态,细胞向各方向伸展;细胞死活染色显示凋亡细胞非常少.各时间点三维培养的细胞数量显著低于常规培养细胞,比较差异有统计学意义(P＜0.05);但第8天开始,三维培养的细胞增殖明显加快,但常规培养细胞增殖开始减慢.结论 基于mTG交联明胶水凝胶三维培养的ADSCs黏附性强,生长状况良好,成活率高.
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高黏度温敏性几丁聚糖水凝胶的制备及特性初步研究
目的 改进制备工艺,提高几丁聚糖/甘油磷酸钠水凝胶(chitosan/glycerol phosphate,C/GP)的黏度,以期拓展其应用范围. 方法 采用改进的消毒方法,即将几丁聚糖单独进行高压蒸汽消毒,制备高黏度温敏性C/GP(high viscous C/GP,HV-C/GP).并采用常规方法制备C/GP.Gemini流变仪动态检测HV-C/GP、C/GP流变学变化,评估黏度提高以后材料的初始黏度、胶凝温度和胶凝时间变化.将凝胶化的两种材料,放入PBS液中,于0、1、2、5、10和25 d取出,干燥称重,计算失重率,比较两种材料的体外降解情况.采用扫描电镜观察两种材料的超微结构. 结果 脱乙酰度91%的C/GP初始黏度为1.81 Pas,而HV-C/GP为17.24 Pas,后者较前者提高了近10倍.C/GP的胶凝温度为37℃,HV-C/GP为34℃;在胶凝温度下,两者的胶凝时间约为5 rain.0.5 mL HV-C/GP和C/GP凝胶化后第1天,失重率分别约为72.5%和55.4%,此后质量逐渐降低,至第25天分别为90.8%和78.2%.扫描电镜下两种材料均可以观察到多孔网络结构,C/GP孔径为50～100 μm,HV-C/GP孔径为30～50μm,后者较前者明显缩小. 结论 通过改进消毒方法制备的HV-C/GP黏度明显提高,但温敏性变化不大;降解时间有所延长;扫描电镜观察可见多孔网络状结构,且孔径减小.
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丝素蛋白生物支架材料在骨组织工程中的应用进展
目的 总结丝素蛋白生物支架材料在骨组织工程中的研究进展. 方法 广泛查阅丝素蛋白生物支架材料在骨组织工程中应用的相关文献,并进行比较总结. 结果 丝素蛋白可被加工成水凝胶、薄膜、纳米纤维、三维多孔支架等多种不同形态,具有生物相容性好、生物降解慢、降解产物无毒、机械强度高等优点.同时,通过种植干细胞、适当的化学修饰以及负载生长因子、无机物等,丝素蛋白生物支架材料在骨组织工程中的应用变得更为广泛. 结论 丝素蛋白在骨组织工程中具有广阔应用前景,但制备出各种符合组织工程、器官重建等实际需要的生物支架仍需进一步研究.
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右旋糖酐基水凝胶药物控释体系的应用研究
目的介绍右旋糖酐基水凝胶在药物缓/控释和组织工程领域中应用的研究概况. 方法广泛查阅近年来国内外相关文献,进行回顾与综合分析. 结果右旋糖酐基水凝胶的应用研究在国际上已取得明显进展,但在国内才刚起步.右旋糖酐基智能水凝胶作为一种崭新的生物材料,已成为缓/控释给药和组织工程研究的热点之一. 结论右旋糖酐基水凝胶是一种新型生物材料,在药物缓/控释和组织工程领域具有广阔的应用前景;通过化学修饰改性后的右旋糖酐基水凝胶可实现"智能"化,具有潜在的研究与应用价值.深入进行其赋性、改性研究并进行相关产品的产业化是未来右旋糖酐基生物材料的研究方向.
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煅烧骨与水凝胶复合对骨髓基质细胞贴附和生长的影响
目的观察煅烧骨(CBB)与聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三聚体(PEO-PPO-PEO)聚合物水凝胶(HG)复合对骨髓基质细胞(MSC)的贴附、增殖及分化的影响,探讨组织工程骨构建的佳方法. 方法 CBB、HG、MSC按不同方式和顺序复合,形成三种复合物CBB/HG/MSC为A组、HG/MSC/CBB为B组、CBB/MSC/HG为C组,CBB/MSC作为对照进行体外培养. 5、10天取材,扫描电镜观察细胞形态以及与材料的贴附情况,细胞计数观察其增殖情况,组织化学方法检测MSC的碱性磷酸酶(ALP)活性及免疫组织化学方法检测其Ⅰ型胶原基因表达情况. 结果扫描电镜见A、C组与对照组细胞完全伸展,但A组细胞数量明显增多,重叠生长,细胞外基质分泌增加,优于C组和对照组,而B组细胞大多为圆形,轻微伸展,无细胞外基质分泌.A组与C组的ALP活性无差异(P＞0.05),但显著高于B组和对照组(P＜0.01).5天时四组细胞Ⅰ型胶原合成情况无明显差异,但10天时B组细胞的Ⅰ型胶原平均灰度值明显高于其它三组(P＜0.01). 结论 CBB、HG与细胞不同的复合对MSC的贴附、增殖、分化均有影响,CBB/HG/MSC顺序复合较好.
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温敏性水凝胶的研究进展
温敏性水凝胶是一类对温度变化敏感的智能型高分子聚合物凝胶材料，其可随着用药部位的温度变化发生相转变形成非化学交联的凝胶，温度改变后氢键或疏水作用随之改变，导致聚合物的物理性状发生改变，即其在较低温度时呈能流动的液相溶胶，此时载药的凝胶材料可被注射到靶组织，当温度升高至一定程度时即变为不能流动的半固态凝胶，当注射进入体内某部位后可填充于组织间隙，在体内迅速发生相转变，在注射的部位形成不能流动的半固态凝胶，从而达到延长药物在用药部位的停留时间，因此提高了药物的疗效，是目前研究较为广泛的一种高分子聚合物材料。利用水凝胶的这种特性，其作为一种可控缓释载药系统广泛用于肿瘤的治疗以及组织的修复等。下面就从温敏性水凝胶的分类及其在肿瘤方面的应用进行综述。
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辣根过氧化物酶催化的透明质酸水凝胶的制备及表征
目的 制备辣根过氧化物酶催化交联的透明质酸水凝胶,并考察其性能.方法 透明质酸经酪胺修饰后,在辣根过氧化物酶及H2O2催化下形成透明质酸水凝胶,考察处方中辣根过氧化物酶及H2O2对凝胶形成时间、溶胀率、水凝胶微观形态及其体外降解特性的影响.结果 辣根过氧化物酶能在H2O2存在的条件下成功催化了透明质酸-酪胺之间分子交联,形成水凝胶,且在H2O2浓度低、辣根过氧化物酶浓度高时,水凝胶内部的交联程度、溶胀率更高,在体外降解所需的时间也越长.结论 采用辣根过氧化物酶催化交联的方式能成功制备透明质酸水凝胶.
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骨髓间充质干细胞在壳聚糖凝胶中体外三维培养的实验研究
目的 研究猪骨髓间充质干细胞在壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶中体外三维培养的生长和增殖情况,探讨壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶与骨髓间充质干细胞的细胞相容性.方法 将间充质干细胞与壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶混合,体外三维培养3周,采用倒置相差显微镜观察细胞在凝胶内粘附、生长和增殖等情况,复合物行组织形态学观察.结果 间充质干细胞能良好地在壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶内伸展、粘附、生长和增殖,细胞在新形成的组织内保持成活.结论 壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶与间充质干细胞具有良好的细胞相容性,可作为间充质干细胞的载体.
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水凝胶湿敷治疗脂肪乳剂外渗所致静脉炎的疗效观察
目的 观察水凝胶湿敷治疗脂肪乳剂外渗所致静脉炎的效果.方法 将56例脂肪乳剂致2、3级静脉炎的患者随机分为观察组和对照组,观察组使用0.9%生理盐水凝胶(美诺佳)湿敷,对照组使用传统的硫酸镁湿敷,观察72 h后局部皮肤和疼痛改善情况.结果 观察组有效率为100%,局部疼痛得到明显缓解,与对照组比较差异显著(P＜0.01).结论 水凝胶湿敷能有效治疗脂肪乳剂外渗所致静脉炎,操作简便,起效快,效果好.
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按指征拔管联合预防性使用水凝胶对化疗留置针患者的影响
目的 探讨预防性使用水凝胶在留置针患者指征拔管中应用的影响.方法 采用便利抽样法选取106例患者,随机分为观察组和对照组各53例.观察组预防性使用水凝胶联合指征拔管,对照组予以常规更换拔管.比较两组患者并发症发生、留置针使用数量、穿刺次数及留置针穿刺成本.结果 两组患者在并发症发生上差异无统计学意义(P＞0.05);观察组在留置针使用数量、穿刺次数、留置针穿刺成本方面低于对照组,两组差异有统计学意义(P＜0.001).结论 按指征拔管联合预防性使用片状水凝胶可降低留置针患者的医疗成本、穿刺次数及护士工作量.
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水凝胶对PICC置管后机械性静脉炎的预防作用研究
目的 观察水凝胶对PICC置管后机械性静脉炎的预防作用.方法 将2010年8月～2011年8月我院普外科361例因癌症化疗需要行PICC穿刺置管患者随机分为两组,实验组182例和对照组179例,实验组置管后使用水凝胶加3M透明敷贴,对照组置管后使用3M透明敷贴,观察两组PICC置管后10d内机械性静脉炎的发生率、严重程度及其发生时间.结果 PICC置管后10 d内实验组7例发生静脉炎,平均发生于置管后(6.6±1.5)d,对照组18例发生静脉炎,平均发生于置管后(3.6±2.0)d,两组静脉炎发生率及发生时间比较差异有显著意义(P＜0.01)；两组静脉炎发生的严重程度比较差异有显著意义(P＜0.05).结论 水凝胶对PICC置管后机械性静脉炎具有良好的预防作用.
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水凝胶型防龋基因疫苗pVAX1-gtfB/CAT经黏膜途径免疫兔的实验研究
目的 观察水凝胶型防龋基因疫苗pVAX1-gtfB/CAT经黏膜途径免疫兔的免疫效果及其目的蛋白在免疫部位的表达.方法 20只新西兰大白兔随机分为5组,每组4只.A组:pVAX1-gtfB/CAT口服组,B组:pVAX1-gtfB/CAT鼻腔黏膜滴注组,C组:空载体pVAX1质粒口服组,D组:空载体pVAX1+水凝胶口服组,E组:生理盐水鼻腔黏膜滴注组.每间隔1周免疫1次,共免疫3次.每次免疫剂量为200μg/只.于免疫前和免疫后第1、2、3、4、6、8、10、12、14、16周采集血液及唾液标本,ELISA法检测血清及唾液中特异性抗体水平.第3次免疫后每组处死1只动物,取免疫部位组织,免疫组织化学检测目的蛋白表达.结果 ①水凝胶型防龋基因疫苗pVAX1-gtfB/CAT免疫兔后,诱导了特异性IgG和SIgA抗体产生,在第6和第8周口服免疫诱导的特异性IgG抗体水平高于鼻腔黏膜滴注,其余时间点两种黏膜途径诱导的SIgA和IgG抗体水平差异无统计学意义;②在小肠黏膜和鼻黏膜均检查到了目的蛋白的表达.结论 水凝胶型防龋基因疫苗pVAX1-gtfB/CAT经黏膜途径免疫后,目的蛋白能够在免疫部位表达,均能有效诱导兔的系统免疫和黏膜免疫应答.
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离子互补型自组装短肽在药物传递系统中应用的研究进展
自组装短肽作为药物传递载体材料开发是生物材料领域近二十余年的一个研究热点.经典的离子互补型白组装短肽由于具有两亲性和自组装特性,可与不同类型的药物相互作用,并在生理条件下形成水凝胶,不同氨基酸序列和肽链长度的白组装短肽可能具有不同的载药和/或缓控释特性,从而使得自组装短肽具有在药物传递系统中应用的潜力.本文重点综述了离子互补型自组装短肽在药物传递领域的应用,介绍了离子互补型白组装短肽与不同水溶性的药物之间的相互作用和给药系统构建的研究进展,讨论了离子互补型自组装短肽载药系统在生物医学中的应用前景.
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银离子敷料联合水凝胶在疮面治疗中的效果观察
压疮和糖尿病足溃疡是临床上常见的并发症,多发生于年龄大、病程长、长期血糖控制不佳的患者,感染和(或)深部组织破坏影响糖尿病足和压疮的预后.近年来有学者使用银离子敷料治疗糖尿病足感染取得了良好效果[1],为进一步观察银离子敷料联合水凝胶在疮面治疗中效果,自2011年1月～2012年6月起,我科对糖尿病足和压疮感染创面的住院患者应用银离子敷料联合水凝胶治疗,取得了较好的效果.
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水凝胶及胰岛素治疗老年糖尿病褥疮的效果观察及护理(附1例报告)
目的:分析、观察胰岛素与水凝胶治疗老年糖尿病褥疮的效果及护理方法.方法:局部彻底清创处理后,喷洒胰岛素,用水凝胶填充创面,美肤康覆盖.结果:第二周:渗出减少,见红色肉芽组织.第三周:肉芽组织生长,伤口明显缩小.第四周:伤口结痂,创面基本愈合.结论:胰岛素与水凝胶外敷治疗老年糖尿病褥疮疗效显著,患者无不良反应,是安全、有效、易操作的治疗方法.
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超声诊断在注射式美容术后失败修复中的作用
聚丙烯酰胺胶(PAHG)作为注射用软组织填充材料,1997年由乌克兰引进中国市场,商品名叫英捷尔法勒.1999年,吉林富华公司生产了国内我国自己的水凝胶,名称为奥美定[1].由于其物理化学性质稳定,惰性强,生物相容性好,手术操作简便,术中患者痛苦相对小,短期效果好,故行此种手术者较多,但其中也不乏效果欠佳者,本文对注射式隆鼻,丰颞失败,要求取出注射物者运用高频超声观察,以确定手术的方法及范围.
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水凝胶冷敷贴在骨折早期临床应用的效果观察
由创伤造成的骨折,因软组织损伤,患肢可出现不同程度的肿胀和疼痛,伤后24-72h为肿胀高峰期,常会出现张力性水泡,而出现皮肤水泡为手术禁忌症[1].我科为骨科,骨折病人骨折肢体血管损伤、扩张充血、组织渗液,大多伴有不同程度的肿胀.而高度肿胀的四肢骨折严重影响各种治疗,因石膏外固定需待肿胀消除后方可进行,水肿期也不能进行手术治疗.若能在创伤后第一时间采用冷敷处理,可有效减轻肿痛[3].也可为进一步的治疗做好准备工作.
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水凝胶注射填充术并发症的病因及防治体会
根据文献上的不完全统计，外科手术死亡率大约为0.02%～0.06%，整形美容外科的死亡率为0.008%～0.04%，平均为0.02%，各种并发症发生率5%～18%[1]。整形美容外科常见的并发症繁多，其中几种常见的美容手术并发症的发生率，由于各种原因，高低不一，如：隆鼻8%～11%；重睑10%～40%；隆乳5%～18%；去脂1%～10%[2]。尽管水凝胶填充注射的应用时间较短，统计不全，但仍显示存在较高的并发症，约为1.4%～18%，平均10%左右，高一组病例报告在18.1%左右(262/1432)[3～8]。其中常见的并发症包括瘀血和感染等15种，少见并发症包括皮肤坏死等5种。现就这些并发症发生原因、预防和治疗，据相关文献统计和笔者的临床体会简述如下。
