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生物交联剂京尼平交联牛心包生物支架材料的性能
脱细胞牛心包膜因其具有优良特性而成为组织工程生物瓣膜中理想的支架材料.采用冻融+表面活性剂法对牛心包组织进行脱细胞处理后,用戊二醛或京尼平对其进行表面修饰固定.通过HE染色及扫描电镜观察脱细胞效果,并对交联组织进行厚度检测、含水量和接触角测试、力学检测、交联指数和差示扫描量热(DSC)测定、体外降解、溶血试验以及细胞毒性试验,判断两种交联方法对脱细胞牛心包基质的影响,从而选择出交联脱细胞组织的好方法.结果显示,冻融+表面活性剂法脱除细胞彻底,戊二醛或京尼平交联后组织厚度明显增加分别约20%,25%,亲水性良好,力学特性稳定,交联指数都高达90%,且28 d降解率分别为5%和3%,交联后组织稳定性高.但京尼平组溶血率(0.37%)远小于戊二醛组溶血率(13.77%),且细胞毒性很低.作为瓣膜组织工程支架材料,京尼平交联脱细胞牛心包膜比戊二醛交联效果具有更好生物相容性,交联效果好,是较好的交联方法.
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不同方法处理的牛心包生物相容性和钙化结果分析
目的观察脱细胞处理对牛心包体内生物相容性及钙化的影响并与戊二醛处理的牛心包进行比较;材料和方法对新鲜牛心包随机分为三组,A、戊二醛处理组:新鲜牛心包采用0.5%的戊二醛进行处理;B、新鲜牛心包组:新鲜牛心包保存于四联抗生素液中;C、脱细胞组:新鲜牛心包酶-去污剂联合脱细胞后保存于四联抗生素液中.上述处理后的牛心包经细菌培养,显示无细菌生长后,植入雄性昆明小鼠皮下三周观察炎性浸润及钙化情况.采用von Kossa钙染色检查进行定性分析;原子吸收光谱检查进行钙含量定量分析.同时体外对三组牛心包进行力学和热皱缩温度进行测试.结果三组间炎性浸润程度明显不同,0.5%的戊二醛处理组钙化程度明显增高,每克干重牛心包平均含钙量71.2mg,较其他两组有明显差异(P＜0.001),新鲜牛心包组(平均2.12mg/g干重)和脱细胞组(1.41mg/g干重)间钙化程度方面亦有显著统计学意义(P＜0.001).组织学钙染色光镜下检查显示三组间黑色颗粒有明显差异,支持三组间钙含量定量结果的差异.戊二醛处理组的力学性能与优于新鲜组和脱细胞处理组,热皱缩温度高于新鲜组和脱细胞处理组.结论新鲜牛心包脱细胞处理后钙化显著降低,免疫源性降低,有很好的生物相容性.
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纳米心包片的研究进展
心血管疾病已成为危害人类健康的主要疾病,尤其是先天性心血管畸形、心血管缺损性疾病.目前常用的外科治疗手段为补片修补术.同种或异种、自体或人造织物补片、合成型或生物型等材料都在心血管外科手术中得到了广泛的应用.但临床上应用的心包片存在诸多问题,如自体心包取材受限且心包较薄弱、涤纶补片在生理盐水或血液浸润后弹性下降、易漏血、术后较易引起溶血、细菌或真菌的感染等,合成型补片易于引起血栓形成、免疫反应、感染、钙化和新的内膜增生等[1].因此,研制理想的心包片是当前心血管外科研究领域的迫切课题.
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京尼平交联的脱细胞牛心包生物支架材料的实验研究
目的:初步探讨新型生物交联剂京尼平对脱细胞牛心包基质作为支架材料的影响及意义,为心肌组织工程心脏补片的构建提供较理想的生物支架材料.方法:实验分为三组,A组(25块)为新鲜未脱牛心包组织,B组(25块)为脱细胞牛心包组织,C组(25块)为京尼平交联的脱细胞牛心包组织.采用光学显微镜、扫描电镜观察脱细胞效果和胶原纤维、弹力纤维改变;以组织厚度、热皱缩温度和抗拉力测试观察基质的物理性能变化.结果:光学显微镜、扫描电镜观察显示去污剂-酶消化法去细胞百分率达98.63%,能够有效脱除细胞,完整保留牛心包组织的胶原纤维和弹力纤维;组织厚度测试结果为,A组(3.8±1.0)mm,B组(3.8±1.2)mm,C组(4.0±1.0)mm;组织热皱缩温度测定结果为,A组(78.50±0.50)℃,B组(67.90±0.60)℃,C组(85.90±0.40)℃;组织抗拉力测试结果显示,经交联剂京尼平处理后C组大载荷、大应力、弹性模量、大应变均高于A组,差异有统计学意义(P<0.05).结论:经过新型生物交联剂京尼平交联的脱细胞牛心包大载荷增加显著,可以弥补脱细胞牛心包力学性能的减少,作为较理想的心肌组织工程支架材料.
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牛心包衍生材料引导成骨效应的X射线和骨密度评估
目的:应用X射线和骨密度值评价碳化二亚胺交联处理的脱细胞牛心包的引导成骨作用.方法:实验于2004-09/2005-01在中南大学湘雅二医院中心实验室及湘雅二医院动物部完成.健康雄性成年新西兰白兔20只,在新西兰白兔双侧下颌体各制备7 mm×7 mm大小的骨缺损,一侧骨缺损上方紧贴骨面覆盖碳化二亚胺交联脱细胞牛心包,作为实验组;另一侧不作处理,作为对照组.每组又分4,8,12,16周4个时间点,每个时间点为5只.术后4,8,12,16周行X射线观察和双能X射线吸收仪测量骨密度,评价骨缺损修复情况.结果:纳入新西兰兔20只,均进入结果分析.①术后骨缺损区大体观察:术后12,16周时实验组骨缺损区创面平坦;对照组骨缺损区凸凹不平,中央有结缔组织长入,16周时仍有直径2 mm以上的缺损,呈纤维性愈合.②两组兔术后骨缺损区X射线观察:自8周起,实验组骨缺损区密度均高于对照组.③兔骨密度变化:术后4,8,12,16周实验组骨密度均高于对照组,差异均有显著性意义[分别为(0.337±0.035),(0.304±0.027)g/cm2;(0.373±0.022),(0.354±0.025)g/cm2;(0.365±0.032),(0.341±0.031)g/cm2;(0.347±0.023),(0.311±0.028)g/cm2,P＜0.05].结论:X射线和骨密度评估结果均显示碳化二亚胺交联脱细胞牛心包有良好的引导骨组织再生作用.
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牛心包衍生材料引导骨再生的实验研究
目的:评价碳化二亚胺(EDAC)交联处理的脱细胞牛心包的引导成骨作用.方法:在新西兰白兔双侧下颌体各制备7 mm×7 mm大小的骨缺损,一侧骨缺损覆盖EDAC交联脱细胞牛心包,另一侧不覆膜作为对照.术后4周、8周、12周、16周行X线、DXA测量骨密度及组织学观察骨缺损修复情况.结果:术后各组新西兰白兔伤口愈合良好;各期EDAC交联脱细胞牛心包组骨缺损区的BMD均高于同期对照组,有统计学意义(P＜0.05);DAC交联脱细胞牛心包组骨缺损修复速度快于对照组.结论:EDAC交联脱细胞牛心包有良好的引导骨组织再生作用.
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脱细胞牛心包膜材料与胶原膜引导骨再生的对照研究
目的 比较碳化二亚胺[l-ethyl-3(3-diaminopropyol)-carbodiimide,EDAC]交联脱细胞牛心包(acellular bovine pericardium,ABP)与胶原膜引导骨再生的作用和膜材料植入动物体内的转归.方法 健康雄性成年新西兰白兔24只,体重2.6～3.5 kg,平均3.1 kg.制备兔双侧下颌体7 mm×7 mm×5 mm骨缺损模型,一侧骨缺损覆盖EDAC交联ABP(EDAC交联ABP组),另一侧覆盖胶原膜(胶原膜组).术后4、8、16及24周各处死6只动物行大体、组织学观察及图像分析检测新生骨面积百分比及膜材料吸收替代百分比.结果 大体观察:术后4、8周EDAC交联ABP组膜材料完整,与缺损区正常骨粘连紧密;胶原膜组膜材料形态消失,骨缺损区轮廓欠清晰.术后16、24周EDAC交联ABP组骨缺损区创面平坦;而胶原膜组凹凸不平.组织学观察:术后4、8周EDAC交联ABP组胶原纤维排列规则,缺损区中央大量新生骨小梁;胶原膜组胶原纤维断裂,缺损区见大量新生骨小梁.术后16、24周,EDAC交联ABP组骨缺损区形成完整的骨桥,而胶原膜组骨缺损内局部长入纤维结缔组织.术后4、8周,两组新生骨面积百分比相近,16周EDAC交联ABP组为81.99%±3.92%,胶原膜组为76.35%±4.29%,组间差异有统计学意义(P＜0.05).术后4、8、16及24周,EDAC交联ABP组膜材料平均吸收替代百分比分别为16.57%、27.94%、65.61%和85.72%;胶原膜组4周降解超过50%,8周已完全降解吸收.结论 EDAC交联脱细胞牛心包膜材料引导成骨的效率优于胶原膜.
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脱细胞牛心包构建引导骨再生膜的初步研究
目的制备具有良好生物相容性和适宜降解吸收时间的引导骨组织再生(guided bone regeneration,GBR)膜材料.方法采用0.25%Trypsin+0.5%Triton X-100酶联脱细胞法对新鲜牛心包进行脱细胞处理,将脱细胞牛心包(A组)、甘油保存脱细胞牛心包(B组)、碳化二亚胺[1-ethyl-3-(3-dimethylamino propyl) carbodiimide hydrochloride,EDAC]交联脱细胞牛心包(C组)、甘油保存EDAC交联脱细胞牛心包(D组)4种膜材料分别植入38只SD大鼠背部皮下,不植入材料为E组.于2、4、8和16周分别处死大鼠7、12、12和7只,观察周围组织反应及材料的降解吸收情况.结果 4种材料植入动物体内均有不同程度的炎性反应和纤维囊膜形成.术后4周,A组和C组的炎性反应轻微,纤维包膜变薄.A组膜材料吸收替代时间为8周左右,C组吸收替代时间为16周左右;16周时B组和D组材料仍有纤维包膜.结论 EDAC交联脱细胞牛心包具有良好的生物相容性和理想的降解性能,在动物体内能顺利被自体组织替代.
