中国组织工程研究杂志
Chinese Journal of Tissue Engineering Research 중국조직공정구여림상강복
- 主管单位： 中华人民共和国卫生部
- 主办单位： 中国康复医学会,《中国组织工程研究与临床康复》杂志社
- 影响因子： 1.38
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 2095-4344
- 国内刊号： 21-1581/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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磷酸钙骨水泥填充椎体成形过程中椎体生物力学评价
背景:目前椎体成形中常用的充填剂聚甲基丙烯酸甲酯因其过高的强度会引起临近节段骨折,新型材料磷酸钙骨水泥具有骨传导性,但其在体内的生物力学情况尚不明确.目的:模拟骨质疏松性骨折椎体的力学环境,观察磷酸钙骨水泥填充后椎体的力学变化情况,评价其在椎体成形中的适用性.设计、时间及地点:随机对照,动物体内生物力学实验,于2007-02/12在苏州大学实验动物中心完成.材料:成年雌性山羊12只,双侧去卵巢法制备骨量减少动物模型.方法:以直径4.0 mm钻头横向钻通模型山羊L2～5腰椎椎体双侧皮质,两两随机向骨缺损内注入磷酸钙骨水泥或聚甲基丙烯酸甲酯,以L1和L6椎体为对照组.主要观察指标:生物力学测试仪测试术后2,6,12,24周各组椎体的强度和刚度.结果:磷酸钙骨水泥组椎体强度从2周起逐渐增强,在24周时强,各时间点与对照组相当,但均低于聚甲基丙烯酸甲酯组.磷酸钙骨水泥组椎体刚度从2周开始下降,12周达到低,24周时上升,但各时间点间无统计学差异(P=0.265);聚甲基丙烯酸甲酯组刚度2～24周也无明显降低(P=0.815);各时间点2组间比较无明显差异(P＞0.05),但都低于对照组.结论:磷酸钙骨水泥填充后椎体具有更合适的生物力学强度,有望替代聚甲基丙烯酸甲酯在椎体成形中应用.
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氟保护漆预防正畸牙釉质脱矿的生物学效应
选择沈阳市口腔医院正畸科固定矫治的患者147例(共1 358颗牙),男62例,女85例,年龄11～32岁,平均年龄13岁.将所有需要粘接托槽牙齿按中线分为实验组和对照组,实验组粘接托槽后,每半年在托槽周围牙面上涂布氟保护漆,直至矫治结束,对照组粘接托槽后不做其他处理.待矫治结束拆除矫治装置后观察釉质脱矿的发生情况.结果显示实验组牙釉质脱矿发病率低于对照组,差异具有显著性意义(P＜0.05).表明在固定矫治中,涂布氟保护漆是一种简便且有效降低牙釉质脱矿的途径.
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气流分散聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅纳米义齿树脂的生物安全性
背景:前期实验已经成功制备甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅(PMMA/SiO2)纳米复合材料,并证实其有良好的机械性能.目的:进一步评价气流分散PMMA/SiO2纳米义齿树脂的生物安全性,为今后开展临床实验提供研究依据.设计、时间及地点:随机分组设计,对比观察实验,于2006-09/2007-10在天津医科大学基础医学院微生物实验室及公共卫生学院毒理实验帑完成.材料:采用气流分散法,以纳米SiO2与甲基丙烯酸甲酯复合制各PMMA/SiO2纳米义齿树脂.方法:参照ISO7405-1997(E)标准,对气流分散PMMA/SiO2纳米义齿树脂材料进行细胞毒性实验、溶血实验、急性全身毒性实验、口腔黏膜刺激实验以及皮肤致敏实验,初步评价其生物安全性.主要观察指标:MTT法测定细胞相对增殖率并评级;溶血实验测定溶血率;急性全身毒性实验观察小鼠一般状态及体质量变化;口腔黏膜刺激实验观察试件接触部位组织切片;皮肤致敏实验观察致敏区红斑及水肿反应.结果:细胞毒性实验表明PMMA/SiO2纳米材料的细胞毒性为1级,显示极轻微的细胞毒性;溶血实验显示其溶血率小于5%;急性全身毒件实验和口腔黏膜刺激实验显示材料实际无毒、无明显黏膜刺激性;皮肤致敏实验显示无明显致敏性.结论:气流分散PMMA/SiO2纳米义齿树脂具有良好的生物安全性.
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红霉素明胶微球佳制备工艺的筛选
背景:红霉素有效治疗浓度维持时间短,毒副作用较大,有必要将其制成靶向缓释制剂.目的:筛选制备肺靶向红霉素明胶微球的佳工艺.设计、时间及地点:正交设计对比观察实验,2005-06/12在广东药学院药剂实验室完成.材料:红霉素,明胶.方法:根据乳化缩聚法原理,将适量红霉素分散于明胶溶液中,首先与油相形成W/O型乳剂,再经固化等处理后形成微球.在预试验的基础上,选取影响微球性质较显著的4个因素为考察对象,即明胶的浓度、乳化剂的用量、吲化时间和搅拌速度,以平均粒径、载药量、包封率为考察指标,根据L9(34)正交设计试验结果优选出佳处方工艺条件,通过微球的平均粒径、包封率、载药量等指标的加权求和值来衡量,加权求和值越大,质量越好.主要观察指标:正交设计实验结果,微球的平均粒径、载药量、包封率.结果:红霉素明胶微球佳实验方案为明胶浓度为15%,乳化剂用量为3.0mL,固化时间为0.5 h,搅拌速度为1 000 r/min.佳方案制得的红霉素明胶微球形态圆整,且药物确已包裹在微球中.微球的平均粒径为(14.15±0.20)μm,载药量为(5.83±0.38)%,包判率为(65.70±0.56)%.肺靶向微球粒径7～25 μm的范围占总数的90.16%以上,佳工艺条件重现性良好.结论:通过L9(34)正交实验设计获得了制备红霉素明胶微球的佳工艺技术,所制得的微球符合肺靶向微粒的尺寸要求.
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紫杉醇可降解乙交酯/丙交酯共聚物材料对人脐动脉平滑肌细胞的作用
背景:冠脉支架术后较高的早期急性再闭塞及晚期再狭窄已成为研究热点,而生物降解材料携带对抑制再狭窄有效的药物——紫杉醇金属涂层支架有望解决这一问题.目的:评价含药物紫杉醇可降解支架材料乙交酯/丙交酯共聚物(PLLGA)对人脐动脉平滑肌细胞的作用.设计、时间及地点:对比观察的细胞学实验,于2003-07/2005-07在吉林大学公共卫生学院毒理实验室完成.材料:含紫杉醇可降解材料PLLGA由中国科学院长春应用化学研究所提供,左旋丙素酯与聚乙交酯的比例为9:1.方法:选取人脐动脉原代平滑肌细胞培养,得到传代细胞,然后与含1,2,3 g紫杉醇PLLGA可降解材料一起培养,以金属支架组和不含紫杉醇只含PLLGA组为对照.主要观察指标:分别在培养0,24,48,72 h后在相差显微镜下观察不同材料对细胞生长情况的影响.结果:PLLGA对照组及金属支架组对平滑肌细胞生长无影响,含1,2,3 g紫杉醇的降解材料组细胞生长状态不佳,至培养72 h,与PLLGA对照组及金属支架组比较差异有非常显著性意义(P＜0.01).结论:PLLGA可作为抑制平滑肌细胞生长的血管内支架材料.
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新型海藻酸盐水凝胶真皮支架材料的制备及其表征
背景:海藻酸钠水凝胶具有与真皮基质成分蛋白多糖类似的结构,是较为理想的成纤维细胞培养材料,但以往制备海藻酸钠水凝胶大部分都足以CaCl2为交联剂,这一体系存在严重不足.目的:利用碳化二亚胺作为催化剂、乙二胺作为交联剂制备新型海藻酸盐水凝胶支架材料,并对其性能进行表征,探讨其作为组织工程支架材料的可行性.设计、时间及地点:形态学描述及自身对照实验,于2005-10/2006-10在中山大学附属第一医院骨科实验室完成.材料:自制乙二胺溶液,碳化二亚胺和海藻酸钠购自Sigma公司.方法:利用碳化二亚胺作为催化剂、乙二胺作为交联剂,采用共价交联及冻干法制备新型海藻酸盐水凝胶支架,对照为用传统交联剂CaCl2制备的样品.主要观察指标:观察海藻酸钠的理想反应浓度;用扫描电镜观察藻酸盐组织工程支架的微观结构,排液法测定其孔隙率及含水量;并观察其体外降解规律.结果:成功制备了海藻酸盐水凝胶真皮支架,该支架材料的海藻酸钠理想反应浓度为2%,其含水量为(95.32±1.24)%,孔隙率为(85.55±0.98)%,均高于对照材料:2周后海藻酸盐水凝胶的体外降解率为(12.26±2.25)%.结论:新型海藻酸盐组织工程真皮支架克服了传统以钙离子作为交联剂的诸多缺点,其吸水性、孔隙率、降解性能满足真皮支架材料的物理性能所需,能够做为成纤维细胞的三维培养系统.
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异体脱蛋白骨关节复合钙磷骨水泥与重组人血管内皮细胞生长因子和重组人骨形态发生蛋白2移植的免疫学研究
背景:异体骨关节移植因难以克服的免疫排斥反应、与宿主骨愈合困难等问题在临床使用有一定局限性,如何降低其免疫原性、促进其再血管化及成骨足目前研究的重点.目的:观察复合钙磷骨水泥与重组人血管内皮细胞生长因子及重组人骨形态发生蛋白2的异体脱蛋白骨关节移植材料(CPC/DPOA/rhVEGF/rhBMP-2)的免疫原性、成骨及再血管化能力.设计、时间及地点:随机对照体内动物实验,于2006-03/09在重庆医科大学临床学院骨科实验室完成.材料:自制犬的股骨下端脱蛋白骨关节移植体、DPOA/rhVEGF/rhBMP-2移植体及CPC/DPOA/rhVEGF/rhBMP-2移植体.方法:取36只杂交犬,麻醉后距膝关节面30 mm处用线锯切断股骨制备骨缺损模型,然后随机分成3组,分别植入CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPOA,rhVEGF/rhBMP-2/DPOA及单纯脱蛋白骨关节移植体.主要观察指标:术后4,8,12,16周进行移植物X射线、组织学、股动脉新生血管分布及T淋巴细胞亚群分析.结果:术后4～16周,CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPOA移植组新骨形成及再血管化明显好于其他2组(P＜0.01),各时间点炎症反应较其他组轻(P＜0.01),Ⅰ型胶原免疫组化的面积积分吸光度值高于其他2组(P＜0.01).术后2,4周CPC/rhVEGF/rbBMP-2/DPOA移植组CD4/CD8比值低于其他2组(P＜0.01),术后8,16周3组CD4/CD8比值均较前有所降低,组间差异无显著性意义(P＞0.05).结论:CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPOA移植材料的免疫原性较低,可发生移植材料的早期再血管化和新骨的形成.
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未经预处理同种活性生物脱细胞支架的免疫原性及支架张力
背景:提高生物材料组织相容性的主要办法目前主要采用预处理,但是诸多预处理方法都有缺点,如经预处理后生物组织材料常发生钙化、细胞毒性反应、抗张力强度降低等.目的:观察未经预处理的生物支架材料的免疫原性、支架张力、细胞生长因子对支架的影响,以及此条件下制备同种活性生物脱细胞支架的方法.设计:组织形态学层面的对比观察实验.时间及地点:实验于2006-06/2007-03在南通大学附属医院普通外科完成.材料:SPF级成年Wistar大鼠.十二烷基硫酸钠为美国BiotechGrade产品;碱性成纤维细胞生长因子,血管内皮生长因子为英国Peprotech Company产品;测力计为苏州电器元件一厂产品.方法:选取新鲜大鼠下腔静脉作为实验材料,用含十二烷基硫酸钠的Tris低渗缓冲液,以改进的Booth法脱去静脉壁的上皮细胞,固定剂固定后,分别行HE染色、胶原纤维染色的光镜和扫描电镜观察、摄片,并用测力计测量支架在脱细胞前后张力的改变.将支架材料进行同种异体间动物皮下埋置,观察脱细胞支架埋置局部有无红肿等免疫排斥反应.把脱细胞支架结合血管内皮生长因子和/或碱性成纤维细胞生长因子移植于同种大鼠皮下,2周后采用免疫组化法观察支架内血管的长入情况,使用测力计测量支架在埋置前后张力的改变.主要观察指标:支架经脱细胞处理和移植入大鼠皮下前后张力的改变.支架内新生血管长入情况.皮下植入的支架局部排斥反应.结果;用质量浓度为0.03%十二烷基硫酸钠的Tris低渗缓冲液与静脉擘共同孵育48 h后,HE染色、胶原纤维染色的光镜和扫描电镜显示:静脉壁完全脱去了表面的上皮细胞,又较完整地保留了胶原纤维等细胞外基质主要成分:其形态学结构及支架张力在脱细胞前后差异无显著性意义(P＞0.05).在支架植入部位无明显免疫排斥反应,局部切口愈合良好.支架植入2周后,血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子能在短期内促进新的血管长入支架内,碱性成纤维细胞生长因子+血管内皮生长因子联合应用后新生血管长入显著.移植前后支架的张力差异无显著性意义(P＞0.05).结论:未经预处理,用含质量浓度为0.03%十二烷基硫酸钠的低渗Tris缓冲液对制备的脱细胞支架在同种异体动物皮下埋置无排斥反应,支架强度无明显变化.碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子可促进新生血管在支架内的生长,并具有协同作用.
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纳米羟基磷灰石根管充填材料的生物相容性及细胞毒性实验
背景:传统的根管充填材料主要有氧化锌类、树脂类、磷灰石类和氢氧化钙类等,它们分别存在组织刺激性强、成形困难、根管封闭性较差及易降解等缺点.目的:测试牙科纳米羟基磷灰石根充材料的细胞毒性和细胞增殖性,评价其作为新型根充材料的可行性.设计、时间及地点:细胞毒理学体外对比观察,于2008 01/03在湖州师范学院细胞工程研究所完成.材料:采用DMEM培养液配制80,40g/L纳米羟基磷灰石根充糊剂浸提液.方法:体外培养成骨细胞,培养至70%～80%贴壁、生长良好,然后分为4组:80,40 g/L浸提液组在培养摹中添加80,40 g/L的纳米羟基磷灰石根充糊剂浸提液,阳性对照组添加60g/L根管充填剂(充填用复方麝香草酚散甲醛甲酚复合制剂)糊剂浸提液,以无添加物的浸提液为阴性对照组.4组均置于37℃、体积分数为0.05的CO2细胞培养箱中培养.主要观察指标:倒置相差显微镜观察各组细胞形态变化和生长状况;培养后1,3,5,7 d MTT法测试各组细胞吸光度,并计算细胞增殖度,评价细胞毒性.结果:80,40g/L浸提液组的A值比较差异无显著性意义(P＞0.05),随培养时间延长,A值都逐渐增高,2组各时间点A值与阴性对照组比较差异均无显著性意义(P＞0.05);阳性对照组各时间点A值均低于其他3组(P＜0.05).80,40g/L浸提液组的细胞增殖都与阴性对照组走势相似,与阳性对照组差别明显.纳米羟基磷灰石根充材料细胞毒性分级与阴性对照同为0-1级,阳性对照毒级为4级.结论:纳米羟摹磷灰石根充材料体外细胞毒性实验阴性,有很好的安全性和良好的生物相容性,将可能取代传统的根管充填剂糊剂,作为根充材料具有可行性.
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煅烧骨的生物相容性及细胞相容性评价
背景:煅烧骨的主要成分是高纯度的羟基磷灰石,其钙磷比值接近于人骨,且制作方法简单,价格低廉,受到广泛关注.目的:观察煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性,为组织工程骨重建颌骨缺损莫定一定基础.设计、时间及地点:观察件实验,2008-04在青岛大学医学院中心实验室及口腔研究室完成.材料:成年牛长骨骨骺端在箱式电阻炉内煅烧成煅烧骨.方法:将煅烧骨与第3代已经诱导的骨髓间充质干细胞复合,倒置显微镜和扫描电镜观察细胞相容性;应用溶血试验、凝血试验、急性毒性试验及皮下植入试验观察煅烧骨的生物相容性.主要观察指标:煅烧骨的孔隙率和超微结构;煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性.结果:煅烧后的松质骨块呈白色,其骨小梁结构完整,骨小梁的间隙为相互连通的孔隙,孔径丰要在190～750 μm,孔隙率为(80.39±1.40)%.骨髓间充质干细胞接种到煅烧骨后,倒置显微镜显示接种即刻细胞即充满煅烧骨网孔,24h可见大量细胞黏附于支架上,7 d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清;扫描电镜显示接种1 d可见少量细胞黏附与煅烧骨上,细胞多个伪足向四周伸出,接种7 d可见大量细胞与胶原纤维覆盖于支架上,基本包埋支架.生物相容性试验显示煅烧骨无溶血现象,不引起凝血功能改变,无毒,皮下植入后动物伤口无感染、化脓,植入材料无排出现象,取材时见材料周围肌肉颜色、质地正常.结论:煅烧骨经高温煅烧后,可以彻底消除其抗原性,不会产生免疫排斥反应,细胞、组织、血液相容性及生物安全性好,可作为颌骨组织工程支架.
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负压封闭引流并吸附材料治疗难治性创面40例
选择广西医科大学第四附属医院骨一科2008-01/06救治的难治性创伤患者78例,单日入院40例患者进入治疗组,采用负压封闭引流技术治疗,即将负压封闭引流材料覆盖创面后外贴半透性薄膜接负压吸引;双日入院38例患者为对照组,采用普通换药方法治疗.两组患者后均通过游离植皮、皮瓣转移或游离皮瓣移植修复.结果显示治疗组植皮及皮瓣修复创面成活率高,创面感染率低,患者住院时间短,提示负压封闭引流是临床治疗难愈性创面的一项较好的方法.
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重建胶原纤维对细胞生长的影响
背景:胶原种类很多,而不同细胞只在特定类型的胶原环境中才表现出佳的增殖和表型.目的:观察Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原对小鼠皮肤成纤维细胞、人牙周膜成纤维细胞和兔软骨细胞生长的影响.设计、时间及地点:对比观察,细胞学体外实验,于2007-09/2008-09在四川大学生物材料工程研究中心胶原研究室完成.材料:自制达到中试水平的猪皮Ⅰ型胶原和猪软骨Ⅱ型胶原.方法:分别将3种细胞在猪皮Ⅰ型胶原和猪软骨Ⅱ型胶原环境中进行体外培养,比较不同细胞在材料上的行为差异.主要观察指标:傅里叶变换红外光谱、示差扫描热分析和凝胶动力学分析比较2种胶原的热变性温度及在结构和性质上的差异;MTT法观察细胞在2种胶原环境中的黏附、增殖情况.结果:猪软骨Ⅱ型胶原和猪皮Ⅰ型股原的热变性温度分别为105.8,87.5℃,2种胶原的官能团区相似.凝胶化曲线的对比中猪皮Ⅰ型胶原的成纤维过程较猪软骨Ⅱ型胶原迅速.MTT值显示细胞生长初期,小鼠皮肤成纤维细胞在软骨Ⅱ型胶原环境表现了较好的黏附性,但是更适于在猪皮Ⅰ型胶原上生长;人牙周膜成纤维细胞与小鼠皮肤成纤维细胞对胶原纤维的反应恰好相反.兔软骨细胞第2天在两种胶原上的黏附相似,第4天时在猪软骨Ⅱ型胶原环境中表现出较大的细胞生长密度.结论:不同细胞对Ⅰ,Ⅱ型胶原纤维表现了不同的时间依赖性,但猪软骨Ⅱ型胶原环境更接近于软骨生长的真实环境,更有利于软骨细胞朝特定方向分化,使软骨细胞维持稳定的表型.
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纳米复合树脂(FiltekTM Z350)与犬牙髓组织的生物相容性
背景:复合树脂无机填料的纳米化,使材料的机械性能得以明显改善,但其对牙髓组织的影响目前尚不清楚.目的:采用组织学方法评价纳米复合树脂(FiltekTM Z350)与犬牙髓组织的生物相容性.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-04/2008-04在解放军南京军区福州总医院动物实验中心完成.材料:选择3只成年雄性Beagle犬,共60颗健康牙.方法:将犬牙人工制备颊面近髓Ⅴ类深窝洞模型,将窝洞随机分为4组,分别用FiltekTM Z350、Dyract-AP复合体、11PH复合树脂及玻璃离子水门汀充填,充填前各组均使用可乐丽菲露SE BOND自酸蚀粘结系统处理.以未备洞的余留健康牙作为正常空白对照.主要观察指标:对各组样本牙的牙髓状态进行组织学评价,并测量所有样本的洞底剩余牙本质厚度.结果:术后7 d,大部分样本的牙髓组织均出现轻度炎症反应;术后30及90 d,除TPH复合树脂组外其余各组大部分样本的牙髓组织恢复正常,TPH复合树脂组仍有部分样本存在牙本质细胞层结构紊乱,其"组织结构紊乱"指标的评级高于其他组(P＜0.05).各组的平均剩余牙本质厚度无显著差别(P＞0.05).结论:该实验条件下,FiltekTM Z350纳米复合树脂的牛物相容性和Dyract-AP复合体及玻璃离子水门汀相似,优于TPH树脂.
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冻干辐照猪硬脑膜胶原酶酶解时间与生物力学的测定
背景:理想的硬脑膜替代材料要求其自身具有一定的韧性与弹性.目的:通过对经冻干辐照处理后猪硬脑膜胶原酶Ⅰ型酶解时间、大负荷及抗张强度进行测定,验证经冻干、辐照处理过的猪硬脑膜是否符合硬脑膜移植对生物力学的要求.设计、时间及地点:对比分析实验,于2007-07/2008-06在南昌大学烧伤研究所、南昌大学一新三思公司联合力学实验室、江西中医学院中药固体制剂国家工程研究中心与江西天兆科技发展公司完成.材料:选用健康活体猪6只,无菌条件下取新鲜猪硬脑膜.方法:猪硬脑膜经过冲洗、预冻、冻干、60Co γ射线照射等处理,按照处理方式分成新鲜猪硬脑膜组、冻干猪硬脑膜组、辐照猪硬脑膜组及冻干+辐照猪硬脑膜组.主要观察指标:取5 mm各组猪硬脑膜圆片用胶原酶Ⅰ型酶解计算其完全酶解时间;用EMT彩屏电子拉力试验机分别测出各组替代材料的大负荷、抗张强度.结果:新鲜猪硬脑膜组、冻干猪硬脑膜组、辐照猪硬脑膜组及冻干+辐照猪硬脑膜组硬脑膜胶原酶酶解时间分别为(8.3±2.5),(7.6±1.8),(23.6±5.7)与(21.1±5.3)min,大负荷和抗张强度分别为(79.93±4.36), (70.50±5.97),(96.97±4.84)N和(93.59±4.61), (7.98±0.44),(7.05±0.60), (9.70±0.48)和(9.40±0.46)N/mm,与新鲜猪硬脑膜组和冻干猪硬脑膜组比较,辐照猪硬脑膜组和冻干+辐照猪硬脑膜组时间明显延长,差异有显著性意义(P＜0.05),但辐照猪硬脑膜组及冻干+辐照猪硬脑膜组结果无明显差别(P＞0.05).结论:经60Co γ射线照射后的硬脑膜抗酶解能力、生物力学特性增强;辐照与冻干+辐照猪硬脑膜均能满足硬脑膜移植对其生物力学方面的要求.
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生物新材料细菌纤维素对深Ⅱ度烧伤大鼠皮肤的治疗作用
背景:研究表明细菌纤维素有利于皮肤组织生长和限制感染,为制备用于烧伤患者和慢性皮肤溃烂患者的生物敷料及临时皮肤提供有利条件.目的:观察生物新材料细菌纤维素对深Ⅱ度烧伤大鼠皮肤的治疗作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-06/12在解放军第二军医大学动物实验中心完成.材料:木醋杆菌M12由山东轻工业学院酶技术研究室选育获得.清洁级成年健康SD大鼠30只.方法:菌株M12经液态30℃恒温静置培养6 d发酵可产生不溶性的凝胶膜,用0.1 mol/L的NaOH溶液,100℃煮沸20 min,去除液膜中的菌体和残留培养基后,即得乳白色半透明的细菌纤维素膜.用自制烫伤仪于SD大鼠背部脊柱两侧各制造2.0 cm×2.0 cm大小的皮肤烫伤,随机选择一侧为治疗侧,表面敷以细菌纤维素膜,用1号手术缝线缝扎固定于周围皮肤上,另一侧为对照侧,不予包扎.主要观察指标:术后4,7,14,21,28 d计算伤口愈合率.光镜下观察皮肤损害及愈合情况.结果:所有实验动物无死亡,均未出现创面感染,术后21 d治疗侧伤口愈合率高于对照侧,差异有显著性意义(P＜0.01);其他时间点两侧比较差异无显著性意义.组织学观察两侧病理损害和愈合程度在各个时间点无明显差异.结论:细菌纤维素膜在一定程度上具有促进烧伤创面愈合的作用,其作用效果还需要运用其他类型皮肤损伤的动物模型进一步验证.
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干扰素/聚乳酸-羟基乙酸共聚物及壳聚糖/聚乳酸-羟基乙酸共聚物复合膜对椎板切除后脊髓c-fos表达的影响
背景:应用硬膜外阻隔材料是预防椎板切除术后硬膜外瘢痕粘连的一种方法,而制备既有机械阻隔能力,又有抑制成纤维细胞能力的复合膜是其研究方向.目的:制备壳聚精/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)与干扰素/PLGA复合膜,观察其减少脊髓伤害性刺激因子c-fos表达的作用.设计、时间及地点:2005-05/2007-04在中科院长春应用化学研究所完成材料制备,随机对照动物实验在解放军第二○八医院实验动物室完成.材料:PLGA膜、壳聚糖/PLGA及干扰素/PLGA复合膜由中科院长春应用化学研究所制备.方法:大耳白兔120只行L2及L4椎板切除,然后随机分为6组,每组20只,于椎板缺损区处理如下:①空白对照组:硬膜外不放任何物质.②自体游离脂肪组:取皮下脂肪贴于硬膜表面.③透明质酸钠组:透明质酸钠1 mL涂于硬膜外.④PLGA膜组、壳聚糖/PLGA及干扰素/PLGA复合膜组:分别将各种膜修剪成合适大小植于硬膜外.主要观察指标:术后2,4,6,8周处死动物,取L1-2节段脊髓,对L2脊髓横切片并行免疫组化染色,显微镜下观察并计数Fos样免疫反应阳性细胞.结果:脊髓内有c-fos的表达,随时间的增长,其表达量逐渐增多,主要在脊髓背角浅层:实验各组Fos样免疫反应阳性细胞计数均低于空白对照组(P＜0.01),晚期以壳聚糖/PLGA复合膜及IFN/PLGA复合膜组的表达量少,与其他组比较差异有显著性意义(P＜0.01).结论:壳聚糖/PLGA与干扰素/PLGA复合膜可减少椎板切除术后脊髓c-fos的表达.
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包载雷帕霉素聚乳酸-聚乙醇酸纳米粒子的制备、表征及体外释放试验
背景:新型可生物降解多聚物纳米控释载药制剂能显著改善药物穿透组织能力、再分布时程和滞留时间,可能克服载药基质对血管修复的负性影响,有望避免药物洗脱支架晚期支架内血栓.目的:制备雷帕霉素-聚乳酸-聚乙醇酸纳米粒子(rapamycin poly(lactic-co-glycolic)acid nanoparticles,RPM-PLGA-NPs)并观察其表征及体外控释性能.设计、时间及地点:单一样本实验于2003-03/09在中国医学科学院,中国协和医科大学,生物医学工程研究所生物医学材料重点实验室完成.材料:聚乳酸-聚乙烯醇酸共聚物50:50由美国Birmingham Polymers公司提供.方法:以可生物降解高分子材料聚乳酸-聚乙醇酸共聚物作载药基质,超声乳化-溶剂挥发法制备RPM-PLGA-NPs,采用双室扩散池行体外药物释放试验.主要观察指标:测定平均载药量、平均包封率;激光光散射实验测定纳米粒子的粒径及分布;扫描电镜观察纳米粒子的表面形态;高效液柑色谱法计算体外药物释放量、绘制累积释放曲线.结果:成功制备了平均粒径为246.8 nm的RPM-PLGA-NPs,平均粒径246.8 nm,粒径分布集中在208～294 nm,呈窄分布;包封率大于77%,平均载药量为19.42%.体外释放近似于零级过程,至2周释放75%的药物.结论:超声乳化-溶剂挥发法制备RPM-PLGA-NPs稳定可靠,包封效率高,载药量控制稳定,粒径小、范围窄,体外释放药物恒定、具有良好的控释效能.
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聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖复合人工硬脊膜的生物相容性
背景:聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(poly-D,L-lactio-co-glycolic acid,PLGA)具有可吸收、细胞毒性小及硬度可调性的特点,符合作为人工硬脊膜材料的基本条件.但由于PLGA的表面缺乏功能性基团,生物相容性难以达到满意的要求.目的:通过加入Ⅰ型胶原和壳聚糖对PLGA进行表面改性,观察其作为人工硬脊膜材料的生物相容件.设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-05/12在上海中医药大学生化与分子生物学实验室完成.材料:多孔PLGA膜由济南岱罡生物科技有限公司提供,Ⅰ型胶原蛋白由美国Sigma公司提供,壳聚糖由上海其胜生物制剂医疗器械公司提供,L929小鼠成纤维细胞由中国科学院上海生命科学院细胞所提供.方法:制作多孔PLGA膜、PLGM/Ⅰ型胶原复合膜(简称PG膜)、PLGA/Ⅰ型胶原,壳聚糖(9:1)复合膜(简称PGC9:1膜)、PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖(5:5)复合膜(简称PGC5:5膜).主要观察指标:各膜接触角、吸水率测定.L929小鼠成纤维细胞体外培养1,3,7 d后纤维镜下观察细胞形态变化,并采用MTT法测定细胞毒性.结果:接触角分别为:PG膜＜PGC9:1膜＜PGC5:5膜＜多孔PLGA膜,各组间比较差异有显著性意义(P＜0.01).吸水率分别为:多孔PLGA膜＜PGC5:5膜＜PGC 9:1膜＜PG膜,各组间比较差异有显著性意义(P＜0.01).L929成纤维细胞在PG膜、PGC9:1膜、PGC 5:5膜接种后细胞分布均匀,伸展及形态良好.细胞毒性实验显示:第1天,各组间吸光度值差异无显著性意义(P＞0.05).第3,7天,多孔PLGA膜与PG膜、PGC9:1膜各组间,PGC9:1膜与PGC 5:5膜组间差异有显著性意义(P＜0.05).PGC9:1膜可进一步改善复合膜的细胞黏附及增殖,PGC5:5膜呵抑制细胞增殖与分化.结论:PLGA膜的表面复合Ⅰ型胶原和壳聚糖可提高复合膜的生物相容性;PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖(9:1)复合膜在生物相容性方面基本符合人工硬脊膜的材料要求.
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可降解镁锌合金的细胞毒性和溶血实验
背景:自主设计的可降解镁锌合金既保持了镁合金与人骨接近的密度和弹性模量,又排除了商业镁合金中铝和稀土元素的毒性.目的:评价自制可降解Mg-6wt%Zn合金的细胞相容性.设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-11/2008-03在上海交通大学附属第六人民医院中心实验室完成.材料:可降解Mg-6wt%Zn合金由上海交通大学材料科学与工程学院研制,密度1.82 g/cm3,弹性模量44 GPa.细胞毒件实验所用L-929细胞由中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库提供.溶血实验所用血取自成年雄性新西兰大白兔.方法:将Mg-Zn合金浸提液稀释成100%,50%,10%,加入96孔板里培养L-929细胞,并设单纯的DMEM培养液为阴性对照组,加入0.64%苯酚的DMEM培养液为阳性对照组.主要观察指标:分别在第2,4,7天用MTT比色法定量测试材料对L-929细胞相对增殖率的影响,并根据ISO 10993-5:1999标准评估细胞毒性.应用倒置显微镜观察细胞培养2,4,7 d后形态和生长状况.按照ISO10993-4:2002标准,通过对材料与兔血红细胞在体外接触过程中,所致红细胞溶解和血红蛋白游离程度的测定,评价材料的体外溶血性.结果:随着培养时间的增加,细胞形态保持正常,数量明显增多,不同浓度镁锌浸提液中细胞生长形态与阴性对照并无明显差异.可降解镁锌合金对L-929细胞无明显毒性作用,毒性评价为0～1级.可降懈镁锌合金对血液的溶血率为3.4%,小于标准规定的5%,属于无溶血反应.结论:可降解镁锌合金无明显细胞毒性,细胞相容性较好.
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人血管生成素1和血管内皮生长因子165重组腺病毒载体构建及目的基因表达
目的:拟构建人血管生成素1和血管内皮生长因子165腺病毒载体,观察靶细胞转染后目的基因的表达水平.方法:通过RT-PCR方法克隆人Ang-1全长编码基因,PCR法以pcDNA3.0-VEGF165质粒为模板扩增VEGF165基因,分别将目的基因酶切连接到带有GFP标记的pTrack-CMV质粒上,构建重组质粒pTrack-CMV-Ang-1和pTrack-CMV-VEGF165,经PCR、酶切和测序鉴定后将其PmeI线性化与腺病毒质粒pAdeasy-1共转化BJ5183细菌,获得重组腺病毒载体pAdeasy-1-pTrack-CMV-Ang-1/VEGFl65,经Pad线性化后转染QBI-293A包装细胞,收获重组腺病毒Ad-Ang-1及Ad-VEGF165.结果:PCR、双酶切和测序鉴定结果证实成功构建pTrack-CMV-Ang-1/VEGF165重组转移质粒,Pmel线性化后重组腺病毒载体获得成功包装.脂质体转染QBI-293A细胞后光镜下可见由腺病毒引起的细胞圆缩、聚集呈菌落状的典型细胞病理性改变;荧光显微镜下可见绿色荧光蛋白的表达,且荧光强度随培养时间延长而逐渐增强;经多轮感染、扩增后,病毒效价可达(2.0～5.0)×1010 pfu/mL.转染48h后,293A细胞中的血管生成素1与血管内皮生长因子含量均明显提高(F=427.93,17.93,P＜0.05).结论:成功构建并获得了Ad-Ang-1及Ad-VEGF165重组腺病毒,血管生成素1与血管内皮生长因子165均能在靶细胞中有效表达.
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新生牛皮胶原蛋白海绵的制备及其体外细胞相容性
背景:现已证实,人肌腱、牛肌腱、鼠尾、猪皮、新生牛跟腱制备的胶原蛋白海绵有良好的细胞相容性.目的:采用新生牛皮提取胶原蛋白、制备生物医用胶原蛋白海绵,观察其与羔羊肾成纤维细胞的相容性.设计、时间及地点:对比观察实验,于2006-05/2007-02在西北民族大学生命科学与工程学院生物工程与技术国家民委重点实验室完成.材料:出生24 h内宰杀的新生尕里巴牛犊皮,岷县黑裘皮羔羊肾原代成纤维细胞.方法:取新生牛犊皮,经脱毛、胃蛋白酶+冰醋酸联合处理、盐析、透析、冻干后制备胶原蛋白海绵.将海绵与羔羊肾F3代成纤维细胞混悬液共培养,分别设胶原海绵材料组、阴性对照组(生理盐水)、阳性对照组(橡胶塞浸提液).主要观察指标:应用倒置相差显微镜及JVC数码摄像系统观察、拍摄与记录细胞形态、生长情况.培养20,35 d,对共培养物进行AO染色,观察细胞在胶原海绵中的增殖情况.培养65 d后制石蜡切片,行苏术精一伊红染色,观察细胞在胶原海绵中的生长情况.结果:阳性对照组细胞培养24 h细胞圆缩,不贴壁,3 d后伞部死亡.胶原海绵材料组与阴性对照组细胞形态均正常,细胞贴壁生长良好.随着培养时间的延长,海绵孔隙逐渐变小,细胞数量增加,形态变小,海绵外观从柔软、混浊变得挺拔、透明.AO染色显示培养20,35 d的胶原海绵-羔羊肾成纤维细胞共培养物中有大鼍细胞存在,并且在胶原蛋白空隙中有大量细胞成团簇状生长.苏木精-伊红染色显示有大量蓝色细胞核和新生的红色胶原纤维.结论:制备的新生牛皮胶原蛋白海绵对岷县黑裘皮羔羊肾成纤维细胞有良好的相容性.
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苦参碱醇质体的制备
背景:醇质体是一种新型脂质体,具有高变形性、高包封率的优点,能完整地透过皮肤,尤其适合作为外用给药和透皮给药载体.目的:制备苦参碱醇质体并评价其在大鼠皮肤中的在体抗炎活性.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-08/2008-03在中南大学卫生部肝胆肠外科研究中心实验室完成.材料:采用乙醇注入法与超声法结合制备苦参碱醇质体.方法:采用激光动态散射仪检测醇质体粒径;超速离心法检测包封率;采用反射分光光度仪检测苦参碱制剂在体抗炎活性.主要观察指标:苦参碱醇质体的粒径、包封率及大鼠在体皮肤的红斑指数变化.结果:苦参碱醇质体平均粒径为50～200 nm,粒径分布窄,包封率为40%～90%.空白醇质体的红斑指数变化与生理盐水溶液比较没有显著差异(P＞0.05),而水-乙醇溶液与空白醇质体或生理盐水溶液相比有显著性差异(P＜0.01).苦参碱醇质体与苦参碱非醇质体制剂相比能更快地消退红斑;空白醇质体既没有诱发红斑作用也没有抗炎活性.结论:苦参碱醇质体的平均粒径依赖于其组成,随乙醇体积分数增加而减小,随磷脂质量浓度增加而增加;而包封率随乙醇和磷脂水平增加而增加.空白醇质体作为皮肤传递载体在大鼠皮肤显示有良好的耐受性;苦参碱醇质体能增强苦参碱对在体大鼠皮肤诱发红斑的抗炎活性.
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双氯芬酸钠缓释胶囊对膝骨关节炎患者本体感觉的影响
背景:研究表明,膝骨关节炎患者关节本体感觉功能减退,而关节本体感觉在防止膝关节退行性疾病进展方面具有明显的作用.目的:观察非类固醇抗炎药双氯芬酸钠缓释胶囊对膝骨关节炎患者关节本体感觉的影响.设计、时间及地点:单一样本的自身对照观察,2007-06/2008-03上海市中医医院骨伤科门诊.对象:选择在上海市中医医院骨伤科门诊就诊的膝骨关节炎患者28例.方法:给予每例患者口服双氯芬酸钠缓释胶囊1粒/次,1次/d,连续服用4周.采用以患者为试验对象的自身对照试验方法,每例患者只观察1个患病关节.主要观察指标:治疗前、治疗4周后各采用Biodex System3型等速肌力测试训练系统测试关节位置觉和关节运动觉的变化.观察关节位置觉指标包括关节被动角度重现测量值及主动角度重现测量值;关节运动觉指标为被动运动阈值测量值.结果:①治疗4周后,28例患者的被动角度重现测量值及主动角度重现测量值与治疗前差异均无显著性意义(P＞0.05);但对于骨关节炎病变较轻,重建角度小于10°的患者,被动角度重现测量值及主动角度重现测量值显著低于治疗前(P＜0.05).②治疗4周后,28例患者的被动运动阈值测量值均显著低于治疗前(P＜0.05).结论:双氯芬酸钠缓释胶囊能改善膝骨关节炎患者的运动觉和缺陷较轻的位置觉.
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羧甲基壳聚糖/纳米胶原复合支架修复兔腓骨损伤
背景:研究证实,壳聚糖及其衍生物可作为骨损伤的填充材料以及骨组织工程支架材料,但壳聚糖降解缓慢且不可控制的特性限制了其在骨组织工程中广泛应用.目的:评估羧甲基壳聚糖/纳米胶原纤维复合支架对兔腓骨损伤的修复作用.设计、时间及地点随机分组设计、对照动物实验,于2007-06/2008-03在清华大学生物科学与技术系生物膜与膜生物工程国家重点实验室完成.材料以羧甲基壳聚糖和纳米胶原纤维为基础材料,模拟骨的结构设计制备了双层羧甲基壳聚糖/纳米胶原纤维复合支架.方法:选择成年新西兰大白兔10只,按随机数字表法分为3组,阴性对照组2只,壳聚糖支架组4只,复合支架组4只.制备兔腓骨10mm的损伤,分别以旷置缝合、植入壳聚糖支架、植入双层羧甲基壳聚糖/纳米胶原纤维复合支架处理各组.主要观察指标:扫描电镜观察支架微观形貌.术后12周,检测损伤部位的再生情况,以四环素荧光和Von Kossa染色检测实验动物骨损伤部位新生骨钙化情况.结果:10只兔均进入结果分析.①扫描电镜观察到外层致密光滑的壳聚糖膜和多孔的中心区域,多孔区域有大量纳米胶原纤维网络结构填充.其孔径分布的峰值为60～100 μm,孔隙率大于85%.②手术后12周,不脱钙切片的四环素染色,可发现阴性对照组两个断端间还没有连上,依旧以游离端存在.复合支架组移植物中形成多个大的钙化岛,其中心网状材料已经大部分降解,钙化岛分布在整个支架的内部区域;而壳聚糖支架组,材料基本没有降解,未见钙化区域.③Von Kossa银染色显示,复合支架组动物骨损伤的中心区域,出现染成黑色的钙化区,中间夹杂着中性红复染的骨组织细胞.壳聚糖支架组动物没有明显的钙化区,多为组织细胞充斥在材料的孔隙中,可见材料基本没有降解.结论:双层羧甲基壳聚糖,纳米胶原纤维复合支架植入动物体内12周后,未见明显的炎症反应和坏死,降解明显,能够促进骨修复,是很有前景的骨组织工程用支架材料.
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种植自体尿道上皮细胞的生物可降解非编织网状尿道内支架修复战伤性尿道狭窄
背景:利用人工合成牛物可降解材料制备组织工程化尿道支架修复尿道狭窄有广泛临床应用前景.目的:观察种植自体尿道上皮细胞的生物可降解非编织网状尿道内支架修复战伤性尿道狭窄的效果及实用性.设计、时间及地点:随机对照动物体内实验,于2006-03/2007-03在解放军总医院试验动物中心完成.材料:钳取兔自体尿道黏膜组织,体外培养尿道上皮细胞,种植于L型聚乳酸为原料制各的生物可降解非编织网状尿道内支架上.方法:将成年新两兰雄兔28只随机分成2组,尿道内支架置入组建立战伤性尿道狭窄模型,然后切除狭窄瘢痕组织,置入植细胞的尿道内支架;正常对照组不造模,仅手术,不置入支架.主要观察指标:尿道镜和尿道造影观察支架及尿道通畅情况;尿流动力学检测观察排尿情况;苏木精-伊红染色观察细胞生长及组织相容性.结果:培养的尿路上皮细胞在尿道支架上生长、增殖状态良好,具有较好的组织相容性.植细胞支架置入后,无排尿困难和其他并发症.尿道镜、逆行尿道造影检查发现狭窄段尿道通畅;两组尿流动力学检测结果无显著性差异;组织学观察证实支架置入部位尿道能完全上皮化.结论:植自体尿路上皮细胞的可降解的非编织网状尿道内支架能成功修复爆震伤性狭窄段尿道,无并发症,具有临床可行性.
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纳米羟基磷灰石-聚羟基丁酸戊酯/聚乙二醇人工骨对骨缺损修复的作用
背景:为改善羟基磷灰石强度低、韧性差的缺点,尝试将具有良好机械性能的聚羟基丁酸戊酯和高亲水性材料聚乙二醇与之共混制备复合材料.目的:评价纳米羟基磷灰石-聚羟基丁酸戊酯/聚乙二醇(Nano-HA-PHBV/PEG)人工骨对骨缺损的修复作用,并与单纯纳米羟基磷灰石人工骨相比较.设计、时间及地点:对比分析,体内动物实验,于2007-06/2008-05在南方医科大学珠江医院中心实验室及生物力学实验室完成.材料:自制纳米羟基磷灰石人工骨和Nano-HA-PHBV/PEG人工骨.方法:将30只新西兰兔双侧桡骨中段制成15 mm节段性骨缺损,左侧植入Nano-HA-PHBV/PEG人工骨为实验组,右侧植入纳米羟基磷灰石人工骨为对照组.主要观察指标:X射线片观察骨缺损修复及材料降解情况:术后2,4,8,16,24周分别处死6只兔子取材,用骨密度测量仪测量缺损修复区骨密度;术后4,8,16,24周在骨密度测试结束后切取完整桡骨标本,行三点抗弯试验测量弯曲强度.结果:X射线显示4周后两组骨缺损处植入材料均有不同程度的降解,骨缺损处均有新骨形成;实验组新骨密度在材料植入8周后开始高于对照组(P＜0.05);16,24周时实验组桡骨弯曲强度高于对照组(P＜0.05).结论:Nano-HA-PHBV/PEG人工骨具有良好的成骨能力和生物相容性,其成骨能力优于单纯纳米羟基磷灰石人工骨.
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磷酸钙骨水泥与外源性神经生长因子复合移植修复免桡骨缺损
背景:磷酸钙骨水泥仅具有传导成骨作用,缺乏成骨因子.因此单独应用还难以满足临床需要,而复合生长因子后有可能改善其性能,使其成为理想的骨替代材料.目的:尝试将磷酸钙骨水泥和外源性神经生长因子复合,制各一种新型促进骨生长的人工骨材料,并观察其是否具有促进成骨的作用.设计、时间及地点:随机对照动物体内观察,于2006-05/2007-05在中南大学湘雅三医院中心实验室完成.材料:自制磷酸钙骨水泥,4℃下与神经生长因子复合制备磷酸钙骨水泥,神经牛长因子复合人工骨.方法:40只兔随机分成实验组和对照组2组,每组20只,制备右桡骨中段约1.5cm的骨缺损模型,实验组桡骨断端间填入神经生长因子/磷酸钙骨水泥复合人工骨,对照组填入单纯磷酸钙骨水泥.主要观察指标:术后2,3,4,8周4个时间点观察并取标本,应用X射线片,组织细胞形态学、扫描电镜及免疫组织化学染色等手段观察新骨形成的情况.结果:实验组2周见到新骨长入,4周骨缺损修复基本完成,材料被部分吸收,剩余材料与新骨结合紧密;而对照组成骨量明显少于实验组,而且成骨速度缓慢,材料本身吸收降解现象不明显.结论:磷酸钙骨水泥/神经生长因子复合物能促进骨组织生长,可作为一种新型人工骨材料修复骨缺损.
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藻酸钙凝胶复合骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨极量缺损
背景:课题组前期已经发现藻酸盐凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能在体内形成软骨,并能稳定分泌Ⅱ型胶原.目的:在前期工作的基础上,观察藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物修复大鼠颅骨极量缺损的效果.设计、时间及地点:配对对照观察实验,2004-01/2008-02在四川大学口腔疾病研究国家重点实验室完成.材料:将1.2%藻酸钠与骨髓间充质干细胞混匀后滴入氯化钙溶液,制备藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体.方法:SD大鼠24只,在其颅骨两侧各做一直径5 mm的极量全层骨缺损,随机植入藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体(实验侧)及无细胞的藻酸钙凝胶(对照侧).在术后4周和8周分别处死12只动物,取缺损植入处进行检测.主要观察指标:X射线检测成骨情况,苏木精-伊红染色及改良Masson三色染色观察组织学变化,透射电镜观察超微结构,同时进行Ⅰ型和Ⅲ型胶原免疫组织化学检测.结果:24只SD大鼠均进入结果分析.X射线榆测发现,与对照侧相比,实验侧缺损的边缘有明显钙化密度增高表现.组织学、免疫组织化学检测均显示藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物中形成的组织呈现出交织状骨组织学特征,新骨量多而且结构酷似成熟骨.结论:藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能用于修复颅骨极量骨缺损.
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海藻酸钠-明胶共混体系凝胶修复颅骨极限缺损过程中血清无机盐及碱性磷酸酶的变化
背景:将各种凝胶系统作为支架材料进行骨缺损的修复日益受到重视,同时在骨修复过程中需要选择相对准确又方便的检测方式,以明确体内成骨过程.目的:观察血清钙、磷和碱性磷酸酶浓度在可注射组织工程骨修复过程中的变化并对其作用进行初步探索.设计、时间及地点:观察性实验,于2007-10/2008-03在北京世纪坛医院、北京大学医学部组织胚胎学教研室进行.材料:分离培养兔成骨细胞,并引入海藻酸钠-明胶凝胶中构建细胞,支架材料复合体.方法:36只新西兰纯种大白兔随机分为实验组、对照组和空白组3组,所有动物颅骨制备直径1.5 cm的极限缺损.1周后实验组在缺损处植入自体细胞/支架材料复合体,对照组植入单纯海藻酸钠-明胶凝胶,空白组不予材料修复.主要观察指标:苏木精-伊红染色和Mallory三色染色观察观察骨组织的形成修复情况;于不同时间点抽取各组兔静脉血,统一条件下使用生化仪检测血清中钙、磷及碱性磷酸酶水平并做配对比较.结果:实验组的血清碱性磷酸酶高峰出现得比其他2组早,且其高峰值高于对照组和空白组(P＜0.05),并维持在一个较高的水平,随着修复的完成逐渐降低,到骨缺损后10周时接近正常值.术后2周,各组血钙均有不同程度升高,而血磷有所降低,但组间无显著性差异;术后4,8周,实验组血钙降低,血磷升高,较其他2组钙、磷沉积高峰提前出现(P＜0.05).组织学结果也证实了以上各时间段骨愈合情况.结论:在利用凝胶可注射组织工程骨修复兔颅骨极限骨缺损的过程中,血清钙、磷及碱性磷酸酶活性在不同的阶段有所差异,可以反映体内成骨过程,并且可能在骨缺损的修复与成骨这一过程中参与调节作用.
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新型组织工程化骨磷酸钙骨水泥/聚乳酸-聚羟基乙酸复合骨髓间充质干细胞修复兔桡骨缺损
背景:前期已成功制备磷酸钙骨水泥/聚乳酸-聚羟基乙酸(calcium phosphate oements/PLGA,CPC/PLGA)生物复合材料,并证实其具有良好的机械强度和生物相容性.目的:进一步验证CPC/PLGA复合骨髓间充质干细胞作为一种新型组织工程化骨材料修复骨缺损的可行性.设计、时间及地点:随机对照动物体内观察,于2004 01/2005 12在中南大学湘雅三医院中心实验室完成.材料:自制CPC/PLGA支架材料,与兔骨髓间充质干细胞复合培养制备组织工程骨.方法:日本大耳白兔40只,制备桡骨骨缺损模型后随机分成4组,于骨缺损处分别植入组织工程骨、CPC/PLGA复合材料、复合了种子细胞的磷酸钙骨水泥及单纯磷酸钙骨水泥.主要观察指标:经不同时间的X射线片、组织形态学及电镜观察,了解各组材料的成骨作用.结果:X射线照片显示组织工程骨组不同时间新骨形成的量均优于其他组,其骨缺损修复的方式和速度均优于其他组;组织学观察到组织工程骨组的成骨细胞及骨小梁出现均早于其他组:电镜结果表明,与其他组相比较,组织工程骨组的成骨速度较快.结论:种植了骨髓基质干细胞的CPC/PLGA复合物能促进骨组织生长,有望作为一种新型人工骨材料修复骨缺损.
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超临界流体技术复合人工骨生物替代材料修复腔隙性骨缺损
背景:复合材料是目前骨组织工程研究的热点之一.通过两类材料的复合,取长补短,使之具有更好的骨传导功能.目的:通过超临界流体技术将聚乳酸和同种异体骨粉合成复合型骨替代生物材料置入骨缺损模型,检测其成骨能力.设计、时间及地点:观察性实验,于2005-12/2006-06在南方医科大学组织工程实验室和山西省医用组织库完成.材料:20只家兔由南方医科大学动物实验中心提供.新鲜健康成人尸体股骨干标本由山西省医用组织库提供.聚乳酸粉末由山东医疗器械研究所提供.方法:首先将同种异体皮质骨粉与聚乳酸在超临界二氧化碳作用下复合成多孔骨生物替代材料.将家兔左侧股骨远端造成1.5 cm×1.0 cm×0.6 cm大小的骨缺损,植入复合材料.主要观察指标:于植入后2,4,8,12周取股骨远端植入材料区,进行大体观察、X射线榆查、组织学检查和扫描电镜检查.结果:实验第2周取材时大体观察已经接近皮质骨强度,第4周电镜观察见材料内部出现成骨细胞,第8周时X射线检查骨缺损基本已经被完全修复,第12周组织学观察材料内部软骨基质钙化,已经形成编织骨,且部分成骨小梁样结构.结论:采用聚乳酸和同种异体骨粉制备出的复合材料生物相容性良好,修复骨缺损能力良好,可以做为骨组织替代材料.
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血管内皮生长因子对珊瑚人工骨材料成骨作用的影响
背景:人工骨材料在大块骨缺损中常常无法发挥成骨作用,研究表明如果存在血供不足,骨缺损难以愈合.目的:了解血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)质粒转染细胞对珊瑚人工骨材料成骨作用的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2004-08/2007-06在德国海德堡大学附属骨科医院实验室完成.材料:应用6～9月龄雌性新两兰白兔24只制备桡骨骨缺损模型,并随机分为4组;自兔的骨髓分离培养骨髓基质干细胞,传代培养扩增:通过EndoFree Plasmid Giga试剂盒扩增pVEGF165和pCR3.1的质粒.方法:将pVEGFl65或pCR3.1质粒转染骨髓基质干细胞,将含有VEGF基凼的质粒和VEGF基因重组的骨髓基质干细胞分别载入珊瑚人工骨材料,然后植入2组模型兔桡骨干中段15mm的骨缺损内,另外2组植入载空白质粒或空白质粒转染的骨髓基质干细胞的珊瑚人工骨材料.主要观察指标:实验动物桡骨骨缺损内人工骨材科吸收速度,血管数日以及新形成的骨量.结果:VEGF重组的骨髓基质干细胞分泌足量VEGF超过1周;血管计数发现VEGF质粒和骨髓基质干细胞能促进血管生成,但体外转染VEGF的细胞疗效更显著:VEGF质粒或其转染的骨髓基质干细胞对珊瑚人工骨材料的吸收具有促进作用.结论:VEGF基因重组的细胞能够持续表达高于正常水平的VEGF,并且能够在一定程度上促进人工骨材料的吸收.
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软骨细胞复合胶原/壳聚槲/β-磷酸三钙层状梯度修复体的体外培养
背景:关节软骨缺损的修复涉及到软骨和软骨下骨的双重修复,需要将骨与软骨组织工程结合起来,构建骨软骨双层支架,或者在同一支架上构建组织工程化骨软骨.目的:观察胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体对软骨细胞的吸附作用及对细胞生物学性状的影响,评价其作为关节软骨工程支架的可行性.时间及地点:体外细胞学实验,于2007-12/2008-06在广东省构建与榆测实验室进行.材料:以胶原、壳聚糖、β-磷酸三钙制备复合支架,上层以胶原/壳聚糖为主,下层以胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙为主,孔隙率≥90%,孔径100 μm.方法:体外培养新西兰大白兔软骨细胞并成骨诱导3周,使之吸附于多孔胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体上三维立体培养3周.主要观察指标:通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测支架在三维立体培养对软骨细胞的表型、增殖及功能的影响.结果:修复体/细胞体外培养3周,修复体上细胞数量明显增多,并分泌细胞基质,包裹在软骨细胞周围,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性.结论:胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体的细胞相容性良好,有望成为一种比较理想的关节软骨组织工程支架材料.
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壳聚糖在药物剂型中的应用
壳聚镛来源丰富,具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒性、成膜性和极强的可塑性,已经作为高分子材料,广泛用于药物剂型中.利用壳聚糖制各的缓释制剂可以提高药物安全性、有效性及可靠性,可以调整药物释放速率,减少给药次数.壳聚糖及其衍生物是很好的靶向制剂载体,已被广泛应用于靶向给药系统的研究,可以有效提高药物在靶点的作用,减少给药量,避免药物在到达靶点前被降解,使药物在其他部位的毒副作用降低.壳聚糖作为药物载体虽然由其独特的优势,但在生产和应用上还有不少问题,目前常用戊二醛作为化学交联剂而制备壳聚糖微球,但是戊二醛对蛋白质等生物活件药物的伤害极大,并且对人体也有害,而用离子交联方法制备的微球极不稳定.因此,目前人们研究的重点在于对壳聚糖进行改性,进一步提高其载药能力.
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生物医用纳米羟基磷灰石的性质及其制备
羟基磷灰石是动物和人体骨骼的主要无机矿物成分,当羟基磷灰石的尺寸达到纳米级时将表现出一系列的独特性能.纳米羟基磷灰石既有纳米材料的特性,又有良好的生物相容性,在生物医学领域具有非常广阔的应用前景.文章介绍了纳米羟基磷灰石的历史发展、结构特性及制备方法.对纳米羟基磷灰石的发展前景进行了展望.指出:纳米羟基磷灰石的大批量工业化低成本制备尚存在一定困难,工业化设备的研发将是下一步研究的重点.此外,通过复合技术和涂层技术有望解决医用纳米羟基磷灰石材料的脆性问题.
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血液透析膜材料的生物相容性评价
血液透析是终末期肾病患者的主要替代疗法.透析膜是透析器的主要构成部分,透析膜的理化特性决定着透析效果,透析膜的生物相容性直接关系到血液透析患者的生活质量与生存率.随着医学与相关学科技术的发展,透析膜的透析效果、生物相容性逐步提高,血液透析膜的发展已有了长足的进步,但目前的肾替代治疗仍足不完全的,也是非生理性的.如何进一步提供更完全的肾替代治疗,进一步改善肾衰竭患者的远期预后,还有待进一步的深入研究.
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磁性高分子微球性质及其在固定化酶中的应用
磁性高分子微球是近发展起来的一种新型功能高分子材料,它是有机-无机纳米复合粒子,不但可通过共聚、表面改性等化学反应方法在微球表面引入多种反应性功能基团,结合酶、细胞、抗体等生物活性物质,还可对外加磁场表现出强烈的磁响应性,现作为酶、细胞、药物等的载体被广泛应用到了生物工程、细胞学和生物医学等领域.文章介绍了磁性高分子微球的制备方法及性质,重点讨论了其作为载体用于酶的固定化研究,对各种固定化酶的方法进行了比较分析,并指出了该领域今后的研究方向.
