固态胶原基材料在医疗器械中的应用

背景:胶原蛋白是细胞外基质的主要构成成分,具有稳定的三螺旋结构特性、良好的生物学特性和可加工性,是一种理想的生物医用材料,已被广泛应用于医疗器械领域。目的:分析固态胶原基材料的主要产品形态、技术特点、制备工艺和临床应用。方法:应用计算机检索PubMed和中国知网数据库收录的有关固态胶原基材料在医疗器械领域应用的研究,英文检索词为“collagen,collagen sponge,collagen membrane,collagen powder,collagen gel,decellularized extracellular martix,medical device,clinical application”,中文检索词为“胶原,胶原海绵,胶原膜,胶原粉,胶原凝胶,脱细胞基质,医疗器械,临床应用”。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留质量和相关性较高的92篇文献进行综述。结果与结论:以动物源来源固态胶原基材料作为医疗器械制备材料,已在原料提取、制备工艺及临床应用等方面取得显著进展,海洋生物胶原和重组胶原增加了胶原来源的可选择性。固态胶原基医疗器械产品类型丰富,制备方法多样,其中交联改性是提升材料性能的重要途径,值得被深入研究。在产品开发思路上,固态胶原基医疗器械产品研究正朝着立体化和仿生化方向发展,与其他生物材料、药物复合的研究也展现出巨大潜力。尽管国内已有不少胶原基医疗器械应用于临床,但在人工皮肤、软骨修复和神经损伤修复等领域的产品开发仍显不足,需在技术和产业化上进一步突破与创新。

饮食干预对碘乙酸所致大鼠骨性关节炎的辅助改善作用研究

目的:观察饮食干预对碘乙酸诱导的大鼠骨性关节炎模型的辅助改善作用。方法:32只雄性SD大鼠按体重随机分为4组。除正常对照组(NG)外,其余各组给予高脂饲料,碘乙酸注射法建立骨性关节炎模型。连续饲养4周后,将饮食干预组(DIG)大鼠给予普通饲料,模型对照组(MG)与药物治疗组(DTG)仍给予高脂饲料; DTG与DIG膝关节腔内注射透明质酸钠,连续4周。每周称量大鼠体重;检测各组大鼠空腹血脂水平、膝关节影像学与病理学变化、血清MMP-13、Aggrecan、Col II的含量。结果:相比于NG,MG、DTG与DIG的体重增长较快;造模4周后,血清TC均有差异(P <0. 05),DTG与DIG血清TG均有差异(P <0. 05);饮食干预4周后,相比于DTG,DIG大鼠体重、血清MMP-13含量显著下降(P <0. 05),Col-II、Aggrean含量显著升高(P <0. 05),膝关节影像学上损伤与光镜下病理改变均得到有效改善。结论:饮食干预对碘乙酸诱导的大鼠骨性关节炎有较好的辅助治疗作用。

饮食对肥胖大鼠骨关节炎的辅助治疗干预作用研究

目的探讨饮食护理对肥胖大鼠骨关节炎(OA)大鼠行为学、脂代谢、关节形态及软骨中内脂素的作用。方法90只雄性SD大鼠随机分为六组,除正常组及OA模型组外,其余各组给予高脂高糖饲料,以内侧半月板切除和前交叉韧带切断的Hulth法建立骨性关节炎模型,将饮食护理组给予脱脂饲料,同时关节腔注射玻璃酸钠进行治疗;无护理组仅进行玻璃酸钠治疗。肥胖模型组及肥胖OA模型组在OA模型成功建立的基础上仍给予高脂高糖饲料,连续12周。饮食干预12周后,对各组大鼠称重并量取体长,计算身体质量指数(BMI);检测大鼠自主活动、抓力、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)水平;观察大鼠膝关节软骨组织形态学变化,检测Visfatin血清含量水平及软骨组织Visfatin的蛋白表达。结果饮食护理组大鼠的体重、BMI、血清TC、TG、LDL-C、Visfatin含量水平及膝关节软骨组织Visfatin蛋白表达显著低于肥胖OA模型组;血清HDL-C含量水平、活动次数、抓力显著高于肥胖OA模型组。饮食护理组光镜下幼稚软骨细胞形态正常,损伤脱失明显改善。结论饮食干预对肥胖OA大鼠骨性关节炎具有保护作用,该作用可能与降低软骨组织visfatin蛋白表达水平,改善OA大鼠脂代谢有关。

益气活血方改善血糖波动型GK大鼠肾损伤的机制

目的探讨益气活血方是否通过TGF⁃β1/miR⁃21/PTEN/Akt信号通路改善血糖波动造成的糖尿病肾病损伤。方法将6只雄性Wistar大鼠作为正常组,通过上下午定时对GK大鼠注射葡萄糖和胰岛素制备血糖波动模型,将造模成功的GK大鼠随机分为模型组、缬沙坦组及益气活血方组。每周称量1次大鼠体质量,测量1次空腹血糖,给药8周后上代谢笼收集尿液,检测尿肌酐和24 h尿蛋白排泄率,颌下静脉采血,检测血清尿素氮、尿酸、总胆固醇、甘油三酯等指标。麻醉处死大鼠,取双肾称定质量,计算脏器指数。将单侧肾置于4%多聚甲醛保存,HE、PAS染色观察病理变化;另一单侧肾用于miR⁃21基因表达及TGF⁃β1(转化生长因子⁃β1)、PTEN(张力蛋白同源的磷酸酯酶基因)、P⁃Akt(磷酸化蛋白激酶B)蛋白表达检测。结果与模型组比较,益气活血方组的空腹血糖、尿肌酐、24 h尿蛋白排泄率、尿素氮、尿酸、总胆固醇、甘油三酯、肾脏指数、miR⁃21、TGF⁃β1及P⁃Akt表达均降低(P<0.05,P<0.01),PTEN表达升高(P<0.05),肾小球萎缩、基底膜增厚、细胞外基质积聚、系膜扩张及细胞形态改变均明显改善。结论益气活血方可能通过TGF⁃β1/miR⁃21/PTEN/Akt信号通路改善血糖波动造成的糖尿病肾病损伤。

胶原蛋白产业现状及其发展趋势的研究

胶原蛋白(collagen)是一种白色、无支链的纤维状蛋白,是细胞外间质蛋白质的主要成分,占人体总蛋白质的25%-30%。胶原蛋白由三条多肽链组成,每一条多肽链都是左手螺旋构型,三条左手螺旋链相互缠绕成右手螺旋结构。胶原蛋白的螺旋区域是由(Gly-X-Y)n重复排列的三聚体结构组成,Gly即为甘氨酸,X通常是脯氨酸较多,Y通常是羟脯氨酸较多,该结构可以确保胶原蛋白良好的稳定性。

淫羊藿苷对H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞氧化损伤的保护作用及其机制

目的探究淫羊藿苷(icariin,ICA)对H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞氧化损伤的保护作用及相关机制。方法分离SD新生大鼠软骨细胞,随机分为对照组、H_(2)O_(2)模型组、ICA低剂量组、ICA中剂量组、ICA高剂量组;采用CCK8法检测各组细胞增殖能力的变化;采用ELISA试剂盒检测各组细胞中活性氧(reactive oxygen,ROS)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、过氧化氢酶(catalase,CAT)以及谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)的表达情况;流式细胞术检测各组细胞周期情况,并计算增殖指数(proliferation index,PI);Hoechst染色观察各组细胞核凋亡情况;分别采用荧光定量PCR(qRT-PCR)和Western blotting检测凋亡相关因子及Nrf2/HO-1通路的表达情况。结果与对照组相比,H_(2)O_(2)模型组细胞增殖能力降低,ROS、MDA含量升高,SOD、CAT及GSH-Px含量下降,细胞凋亡情况加重;经ICA干预后,软骨细胞的增殖能力上升,ROS、MDA含量下降,SOD、CAT及GSH-Px含量增加,并且ICA能够有效抑制软骨细胞凋亡,上调Nrf2和HO-1蛋白的表达。结论ICA对H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞氧化损伤具有保护作用,能够抑制软骨细胞凋亡,其机制跟Nrf2/HO-1信号通路有关。

丹参酮ⅡA抑制PI3K/AKT/NF-κB通路对炎性软骨细胞的保护作用

目的研究丹参酮ⅡA对IL^(-1)β诱导炎性软骨细胞的保护作用及PI3K/AKT/NF-κB通路的影响。方法取SD大鼠10只,分离培养软骨细胞,分为正常组、丹参酮ⅡA(6.25,12.5,25,50μmol·L^(-1))剂量组,培养24 h后CCK8法检测软骨细胞增殖情况。另取软骨细胞分为正常组、IL^(-1)β(10 ng·mL^(-1))组和IL^(-1)β+丹参酮ⅡA(6.25,12.5,25,50μmol·L^(-1))组共6组,IL^(-1)β与丹参酮ⅡA共培养24 h。CCK8检测细胞增殖情况,ELISA法检测软骨细胞TNF-α、IL-6、PGE2、NO的含量水平。qRT-PCR和Western blotting检测软骨细胞iNOS、COX-2、collagen-Ⅱ、aggrecan、MMP-13、ADAMTS-5的mRNA和蛋白表达水平及PI3K/AKT/NF-κB通路蛋白表达水平。结果对于正常软骨细胞,给予(12.5,25,50μmol·L^(-1))丹参酮ⅡA干预24 h可增加细胞增殖;对于IL^(-1)β诱导的炎性软骨细胞,与IL^(-1)β组相比,丹参酮ⅡA(25,50μmol·L^(-1))可增加细胞增殖(P<0.01)。IL^(-1)β+丹参酮ⅡA(12.5μmol·L^(-1))组IL-6、PGE2、NO含量,COX-2、ADAMTS-5的mRNA表达及ADAMTS-5蛋白表达水平显著下降(P<0.05或P<0.01),aggrecan蛋白表达水平上升(P<0.05);IL^(-1)β+丹参酮ⅡA(25,50μmol·L^(-1))组TNF-α、IL-6、PGE2、NO含量,iNOS、COX-2、MMP-13、ADAMTS-5的mRNA及蛋白表达,p-PI3K、p-AKT及p-P65蛋白表达水平显著下降(P<0.05或P<0.01),collagen-II、aggrecan蛋白表达水平显著上升(P<0.05或P<0.01)。结论丹参酮ⅡA可有效保护IL^(-1)β诱导的炎性软骨细胞,可通过促进软骨细胞增殖,抑制炎症反应,抑制PI3K/AKT/NF-κB通路,发挥保护作用。