可注射海藻酸钙水凝胶的制备研究

海藻酸钙水凝胶因其良好的生物相容性广泛应用于组织工程支架材料的研究。以海藻酸钠(SA),碳酸钙,葡萄糖酸内酯(GDL)为原料,通过原位相转变制备可注射凝胶,用于软骨组织微创修复材料的研究。测定了单一变量条件下不同海藻酸钠浓度、f值(钙离子与羧基的摩尔比)及n值(葡萄糖酸内酯与钙离子的摩尔比)对海藻酸凝胶力学强度、溶胀率、浸提液pH值等的影响,从而获得各组分最适的配比;另外,通过原位接种软骨细胞,研究了软骨细胞在凝胶中的生长行为。综合海藻酸钙凝胶性能,最终确定海藻酸钠浓度为2.5%、f=0.5及n=0.6为最佳配比;细胞培养结果表明软骨细胞在凝胶中具有较高的活性且维持了其软骨细胞形态,证实了研究制得的海藻酸钙水凝胶是一种优良的可注射软骨组织工程支架材料。

新型纳米羟基磷灰石的制备及其在生物医学领域的应用前景

介绍了各种生物化学方法如荧光素法、稀土元素掺杂法、量子点标记法等修饰纳米羟基磷灰石的技术,并着重阐述了生物化学修饰后的纳米羟基磷灰石在骨组织、抗肿瘤及药物载体方面的应用及其优势。相信随着研究的深入,对新型纳米羟基磷灰石性能的了解会越来越多,其用途也会越来越广泛。

壳寡糖对Hela细胞cyclin D1、bcl-xl和bcl-2 mRNA表达的影响

背景:研究表明壳寡糖具有抗肿瘤作用,但壳寡糖对cyclin D1、bcl-2和bcl-xl影响机制尚不清楚。目的:观察壳寡糖抑制Hela细胞生长的作用,以及对细胞内cyclin D1、bcl-xl和bcl-2 mRNA表达的影响。方法:壳寡糖(0.1,0.5,1,2,5g/L)刺激Hela细胞后,CCK8实验检测其对细胞生长的影响;运用实时荧光定量PCR方法在分子水平检测cyclin D1、bcl-xl和bcl-2 mRNA在细胞中的表达情况。结果与结论:壳寡糖可抑制Hela细胞的生长;随着壳寡糖的质量浓度由0.1g/L增加至2g/L,壳寡糖抑制cyclin D1,bcl-2,bcl-xl基因表达的作用也逐渐增强,在2g/L时作用最强,但质量浓度过高时(5g/L)抑制作用反而有所减弱。结果表明壳寡糖的抗肿瘤作用可能通过两方面进行:一方面壳寡糖可以抑制与细胞周期有关的cyclin D1 mRNA表达以抑制肿瘤细胞的增殖;另一方面壳寡糖可以抑制抗凋亡蛋白Bcl-2和bcl-xl mRNA的表达以促进肿瘤细胞的凋亡;且对前者的作用强于后者。

壳寡糖对UCB-MSC细胞cyclinD1和RUNX2 mRNA表达的影响

以脐血来源的间充质干细胞(UCB-MSC)为研究对象,应用MTT方法观测壳寡糖对细胞增殖的影响,荧光定量PCR技术研究壳寡糖对细胞周期蛋白cyclinD1和骨特异转录因子RUNX2 mRNA表达的调控。结果显示壳寡糖还可促进脐血间充质干细胞增殖,且浓度为300μg/ml的壳寡糖作用最为显著。同时荧光定量PCR结果说明壳寡糖上调cyclin D1和RUNX2基因表达,即一方面壳寡糖通过提高cyclin D1的水平促进脐血间充质干细胞的增殖,另一方面其可通过上调RUNX2的表达促进细胞向成骨细胞分化。

壳寡糖通过降低线粒体膜电位促进A549细胞凋亡

壳寡糖(chitooligosaccharides,COS)分子量小,可溶性好,具有抗肿瘤等多种生物活性。以人肺腺癌A549细胞系为研究对象,探究COS对A549细胞线粒体膜电位、细胞生长与死亡的影响。MTT结果表明COS浓度越高,刺激时间越长,其对A549细胞生长的抑制作用越明显;流式细胞仪检测结果显示,1mg/mL的COS明显地降低了细胞线粒体膜电位水平;活死细胞荧光染色实验表明,COS组死亡细胞比率提高,与对照组相比具有显著性差异。结果提示,COS可能通过降低线粒体的膜电位而促进A549细胞凋亡。

海藻酸钙凝胶对牙本质小管封闭作用的实验研究

为治疗牙本质过敏症,研究了海藻酸钙对牙本质小管的封闭作用及矿化效果。以海藻酸钠(SA),碳酸钙,葡萄糖酸内酯(GDL)为原料,在牙本质上通过原位相转变制备海藻酸钙(CA)凝胶。测定了单一变量条件下不同海藻酸钠浓度、f值(钙离子与羧基的摩尔比)及n值(葡萄糖酸内酯与钙离子的摩尔比)对海藻酸钙凝胶的凝胶化时间和浸提液pH值的影响。扫描电镜观察海藻酸钠混合液处理前后牙本质微观形貌改变,并对封闭后牙本质小管进行了矿化研究。结果表明海藻酸钠浓度为2.5%、f=0.5及n=0.6为最佳配比。海藻酸钠处理后,开放的牙本质小管明显变小或封闭,显示海藻酸钠溶液可进入牙本质小管形成凝胶,并封闭牙本质小管。矿化后凝胶表面呈致密的矿化层,XRD分析为单一的高结晶羟基磷灰石,CA凝胶有利于诱导高结晶度HA的生成,为继续探索牙本质的仿生矿化提供新思路。

壳聚糖/聚乳酸复合膜的制备及其生物学行为研究

目的探讨壳聚糖(CS)/聚乳酸(PLLA)复合膜的制备方法及其生物学行为。方法通过溶液浇铸法制备不同浓度的纯CS膜,分别浸泡入不同浓度的聚乳酸(PLLA)二氯甲烷溶液中,获得CS/PLLA复合膜。比较纯CS膜、CS/PLLA复合膜表面亲疏水性、形貌结构及细胞生长行为等。结果 (1)纯CS膜表面光滑,与PLLA复合后呈现出蜂窝状形貌,其中与质量分数6%PLLA复合膜具有规整的拓扑结构;(2)CS/PLLA复合膜接触角明显大于纯CS膜(P<0.01);(3)CS/PLLA复合膜表面的拓扑结构促进前体成骨细胞粘附、伸展及增殖;(4)纯CS膜形成大量无规则的块状矿物质沉积,而CS/PLLA复合膜可见规则的纳米棒状矿物质沿着孔洞内壁长出,并随矿化时间延长膜表面形成疏松的纳米矿化层。结论制备的CS/PLLA复合膜有望成为良好的骨再生诱导材料。

虫草素对人骨肉瘤细胞株MG63增殖及凋亡的影响

目的研究不同浓度虫草素对人骨肉瘤细胞株MG63增殖与凋亡的影响。方法不同浓度虫草素作用于MG63细胞48 h后,倒置显微镜观察细胞形态变化,MTS法检测虫草素对MG63细胞增殖活性的影响,流式细胞术检测虫草素对MG63细胞周期和凋亡的作用,Hoechst 33342染色和Western blot检测虫草素对骨肉瘤细胞凋亡的影响。结果虫草素对人骨肉瘤细胞增殖有显著抑制作用,且呈浓度和时间依赖性。流式细胞术结果显示该细胞被阻滞在S期和G_2/M期(P<0.05),同时虫草素可引起MG63细胞早期凋亡(P<0.05)。Western blot结果显示,随虫草素浓度增加,Bcl-2蛋白表达下调,而Bax蛋白表达上调,且各实验组均出现蛋白分子量为89 k D的PARP裂解条带。结论虫草素通过下调MG63细胞中凋亡抑制蛋白Bcl-2并上调促凋亡蛋白Bax表达,同时阻滞细胞周期进展,促进早期凋亡。

聚乳酸羟基乙酸多元复合支架的仿生制备及其在骨缺损修复中的应用

目的制备聚乳酸羟基乙酸(PLGA)多元复合支架并观察骨缺损修复的效果。方法采用模拟体液矿化法对自组装修饰后PLGA多孔支架进行仿生矿化,分别采用扫描电镜、组织化学染色、能谱仪、X射线衍射仪和傅立叶红外光谱仪分析多元复合支架形貌、元素组成、晶相组成及红外结构。通过大鼠股骨缺损模型观察该材料的骨缺损修复效果。结果扫描电镜及茜素红染色显示自组装修饰后PLGA支架内有大量均匀的纳米矿物质生成;该矿物质主要成分为羟基磷灰石,接近天然骨无机质中的钙磷盐比。动物实验发现该材料具有良好的骨诱导活性,促进骨缺损修复。结论纳米羟基磷灰石沉积的PLGA多元复合支架具有良好的骨缺损修复效果。

多级开孔壳聚糖海绵的细胞行为分析

使用冰滴为致孔剂制备表面大孔、内部孔洞相连的新型壳聚糖(HPCS)支架,将其与聚乳酸复合制备出三维蜂窝状孔洞结构的复合支架(THCP)。对HPCS和THCP进行了表面形貌、力学性能、细胞相容性等方面的表征,并与常规冻干法所制备的壳聚糖(CS)海绵进行了对比。结果表明,在HPCS海绵表面均匀分布着大而开放的孔洞,大孔内部形成相互贯通的小孔,在THCP复合海绵内部形成了相互贯通的蜂窝状结构。THCP支架的力学强度比纯壳聚糖支架有明显的提高,其细胞活性及细胞增殖指数等都明显优于HPCS及CS海绵。因此,对壳聚糖拓扑结构的这种设计不仅弥补了常规冻干支架的缺陷,提高了细胞相容性,还将表面图案化改性应用延伸到了三维尺度。

载荷壳聚糖微球的海藻酸钠水凝胶的制备

目的:在支架材料上引入具有控释行为的微球,旨在通过微球包裹生长因子,通过生长因子的缓慢释放从而促进种子细胞的生长分化。方法:本实验通过在海藻酸钠水凝胶中负载具有控释功能的壳聚糖微球,并通过在微球中包载溶菌酶从而达到控制壳聚糖降解速率的功效。实验研究了不同搅拌速度下壳聚糖微球的形貌及粒径大小,通过扫描电镜对壳聚糖微球及复合支架的形貌进行了观察,通过紫外光吸收法测试了微球的载药量及包封率,并研究了壳聚糖微球在体外的降解行为等。结果:制备的壳聚糖微球表面较光滑,溶菌酶的包封率在25.78%-41.89%之间,载药量在15.20%-24.44%之间。包封溶菌酶的微胶囊在降解9天后壳聚糖分子量下降了70.40%,载荷微球的复合凝胶孔洞增多,孔洞大小均匀。结论:此复合材料有望作为载荷软骨相关生长因子的支架模型,从而解决软骨组织工程中种子细胞匮乏的问题。

Sol-gel原位相转变矿化制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架材料

为了模拟天然骨组织的结构和成分,以羟基磷灰石(HA)为钙磷源,以壳聚糖(CS)为大分子基质材料,在酸性环境中形成均相溶液,通过Sol-gel相转变矿化方法和陈化处理,原位构建了纳米HA/CS复合多孔支架材料,研究了共沉积时体系的pH值和陈化时间对支架压缩强度、晶相组成及形貌等的影响。结果表明体系pH为10和11时,支架的力学强度远高于未矿化壳聚糖支架强度,但是随着体系pH的升高强度逐渐下降。XRD分析结果表明陈化处理有利于磷酸钙盐向HA转化,随着陈化时间的延长,纳米HA沿c轴择优生长。SEM观察显示支架材料具有相互贯穿的多孔结构,纳米级的短棒状或颗粒状HA晶体颗粒均匀分散在孔壁上,随着陈化处理以及陈化时间的延长,形成致密的纳米无机/有机均匀复合体。这种快速深度矿化方法为骨支架材料的制备提供了新思路。

荧光定量PCR技术研究壳寡糖对A549细胞cyclin D1,bcl-xl和bcl-2 mRNA表达的影响

壳寡糖(Chitooligosaccharide,COS)是壳聚糖的水解产物,除具有抗菌、抗氧化、促细胞分化、促进骨折愈合等多种生物功能外,还具有抗肿瘤的作用,但其中作用机制还不清楚.以5种壳寡糖低聚物(壳二糖、壳三糖、壳四糖、壳五糖、壳六糖)为研究对象,通过荧光定量PCR技术,研究它们对A549细胞cyclinD1和bcl-2,bcl-xlmRNA表达的影响.结果显示在这5种低聚物中,壳六糖抑制A549细胞增殖的作用最为明显,同时壳六糖还下调cyclinD1和bcl-xlmRNA的表达,说明壳六糖可能通过两种不同的机制发挥其抗肿瘤特性:(1)壳六糖可以抑制CyclinD1水平,从而抑制肿瘤细胞的增殖;(2)壳六糖通过下调抗凋亡蛋白Bcl-xl的表达以促进肿瘤细胞的凋亡.

海藻酸钙水凝胶/聚乳酸复合材料的制备与性能

通过化学发泡-冷冻干燥-粒子滤出复合法制备聚乳酸(PLLA)大孔支架,然后在大孔内以海藻酸钠(SA)、碳酸钙、葡萄糖酸内酯(GDL)为原料,通过原位相转变制备海藻酸钙水凝胶/聚乳酸复合材料(CA/PLLA);分别利用SEM、压缩强度测试和细胞培养对CA/PLLA支架的形貌、力学性能及生物相容性进行了研究。结果表明:PLLA具有直径小于2mm、孔道相互连通的孔洞,且在大孔中能够形成均匀的CA。CA/PLLA复合材料的压缩强度(2.74MPa)远大于单一的海藻酸钙水凝胶的压缩强度(0.10MPa)。在CA/PLLA复合支架中,软骨细胞呈簇状圆形生长状态,与其在天然软骨陷窝里生长状态一致。这种软硬结合、天然与合成高分子杂化的CA/PLLA复合材料的力学强度和生物相容性同时得到提高,可进一步作为骨和软骨修复材料研究。

间充质干细胞来源外泌体对脑内小胶质细胞极化和炎症因子释放的影响及机制研究

目的:探究间充质干细胞外泌体对脑内小胶质细胞极化和炎症因子释放的影响及其机制。方法:收集体外培养的间充质干细胞上清,超高速冷冻离心获取外泌体。采用纳米颗粒系统和透射电子显微镜分别检测外泌体粒径大小、形态结构和功能完整性。通过免疫荧光、ELISA和细胞流式等方式检测LPS刺激下,外泌体对BV2细胞的表型极化和炎症因子释放的影响。采用Western Blot法检测间充质干细胞外泌体对BV2细胞JAK1/STAT3通路活化的影响。结果:(1)间充质干细胞分泌的外泌体粒径大小主要介于40-100 nm,透射电镜显示外泌体形态呈典型膜性"杯盘"状结构;(2)流式结果表明,相比于对照组,LPS组能显著激活M1型小胶质细胞表面标志物CD11b和M2型小胶质细胞表面标志物CD206的表达,而经外泌体处理,CD11b的表达显著被抑制,CD206显著升高。同时ELISA结果证实,相比于LPS组,外泌体组分泌的促炎症因子(IL-1β、IL-6)和NO水平显著降低(P<0.05),抗炎因子(IL-10)显著升高(P<0.05);(3)间充质干细胞外泌体显著提高了BV2细胞JAK1/STAT3通路的磷酸化水平。结论:间充质干细胞外泌体通过激活JAK1/STAT3通路有效促进脑内小胶质细胞M1型向M2型极化。