生物型人工韧带的体外检测和体内组织相容性的实验研究

目的:应用最新生化处理技术研制了一种以动物组织为原料的去抗原生物型人工韧带,检测其结构、力学性能及组织相容性,探讨应用去抗原生物型人工韧带重建膝关节叉韧带的可行性。方法:对动物肌腱/韧带组织进行环氧交联固定、多方位去抗原、力学增强改性以及表面活性修饰处理制得生物型人工韧带,应用组织学检查、扫描电镜、细胞培养及力学测试等多种方法分析生物型人工韧带的组织结构、生物力学特性和体内/体外组织相容性。结果:生物型人工韧带的外观与正常肌腱外观相似。组织学检查显示韧带为无细胞的胶原纤维。电镜检查显示韧带为走向一致的发状纤维样物紧密平行排列。异种骨髓基质细胞于韧带表面培养3周,可见细胞黏附并可见细胞分泌的基质沉积于细胞周围,韧带内部未见细胞。人工韧带平均直径约5 mm。在速度100 mm/m in条件下进行力学测试,平均最大拉力为927.19 N,抗拉强度47.22 N/mm2,与正常山羊的前交叉韧带(ACL)相应参数相近。人工韧带置换羊ACL术后12周,韧带表面可见滑膜组织覆盖并有小血管长入,术后52周人工韧带材料被新生的韧带替代,近关节面骨隧道内的人工韧带材料纤维周边可见韧带-纤维软骨-钙化软骨-骨的直接连接模式。结论:应用新的生化处理技术研制的生物型人工韧带有效地去除了猪肌腱的异种蛋白的免疫原性,具有良好的生物力学特性和组织相容性,作为膝关节叉韧带重建的韧带替换材料具有良好的应用前景。

生物型人工韧带的制备及体外检测(英文)

背景:目前临床上修复膝关节叉韧带断裂的材料有自体膑腱(BTB)、自体半腱肌和股薄肌,以及同种异体组织移植等,但这些方法都存在一定的局限性。因此,人们研制人工韧带希望能够代替自体和异体移植。目的:探讨以猪肌腱韧带为原料经新的组织处理技术构建生物型人工韧带的可行性。设计:新型生物材料试验。单位:中山大学附属第三医院骨科。材料:肌腱韧带的来源成年猪由中山大学动物中心提供,雌雄不拘。S-520型扫描电镜为日本日立公司产品;LWK-10B微控电子拉力试验机为广州实验设备厂产品。方法:实验于2004-01/2005-06在中山大学动物中心完成。以猪肌腱韧带为原料应用环氧化物作为交联剂加上专门的除抗原技术及蛋白修饰技术制作生物型人工韧带。将来源于6周龄山羊的骨髓基质细胞体外培养后,移植于人工韧带支架中培养3周,应用扫描电镜观察人工韧带形态结构及细胞相容性;应用力学测试分析生物型人工韧带的生物力学特点。主要观察指标:人工韧带形态结构、细胞相容性的生物力学特点。结果:①人工韧带的形态结构:生物型人工韧带的外观与正常肌腱外观相似。组织学检查显示韧带为无细胞的胶原纤维。电镜检查显示韧带为走向一致的发状纤维样物紧密平行排列,表面有棉絮样物附着,未见细胞。②人工韧带细胞相容性:扫描电镜观察,异种骨髓基质细胞于支架中培养3周后,细胞呈球形黏附在韧带材料表面及孔隙侧壁,并可见细胞分泌的基质沉积于细胞周围,但基质分泌量较少。③力学测试结果:人工韧带直径约5mm,最大拉力为927.19N,抗拉强度47.22N/mm,速度100mm/min,而正常山羊的ACL直径约5mm,最大拉力为807.50N,抗拉强度41.13N/mm。结论:应用新的组织处理技术研制的生物型人工韧带有效地去除了猪肌腱异种蛋白的免疫原性,具有良好的生物力学特性和细胞相容性;有望成为生物性人工韧带的理想产品。

生物型人工韧带的制备及体外检测

目的探讨应用新的组织处理技术研制的生物型人工韧带应用在膝关节交叉韧带重建的可行性。方法以猪肌腱韧带为原料应用环氧化物作为交联剂加上专门的除抗原技术及蛋白修饰技术制作生物型人工韧带,在体外应用组织学检查、扫描电镜、细胞培养和力学测试分析生物型人工韧带的组织结构、生物力学和细胞的相容性。结果生物型人工韧带的外观与正常肌腱外观相似。组织学检查显示韧带为无细胞的胶原纤维。电镜检查显示韧带为走向一致的发状纤维样物紧密平行排列,表面有棉絮样物附着,未见细胞。人工韧带支架经生理盐水多次洗涤,洗去抗菌保存液后将异种骨髓基质细胞于支架中培养2周可见细胞成活。培养3周,韧带材料表面可见细胞粘附,内部未见细胞。扫描电镜观察,韧带材料中细胞培养3周,细胞呈球形粘附在韧带材料表面及孔隙侧壁,并可见细胞分泌的基质沉积于细胞周围,但基质分泌量较少。力学测试人工韧带直径约5mm,最大拉力为927.19N,抗拉强度47.22N/mm,速度100mm/min。正常山羊的前交叉韧带(ACL)直径约5mm,最大拉力为807.50N,抗拉强度41.13N/mm。结论应用新的组织处理技术研制的生物型人工韧带有效地去除了猪肌腱的异种蛋白的免疫原性,具有良好的生物力学特性,韧带材料的细胞相容性较好。有望应用在膝关节叉韧带重建,成为生物性人工韧带的理想产品。