聚左旋乳酸己内酯/丝素蛋白小口径人工血管细胞共培养及体内生物相容性

背景:自体旁路移植是心血管疾病最佳的手术方案,但自体血管来源有限,远远不能满足巨大的临床需求,因此小口径人工血管的研发具有十分重要的意义,然而小口径人工血管由于易产生血栓和内膜增生等问题还没有真正应用于临床。目的:观察人脐静脉内皮细胞和血管平滑肌细胞在聚左旋乳酸己内酯/丝素蛋白电纺膜上的生长情况,以及聚左旋乳酸己内酯/丝素蛋白小口径人工血管在大鼠体内的通畅性、组织相容性和降解性能。方法:采用静电纺丝技术制备聚左旋乳酸己内酯/丝素蛋白小口径双层人工血管,加载血管内皮生长因子于人工血管上,最后将肝素加载至人工血管上。将人脐静脉内皮细胞和血管平滑肌细胞分别接种到加载与未加载血管内皮生长因子的人工血管上,通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜和MTT法分析细胞在人工血管材料上的生长情况。以加载与未加载血管内皮生长因子的人工血管电纺膜代替细胞小室中的Transwell膜,将人脐静脉内皮细胞和血管平滑肌细胞共同接种至电纺膜上,通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜和MTT法分析细胞在人工血管材料上的生长情况。将加载血管内皮生长因子与肝素的人工血管植入大鼠颈动脉,检测人工血管的通畅性与组织相容性、降解性。结果与结论:(1)细胞单独接种于人工血管上:激光共聚焦显微镜、扫描电镜与MTT分析显示,接种在加载血管内皮生长因子人工血管上的人脐静脉内皮细胞多于未加载血管内皮生长因子人工血管,加载与未加载血管内皮生长因子的血管平滑肌细胞数量基本相同。(2)两细胞共同接种于人工血管上:激光共聚焦显微镜、扫描电镜与MTT分析显示,加载与未加载血管内皮生长因子人工血管上的共培养细胞数量均多于对应人工血管上的单独细胞接种数量,但小于两种单种细胞数之和。(3)动物体内植入实验:激光多普勒血流成像仪显示,人工血管植入1 d后血流速度有所减小,此后逐渐减小,至第3周时已勘测不到。组织学与免疫组化染色显示,人工血管植入第3天时有炎性细胞,1周后炎性细胞消失,在第3周时管内有细微血流通过,管内壁形成均匀的内皮层且有新血管生成。扫描电镜显示,人工血管植入第6周时纤维基本发生断裂,且纤维明显变细。人工血管植入第4周时缝合固位强力降至原来的42.2%。(4)结果表明,聚左旋乳酸己内酯/丝素蛋白小口径双层人工血管具有良好的细胞相容性与组织相容性,但通畅性与降解性有待提高。

丝素蛋白对聚左旋乳酸-共-ε-己内酯电纺丝支架体内降解及生物相容性的作用

目的探讨丝素蛋白(SF)对聚左旋乳酸-共-ε-己内酯[P(LLA-CL)]电纺丝支架的体内降解及生物相容性的作用。方法运用静电纺丝技术分别制备[P(LLA-CL),(w/w=1∶1)及混有含25%SF的P(LLA-CL)[SF/P(LLA-CL)]纳米纤维支架,将两种支架分别植入至45只6个月龄大鼠皮下6个月,以观察评估SF对P(LLA-CL)降解及生物相容性的影响。结果病理切片显示,支架植入3个月时,P(LLA-CL)支架明显肿胀,并开始分层,6个月时支架已支离破碎;而SF/P(LLA-CL)支架植入6个月时仍能保持相对完整的结构。免疫组化切片显示,在支架植入1个月时P(LLA-CL)支架表面及内部有大量的巨噬细胞,3个月时仍有大量的巨噬细胞,同时伴有异物巨细胞生成;而SF/P(LLA-CL)支架组巨噬细胞及异物巨细胞在各个时间点表达均不明显。炎症基因相对表达结果显示,在支架植入1周时P(LLA-CL)支架组TNF-α及IL-10相对表达高于SF/P(LLA-CL)支架组(P<0.05),1个月时P(LLA-CL)支架组TNF-α、IL-1β及IL-10相对表达高于SF/P(LLA-CL)支架组(P<0.05),2个月时P(LLA-CL)支架组TNF-α及IL-10相对表达高于SF/P(LLA-CL)支架组(P<0.05),3个月时P(LLA-CL)支架组TGF-β相对表达高于SF/P(LLA-CL)支架组(P<0.05),6个月时P(LLA-CL)支架组IL-1β及TGF-β相对表达高于SF/P(LLA-CL)支架组(P<0.05)。结论 SF能延缓P(LLA-CL)降解,减轻炎症反应,改善生物相容性。

聚左乳酸己内酯-胶原蛋白静电纺人工血管的降解研究

探讨聚左旋乳酸己内酯-胶原蛋白构建的可降解人工血管材料的降解规律以及生物相容性.聚左旋乳酸己内酯-胶原蛋白混合溶液通过静电纺丝技术制成静电纺人工血管材料作为实验组（n=40）,市售聚四氟乙烯人工血管材料作为对照组（n=40）,分别植入兔背部脊柱两侧肌肉,于术后10、30、90、180 d取材,行形态学、组织学观察;并在400倍光学显微镜视野下进行中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的分类计数.结果镜下聚左旋乳酸己内酯胶原蛋白组材料周围组织炎症反应轻,术后90 d材料碎裂,纤维组织长入材料网孔间隙内,逐步取代材料部位,形成囊状纤维膜;术后180 d材料基本降解殆尽,植入区域组织重塑后形态接近正常组织.聚四氟乙烯组材料周围组织炎症反应轻,术后180 d仍基本保持原有结构,材料周围有薄层纤维组织膜包绕.细胞计数结果提示植入后不同时期两组材料引起的细胞反应类型和反应趋势相同;仅术后10 d时实验组中性粒细胞数量较对照组增多（224.4±37.2 vs 192.2±18.1个/0.25 mm2,P ＜0.05）,其余两组各期各类细胞均无明显差异（P＞0.05）.实验材料降解时间为3～6月,具有生物相容性好、降解规律适宜的良好生物学性能,有作为血管替代物的潜在可能性.

小口径聚乳酸-己内酯/纤维蛋白原管形支架的构建及生物相容性评价

目的探索静电纺丝技术制备小口径聚乳酸-己内酯[P(LLA-CL)]/纤维蛋白原管形支架的方法,评价支架的生物相容性,探讨其作为血管组织工程材料的可行性。方法以P(LLA-CL)、纤维蛋白原为原料,制备小口径复合管形支架,观察支架的大体形态,并用扫描电镜观察三维结构;利用溶血试验、细胞毒性试验、皮下植入试验,评价支架材料的生物相容性。结果管形支架表面呈网格状三维结构,并有大小不等、互相交通的孔隙,孔径平均直径为(4.56±1.23)μm,表面纤维平均直径(318±56)nm;P(LLA-CL)/纤维蛋白原浸提液溶血率为2.87%±0.49%;细胞毒性实验示P(LLA-CL)/纤维蛋白原浸提液较阴性对照组无明显差异(P>0.05);皮下植入试验显示P(LLA-CL)/纤维蛋白原支架炎症反应轻微,材料逐渐降解。结论通过静电纺丝技术可以构建小口径P(LLA-CL)/纤维蛋白原管形支架,并具有良好的生物相容性,可作为组织工程血管的支架材料。

SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究

采用静电纺丝法以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,将质量比为70∶30的SF/COL(丝素/胶原)和PLLC(聚左旋乳酸己内酯)共混制备质量比为0∶100,30∶70,50∶50,70∶30,100∶0的8%SF/COL/PLCL的三维纳米纤维支架,25%戊二醛蒸汽交联48h后检测各组比例支架材料的理化性能及生物性能。扫描电镜显示纳米纤维形貌良好,均为纳米级别;X射线衍射结果显示交联后材料结晶度增强,SilkⅠ构象由α-折叠形成稳定的β-折叠;材料交联后为疏水性,PLCL的加入明显改善材料的亲水性能;热稳定性随着PLCL浓度的增加也愈加稳定,交联后尤其明显。细胞培养实验证明,随着培养时间延长,细胞在不同比例的支架上粘附、铺展和增殖均良好,但hPDLSCs与配比为30∶70的SF/COL/PLCL支架复合后增殖速率最快。

SF/COL/PLCL和SF/COL/PLLA静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究

以具有良好生物相容性、生物可降解性的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)和聚左旋乳酸(PLLA)为原料,通过静电纺丝法,以70∶30为质量比的SF/COL分别和聚左旋乳酸、聚左旋乳酸-己内酯共混制备不同质量比的纳米纤维支架材料。采用X射线衍射、热重分析等方法对复合材料的理化性能进行表征并对其交联前后的性能进行探讨和比较。结果表明,SF/COL与高分子聚合物复合后其分子结构和热稳定性变化不明显,交联后复合纳米纤维支架β化程度、结晶度和热稳定性较交联前均有所增加,能形成稳定的分子构象,热稳定性有所提高,在组织工程中可为特定细胞提供结构支持,有望成为一种新型的组织工程支架材料。

SF/PLCL纺丝材料复合骨髓间充质干细胞修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的:研究SF/PLCL纺丝材料复合骨髓间充质干细胞修复兔桡骨骨缺损的能力。方法:取兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)并制成BMSCs/藻酸钙水凝胶。选择8只6月龄雄性新西兰兔,于双侧桡骨中段制备15 mm大段骨缺损模型。其中实验组双侧植入SF/PLCL后注入BMSCs/藻酸钙水凝胶;对照组单纯行双侧桡骨缺损手术。所有兔于术后12周行CT检查观察骨缺损修复情况,之后处死兔,大体及组织学观察骨修复情况。结果:术后12周CT及组织学检查显示:实验组纺丝材料塌陷,材料部分降解,纤维细胞长入材料内部;骨缺损断端有骨组织沿套管材料生长,但骨缺损未完成桥接。对照组缺损区域软组织填充,骨缺损断端封闭。结论:SF/PLCL套管材料虽具有良好的生物相容性,但尚不足以用于修复兔桡骨骨缺损,其成骨能力及降解能力有待进一步提升。

静电纺丝素/胶原/聚合物复合纤维的制备及其力学性能的研究

目前,将天然高分子蛋白和聚合物共混利用静电纺丝法制作各种组织工程支架材料倍受关注。基于这种研究背景,在本文中利用静电纺丝技术,制备了丝素(SF)/胶原(COL)/聚左旋乳酸(PLLA)和SF/COL/聚左旋乳酸-己内酯(PLCL)两种共混复合纤维膜,通过扫描电镜(SEM)对纤维形态结构分析,发现复合纤维形貌良好,直径较为均一。同时改变纺丝液中高分子蛋白的比例,复合纤维的直径也随之减小。此外,对复合纤维进行了力学性能测试,发现随着聚合物含量的增加,复合纤维膜的力学性能得以改善,SF/COL/PLCL组复合纤维的拉伸性能明显优于SF/COL/PLLA组。

利用Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜构建组织工程化气管补片的初步研究

目的初步探讨以胶原/聚左旋乳酸-己内酯共聚物(Collagen/PLCL)复合纳米纤维电纺膜作为支架材料复合肋软骨细胞构建组织工程化气管补片的可行性。方法分离及培养2月龄新西兰兔肋软骨细胞,取第二代肋软骨细胞种植于Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜,并进行扫描电镜观察,然后利用"三明治"法构建成细胞材料复合物,体外培养4周再植入裸鼠背部皮下,4周后取出进行大体观察、组织学染色以及Ⅱ型胶原免疫组织化学检测以评价组织成软骨效果。结果扫描电镜显示肋软骨细胞在该材料上黏附生长良好,细胞材料复合物在体内培养4周后已形成类软骨样组织,组织学检查HE染色可见有大量软骨陷窝形成,甲苯胺蓝、番红O染色可见有大量软骨基质分泌,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性表达提示该组织含有软骨组织特有的Ⅱ型胶原。结论 Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜对于兔肋软骨细胞具有良好的生物相容性,复合肋软骨细胞形成的组织工程化软骨类似于正常透明软骨组织,适合于构建组织工程化气管补片。