神经干细胞与脊髓脱细胞支架体外共培养的可行性

目的观察大鼠神经干细胞(NSCs)在脊髓脱细胞支架(SCAS)上黏附、生长和分化情况,评价其构建脊髓组织工程的可行性。方法新生Sprague-Dawley大鼠大脑皮质来源NSCs传代培养并鉴定;Sprague-Dawley雌性大鼠脊髓组织改良物理振荡结合化学萃取法制备SCAS,并行基础评估;将第三代NSCs种植在SCAS上,体外共培养,免疫荧光、免疫组化和扫描电镜观察支架上细胞形态。结果共培养的细胞为能增殖、分化的NSCs。制备的SCAS孔隙率、含水率、酶解率都明显高于正常脊髓(|t|>4.679,P<0.01);SCAS基质结构呈疏松网络状,基质上可见极少量残留细胞核。NSCs在SCAS上黏附、生长良好,可分化为神经元和神经胶质细胞。结论制备的SCAS脱细胞较彻底,具有多通道空间结构,适合NSCs黏附、生长和分化,可用于脊髓组织工程。

脊髓脱细胞支架对大鼠脊髓缺损修复的影响

目的用振荡法制备脊髓脱细胞支架修复同种异体大鼠脊髓缺损,观察术后大鼠行为学及组织再生情况。为脊髓缺损后修复提供新的研究思路。方法将30只SD大鼠脊髓分别用50 ml 3%聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)和2%脱氧胆酸钠溶液在摇床上做振荡处理,对比处理前后细胞残留情况及组织的空间结构,了解支架本身的组织构成。将90只SD大鼠随机分成空白对照组、单纯脊髓缺损组和支架移植组。切除单纯脊髓缺损组和支架移植组大鼠腰椎9~10节段,移植脱细胞支架至支架移植组大鼠。术后饲养12周,期间进行行为学评分观察,分别在4、8及12周时取大鼠损伤部位的脊髓进行HE染色及神经再生相关蛋白免疫荧光检测。结果通过HE、Masson、甲苯胺蓝染色显示,脱细胞处理后的脊髓脱细胞支架上神经细胞及轴突彻底清除,保留了脊髓细胞外基质。扫描电子显微镜观察发现,支架保留一定多孔网状支架结构。脱细胞支架在体实验中,Basso-Beattie-Bresnahan(BBB)评分显示,移植有脱细胞支架的大鼠后肢运动功能恢复优于单纯损伤组大鼠。组织学HE染色显示,脱细胞支架能够填补缺损的脊髓节段,加快损伤脊髓的修复过程。免疫荧光显示,支架移植组大鼠的损伤部位有一定轴突再生。结论脊髓脱细胞支架保留了细胞外基质并具有一定空间结构,能够一定程度加快脊髓缺损修复,对神经再生具有一定的促进作用。

大鼠骨髓间充质干细胞与脱细胞脊髓支架体外共培养

目的评价脱细胞脊髓支架在大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)体外培养中的作用,探索最佳接种浓度。方法分离、培养及鉴定SD大鼠BMSCs,诱导BMSCs向神经元样细胞分化。制备脱细胞脊髓支架,将第3代BMSCs同脱细胞脊髓支架共培养,MTT法检测细胞增殖活性,比较与普通培养的差异;取第3代BMSCs以不同浓度[(0.5、1、2、3、4)×106/mL]接种于支架(脊髓支架修整0.5cm小段),检测细胞在支架上的粘附率及上架细胞数,建立接种浓度与细胞粘附率、上架细胞数的关系回归方程;扫描电镜观察脱细胞脊髓支架形态以及细胞与支架的粘附情况。结果成功实现BMSCs的分离及培养,BMSCs流式鉴定CD29、CD90阳性表达,向神经元诱导胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、巢蛋白(Nestin)呈阳性表达;与普通培养相比,BMSCs在支架上细胞增殖活力显著提高(P<0.05);细胞与支架的粘附率在接种浓度为2×106/mL最高,达到(79.6±2.7)%,单位体积上架细胞数达到(1.364±0.047)×106/cm3;扫描电镜观察支架空间结构良好,细胞与支架粘附良好,共培养第3天较第1天细胞数量明显增加。结论脱细胞脊髓支架具有多通道的空间结构,适合BMSCs粘附、存活、增殖,该支架是良好的天然脊髓组织工程材料。当粘附率及细胞上架数基本达到最大时的最佳接种浓度为2×106/mL。

大鼠脱细胞脊髓的形态学观察

目的:观察大鼠脱细胞脊髓的形态特点,探讨其作为脊髓组织工程支架的可行性。方法:取11条SD大鼠脊髓,采用冻融+化学萃取法进行脱细胞处理,其中2条采用HE染色观察脱细胞情况,立春红2R-亮绿SF染色观察脱髓鞘情况;3条取颈、胸、腰段横切片行Mallory三色胶原染色和透射电镜检查,3条取颈、胸、腰段纵切片行Mallory三色胶原染色,3条取颈、胸、腰段贴片行扫描电镜检查,观察其形态构成等参数,比较不同部位材料内部结构的差异。结果:经脱细胞处理的脊髓呈乳白色扁长条状,干燥,体积较处理前略变小,韧性及强度增加,表面脊膜包裹完好,无异味。HE染色显示脊髓内未见细胞残留;丽春红2R-亮绿SF染色证实神经细胞轴突脱髓鞘完全。颈、胸及腰段脊髓横断面均呈网格状结构,纵断面均呈平行管状结构。颈、胸及腰段横断面网格大小及纵断面平行管状结构间距行统计学两两比较,颈段网格长径明显大于胸段(P<0.05),胸段网格短径明显小于腰段(P=0.05),其余均无统计学差异(P>0.05)。结论:SD大鼠脊髓经脱细胞处理后颈、胸和腰段脱细胞彻底,保留了原脊髓的主体结构,可作为脊髓组织工程的支架。

超声辅助脱细胞脊髓支架的生物学特性研究

目的采用超声振荡结合化学萃取法制备大鼠脱细胞脊髓支架，观察其三维结构及生物学特性，为脊髓组织工程研究提供理想的支架材料。方法采用超声振荡结合化学萃取（体积分数2％TritonX-100＋体积分数2％脱氧胆酸钠）方法对大鼠脊髓进行脱细胞处理（脱细胞脊髓组），对照正常大鼠脊髓组织（对照组），观察该脱细胞脊髓支架的大体形态、组织学及超微三维结构特点，并检测该支架材料的孔径大小、孔隙率、含水率、酶解率、在水溶液中稳定性等。结果脱细胞脊髓组原有的细胞成分被有效去除，具有（94．57±3．45）％的孔隙率和（88．62±1．0）％的含水率以及良好的三维空间结构（平均孔径为46μm），该支架在胰酶溶液中逐步降解，在第20小时达到（69．03±2．19）％，在双蒸水中逐步崩解，在第8天可达（62．55±1．70）％。正常脊髓组织结构紧密，含大量神经细胞及髓鞘，孔隙率和含水量分别为（0．04±0．02）％、（62．4±1．5）％，扫描电镜下未见明显孔隙结构，该支架在胰酶溶液中逐步降解，在第20小时达到（37．62±0．99）％，在双蒸水中逐步崩解，在第8天可达（40．97±0．81）％。结论超声振荡＋化学萃取所制备的脱细胞脊髓支架细胞成分去除彻底，细胞外基质成分保存完整，具有良好三维空间网状结构、良好的孔隙率和含水量，符合组织工程脊髓支架的理论要求，为组织工程脊髓支架提供理想的选择。

EDC交联结合化学萃取制备脱细胞脊髓支架及其生物学特性研究

[目的]采用EDC(碳化二亚胺)交联结合化学萃取法制备脱细胞脊髓支架,探讨脱细胞脊髓支架制备效率,分析支架的生物学特性,观察支架能否保留细胞外基质黏多糖成分。[方法]采用EDC交联结合化学萃取法(液氮结合42℃恒温水浴反复冻融6次+1%Triton X-100+1%脱氧胆酸钠+EDC交联+液氮结合42℃恒温水浴反复冻融6次+1%Triton X-100+1%脱氧胆酸钠)处理正常脊髓20根,得到脱细胞脊髓支架(支架组);对照于正常大鼠脊髓组织(对照组)。通过HE染色检验支架组脱细胞效果,统计脱细胞脊髓支架的等级评分"优"、"良"、"一般"、"差"的百分比;选取HE染色脱细胞彻底、评分为"优"的脊髓支架,DAPI染色验证其内部细胞残留情况的等级评分是否一致为"优";通过电镜扫描观察两组内部三维结构并分析其孔径;分析脊髓组织脱细胞处理前后的含水率、孔隙率、抗酶解性的变化;通过免疫组化的方法,观察两组材料细胞外基质中黏多糖分布情况。[结果]支架组通过HE染色观察到脱细胞彻底、评分为"优"的百分比为80%;HE染色观察评分为"优"支架经DAPI染色验证其内部细胞残留量评分也为"优";其三维结构完整,其孔径均值为9.07μm;含水率为(228.14±19.39)%;孔隙率为(71.82±2.10)%;在胰酶中,第20 h的酶解率平均为(35.904±1.911)%;免疫组化分析鉴定细胞外基质中包含一定的黏多糖。对照组中正常脊髓经HE染色和DAPI染色观察到大量细胞;三维网孔状结构,孔径均值为40.7μm;含水率和孔隙率分别为(109.32±12.44)%和(61.18±4.19)%;在胰酶中,第20 h的酶解率平均为(25.704±1.030)%;细胞外基质中包含大量的黏多糖成分。[结论]EDC交联结合化学萃取法制备的支架脱细胞彻底、制备效率高,具有三维网状结构、良好的含水率、空隙率、抗酶解性,一定程度上保留细胞外基质中黏多糖成分,符合组织工程学支架制备要求,为脊髓支架提供了一种新的选择。