木葡聚糖基温敏水凝胶预防大鼠腹壁-肠壁再粘连及其对局部TGF-β1和CTGF表达的影响

目的:评价木葡聚糖基(mXG)温敏水凝胶对L929鼠成纤维细胞的抗黏附性能,建立粘连松解术后再次粘连动物模型,探讨mXG温敏水凝胶对粘连松解术后再次粘连的预防作用及对转化生长因子β1(TGF-β1)和结缔组织生长因子(CTGF)表达的影响。方法:将L929鼠成纤维细胞接种于mXG温敏水凝胶表面,荧光显色检测其在凝胶表面的黏附性能。制备粘连松解术后再次粘连大鼠模型。48只SD大鼠二次损伤完成后随机分成3组,分别为再粘连组,将1mL生理盐水注射于大鼠腹壁和盲肠的创面;商业膜组,将2cm×3cm大小的壳聚糖防粘连膜覆盖于腹壁创面;mXG温敏水凝胶组,将1mL 4%mXG温敏水凝胶注射至腹壁和盲肠的创面,待水凝胶完全形成(3min)后关腹;每组16只。二次术后第7和14天,每组分别处死8只大鼠,对粘连程度进行评分及组织学观察,免疫组织化学法观察TGF-β1和CTGF表达水平。结果:对照组可见大量L929鼠成纤维细胞贴壁生长,呈细长的梭形并有伪足的形成;mXG温敏水凝胶组在凝胶表面仅有非常少的L929鼠成纤维细胞,呈圆球状。一次术后所有大鼠均形成了可用钝器分开的粘连区。二次术后第7天,再粘连组形成了4~5分粘连,纤维结缔组织大量增生;商业膜组大部分为中度粘连,纤维结缔组织增生较多;mXG组大部分大鼠未见粘连发生且盲肠及腹壁开始愈合,有少量纤维结缔组织增生。术后第14天,再粘连组大鼠腹腔粘连严重,纤维结缔组织及胶原大量增生;商业膜组形成了接近再粘连组的严重粘连;mXG组有2只大鼠发生轻微粘连,其余均未发生粘连,并且盲肠及腹壁创面恢复良好。术后第7和14天mXG水凝胶组大鼠平均粘连评分明显低于再粘连组和商业膜组(P<0.05)。免疫组织化学染色,TGF-β1和CTGF表达水平随大鼠腹膜粘连评分和胶原沉积升高而升高,在再粘连组表达最高,在mXG温敏水凝胶组表达最低。结论:mXG温敏水凝胶具有优异的抗成纤维细胞黏附性能,可以有效预防粘连松解术后再次粘连的发生,并可减少粘连相关因子TGF-β1和CTGF的表达水平。

改性木葡聚糖温敏水凝胶的制备及生物相容性评价

背景:可注射温敏水凝胶能随环境温度变化发生可逆性相转变并可结合微创疗法,在术后防粘连领域得到了广泛关注,但现有的可注射温敏水凝胶在预防术后粘连方面存在生物安全性差及防粘连效果不佳等问题。目的:制备改性木葡聚糖可注射温敏水凝胶,评价其生物相容性。方法:通过温和的酶解反应脱除木葡聚糖侧链的部分半乳糖,得到具有可逆“溶胶-凝胶”转变的改性木葡聚糖可注射温敏水凝胶。通过活/死细胞染色定性检测与MTT 法定量检测改性木葡聚糖水凝胶浸提液对人肝癌细胞HepG2 和人肺腺癌细胞A549 的毒性。将人肺腺癌细胞A549 包埋于改性木葡聚糖水凝胶内,培养24 h后观察细胞形态。在抗凝兔血中分别加入改性木葡聚糖水凝胶浸提液与0.1,1 g/L 改性木葡聚糖溶液,1 h后检测溶血率。将改性木葡聚糖溶液注射至C57 小鼠(中国人民解放军军事医学科学院北京实验动物中心提供)背部皮下,跟踪材料的体内降解行为,评价植入部位及周围组织的炎性反应。动物实验获得华北理工大学实验动物伦理委员会批准,批准号:SYXK(冀)2015-0038。结果与结论:①AO/PI 染色与MTT 检测显示,不同浓度改性木葡聚糖水凝胶浸提液中的HepG2 细胞、A549细胞增殖活性均在100%左右;②包埋在改性木葡聚糖水凝胶内的A549 细胞仍有很好的活性;③改性木葡聚糖水凝胶浸提液与0.1,1 g/L 改性木葡聚糖溶液的溶血率均在2%以下;④随着注射时间的延长,动物体内的改性木葡聚糖水凝胶逐渐变小,约在6 周时降解完全;注射早期可引起炎症反应,但随着时间延长与材料的降解,炎症反应逐渐减轻和消失,注射部位未见明显组织病变损伤;⑤结果表明,改性木葡聚糖水凝胶具有温敏特性,还有良好的细胞相容性、血液相容性与生物降解性。

mXG/HBC复合可注射温敏水凝胶对粘连松解术后二次损伤的作用

目的腹腔粘连患者在行粘连松解术后再次形成二次粘连是外科手术常见的并发症之一,且目前缺乏足够的防治措施和相关的临床转化研究。文中旨在设计建立腹壁-盲肠再损伤粘连模型,并探究粘连松解术后基于mXG/HBC(改性木葡聚糖/羟丁基壳聚糖)复合温敏可注射水凝胶防治盲肠-腹壁再粘连的效果。方法通过建立腹壁-盲肠再损伤粘连模型,并随机将首次粘连评分相近的80只SD大鼠分为5组(每组16只):对照组(等渗盐水)、Film组(医用壳聚糖防粘连膜)、mXG组(注射改性木葡聚糖凝胶)、HBC组(注射羟丁基壳聚糖凝胶)、mXG/HBC组(注射改性木葡聚糖/羟丁基壳聚糖复合凝胶)。术后第7、14天观察各组腹壁与盲肠的粘连情况,并对各组防粘连效果进行评分。切取腹壁-盲肠粘连部位的组织或未粘连区域的腹壁和盲肠的创面组织进行HE、Masson和Van Gieson染色,使用光学显微镜进行病理学形态观察。结果温敏水凝胶防粘连效果观察显示,术后7天、14天,对照组、Film组和HBC组盲肠和腹壁发生了明显的粘连,而mXG组、mXG/HBC组分别有1只、2只发生粘连;mXG/HBC组腹壁创面已经完全愈合,愈合后的创面表面光洁平整,盲肠创面也愈合良好。术后第7、14天时,与mXG组粘连评分比较,对照组、Film组明显升高(P<0.05);与mXG/HBC组粘连评分[(0.25±0.43)分、(0.13±0.33)分]比较,HBC组明显升高[(4.74±0.70)分、(4.63±0.48)分,P<0.05]。防粘连效果组织学观察显示,术后第7天时,mXG/HBC组未看到有明显的残留凝胶,整个愈合的创面层次清晰、厚度均一,盲肠的创面也得到一定程度的修复;对照组、Film组和HBC组大鼠腹壁和盲肠之间存在明显的粘连区域;术后第14天,mXG/HBC组愈合的盲肠和腹壁表面平整,并且由一层成熟的间皮层所覆盖,其下方的炎性细胞数量较第7天明显减少,而且愈合后的创面组织变薄;对照组和HBC组粘连相对于第7天有所增加。结论mXG/HBC复合凝胶不仅能够有效地预防粘连松解术后再次粘连的发生,同时还能减轻炎症反应和促进创面愈合效果。