新生小牛皮肤的形态学和生物力学特点及脱细胞方法探索

目的通过新生小牛与成人皮肤组织在形态学和生物力学性能方面的对比研究,寻找临床应用牛真皮基质的可能证据,并初步探索对牛真皮组织进行脱细胞处理的方法。方法收集新生小牛和成人背部全层皮肤标本,采用大体观察、HE染色、Masson三色染色、天狼猩红染色、Gomori醛复红染色、扫描电镜和透射电镜的方法,显微照相后进行形态学观察和图像分析软件的测量;采用力学生物材料试验机检测皮肤的力学性能。采用胰蛋白酶与去污剂的不同浓度和时间组合方式对牛真皮组织进行脱细胞处理,初步观察其脱细胞效果。结果新生小牛与人的皮肤比较,真皮和表皮的厚度均明显变薄,两者的比值显著减小;真皮内Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维分别较人真皮增多和减少,但真皮胶原纤维束的间隙率[(41.72±1.81)∶(40.66±1.40),P=0.467]和胶原纤维束粗细[(11.28±0.18)μm∶(10.88±0.66)μm,P=0.368]差异却没有统计学意义。扫描电镜观察可见新生牛真皮胶纤维束与人真皮胶原纤维束均较纤细,排列疏松,且有一定的孔隙分布;透射电镜显示新生牛真皮胶原原纤维横纹周期长度较人真皮短,但两者的胶原原纤维直径显著差异。生物力学检测示新生牛皮肤最大应力[(21.08±0.91)MPa]和杨氏模量[(82.12±1.23)MPa]均要明显高于人皮肤的最大应力[(12.76±1.60)MPa,P=0.001]和杨氏模量[(48.63±5.50)MPa,P=0.001],而最大应变却明显低于人真皮[(0.51±0.002)mm∶(0.75±0.028)mm,P=0.001]。脱细胞方法探索显示随着胰酶浓度的增加、处理时间的延长,新生牛真皮基质内细胞核成分越来越少,但对真皮胶原结构的破坏也越来越大。结论新生牛皮肤虽然在表皮与真皮厚度、真皮胶原类型比例以及生物力学上与人皮肤有明显差异,但真皮的胶原纤维束三维结构两者之间存在较大相似性。适当浓度和时间的胰蛋白酶组合可制备出空间结构和脱细胞效果较为理想的新生牛脱细胞真皮基质,为修复人体软组织缺损提供有应用前景的生物材料。