生物组织工程血管的体外构建及其生物力学特性的研究

目的:探索生物组织工程血管(TEBV)的体外构建,观察血管壁形成过程中血管平滑肌细胞的变化,检测TEBV的生物力学特性,为构建理想的临床血管替代物提供资料。方法采用酶消化法制备猪颈总动脉脱细胞支架,再种植犬胸主动脉的平滑肌细胞,体外培养4周,分别于2周和4周取材作形态结构观察和平滑肌肌动蛋白-α(SMA)、金属蛋白酶-2(MMP-2)及血小板衍生生长因子-AA(PDGF-AA)的免疫组化染色并作图象分析。将幼年犬和成年犬的胸主动脉作对照。用INSTRON1122型万能电子强力仪检测TEBV的断裂强度、应力应变关系和松弛试验。结果体外培养2周和4周,血管平滑肌细胞大量增殖并迁移至支架全层,细胞间出现桥粒、缝隙连接。TEBV培养2周和4周,SMA的表达高于幼年犬,但明显低于成年犬;PDGF-AA的表达低于幼年犬,但明显高于成年犬;MMP-2高于成年犬,培养4周时MMP-2的表达接近幼年犬。TEBV的应力应变曲线呈典型的粘弹性特征,松弛应力和断裂强度均与生理血管相似。结论生物组织工程血管体外构建中平滑肌细胞分泌PDGF-AA、SMA的表达逐渐减少,平滑肌细胞由收缩表型逐渐转变为合成表型,大量增殖和分泌胶原,有细胞连接形成;同时MMP-2分泌增加,细胞发生迁移,重建TEBV的管壁结构,且血管壁的生物力学特性逐渐接近于生理血管。

流体切应力对血管内皮细胞的生物学作用

生物医学技术的不断发展 ,为心血管人工移植物 (如人工血管、人工瓣膜 )的临床应用提供了广阔的发展空间。内皮细胞与平滑肌细胞作为血管壁的主要组成细胞在人工血管的构建研究中占有重要地位。体外培养是研究内皮细胞与平滑肌细胞细胞形态和功能的重要手段。但静态条件下的内皮细胞与平滑肌细胞的联合培养缺少在体条件下的力学环境 ,因而近年来国内外开始将两种研究方法结合起来 ,研究在力学环境下内皮细胞与平滑肌细胞的相互作用 。

心肌再生的种子细胞的研究进展

以往认为心肌再生极为困难,近年来随着种子细胞的研究深入,心肌再生已成为可能,细胞移植已成为心肌病损替代治疗的新兴方向。本文就心肌再生研究领域中用于移植的种子细胞的研究进展进行综述。

用于内皮细胞与平滑肌细胞联合培养的流动腔系统

内皮细胞与平滑肌细胞的联合培养是体外研究这两种细胞生物学特性的重要手段。静态条件下联合培养的内皮细胞的形态及功能特性与在体条件下均有差异，这可能是没有血流切应力对内皮细胞直接作用的结果。为了了解切应力对与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的生物学作用，本文建立了用于多孔ＰＥＴ膜联合培养模型的力学系统，通过本系统可以产生０～４０ｄｙｎ／ｃｍ２的稳定层流切应力，并应用本系统观察了切应力对联合培养的内皮细胞的形态学影响，结果表明，在４０ｄｙｎ／ｃｍ２切应力作用下，与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞沿流体方向发生了重排。这一系统的建立为研究切应力作用下与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的形态和功能提供了手段。

切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的形态学

目的 :观察生理切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗应力能力。方法 :应用内皮细胞与血管平滑肌细胞联合培养模型和流动腔系统 ,以倒置相差显微镜及电镜观察生理切应力作用下的联合培养的内皮细胞的形态及超微结构。 结果 :0 .2 m N/ cm2和 0 .4m N/ cm2切应力作用 2 4h,绝大多数内皮细胞均沿切应力方向发生重排 ,细胞内肌动蛋白微丝形成与切应力方向平行的应力纤维。 2 4h后 ,内皮细胞未见明显脱落。结论 :联合培养条件下 ,内皮细胞重排程度与切应力大小有关。切应力越大 ,重排程度越高 ,提示内皮细胞抗应力能力增强。

切应力作用下联合培养的血管平滑肌细胞对内皮细胞F-肌动蛋白构筑的影响

目的 探讨切应力作用下联合培养的血管平滑肌细胞对内皮细胞抗应力和粘附能力的影响 ,为改进血管内皮细胞种植的组织工程学技术提供生物力学基础。 方法 应用荧光标记和激光共聚焦扫描显微镜技术 ,以静态条件下单独培养的内皮细胞、联合培养的内皮细胞以及切应力作用下单独培养的内皮细胞为对照组 ,研究了切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的细胞骨架F 肌动蛋白构筑的变化。 结果 静态条件下单独培养的内皮细胞的F 肌动蛋白排列松散 ,不规则 ,微丝较细 ;联合培养的内皮细胞的F 肌动蛋白微丝明显增多增粗。切应力作用下 ,与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的F 肌动蛋白发生重排 ,并形成大量沿切应力方向排列的应力纤维 ,且发生重排的时间明显早于单独培养的内皮细胞。 结论 在切应力作用和血管平滑肌细胞的影响下 ,内皮细胞F

与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗凝血因子、粘附分子

目的 探讨平滑肌细胞对内皮细胞功能的影响 ,为内皮细胞种植的组织工程学提供理论基础。 方法 模拟血管壁的内层结构及内皮细胞与平滑肌细胞间的相互影响途径 ,建立内皮细胞与平滑肌细胞接触生长的联合培养模型 ,用免疫细胞化学、放射免疫学技术和图像分析等方法研究内皮细胞 v WF、PGI2 、CD2 9的合成、分泌及表达。 结果 联合培养的内皮细胞的 因子相关抗原 (v WF)的合成减弱 ,前列腺环素的分泌增加 ,整合素 β1 亚族的表达增强。 结论 联合培养内皮细胞的细胞因子的合成。

切应力对与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞细胞外基质构筑及含量的影响

为了探讨切应力对与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞黏附能力的影响 ,为改进血管内皮细胞种植的组织工程技术提供实验基础 ,我们应用免疫荧光细胞化学、激光共聚焦扫描显微镜和图像分析等技术 ,研究了切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的细胞外基质中纤维粘连蛋白、层粘连蛋白和 型胶原的构筑及含量的变化 ,同时以静态条件下联合培养的内皮细胞为对照组。结果表明 ,静态条件下 ,纤维粘连蛋白和层粘连蛋白在细胞内均以颗粒的形式存在于核周区 ,以纤丝的形式存在于细胞外 ,且纤丝相互交织成网状。 型胶原主要以颗粒的形式存在于核周围 ,纤丝极少。切应力作用下纤维粘连蛋白形成纤丝束 ,并有沿切应力方向排列的趋势 ,层粘连蛋白、 型胶原也形成纤丝束 ,但排列无方向性。细胞外基质各组分的含量均有不同程度的变化。本文结果提示 ,切应力作用下 ,与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的黏附能力可能增强。

切应力作用下联合培养的血管平滑肌细胞对内皮细胞PDGF-BmRNA表达的影响

目的 探讨切应力作用下联合培养的血管平滑肌细胞 (VSMCs)对内皮细胞 (ECs)PDGF BmRNA表达的影响 ,为预防血管移植物发生再狭窄提供实验资料。 方法 用原位杂交和图像分析等技术 ,以静态条件下单独培养的ECs和联合培养的ECs为两对照组 ,观察切应力作用下单独培养的ECs和与VSMCs联合培养ECs的PDGF BmRNA表达变化。 结果 静态条件下联合培养ECs的PDGF BmRNA表达水平比单独培养的ECs下降 ;切应力作用下 ,联合培养ECs的PDGF BmRNA的表达在切应力作用 1h左右有瞬时上升 ,6h后下降至低于联合培养条件下的静态水平 ,且瞬时上升的时间点比单独培养的ECs提前。 结论 切应力作用下 ,与VSMCs联合培养ECs的PDGF BmRNA表达水平下降 。

自发性高血压大鼠高血压形成前后肾内小动脉的重建

目的 探讨肾内小动脉形态学重建与高血压发生的关系。 方法 4周龄和 16周龄自发性高血压大鼠 (SHR) ,使肾内小动脉处于最大舒张状态后 ,用光镜和电镜配合计算机图像分析法在肾组织切片上测量肾内小动脉的几何形态、中膜平滑肌及其间隙的宽度。 结果 与同龄 WKY相比 ,4周 SHR肾内小动脉未发生明显的形态学改变 ;16周 SHR外径在 2 0～ 5 0 μm之间的小动脉壁厚、壁厚内径比增加 ,但壁面积未增加 ,外径在 5 0～ 2 0 0 μm之间者 3项都显著增加 ;肾内小动脉中膜平滑肌细胞和平滑肌细胞间隙都显著增加。 结论 SHR肾内小动脉的重建发生在高血压形成之后 ,外径小于 5 0 μm的小动脉的重建可能由于中膜平滑肌细胞的重排所引起的 ,而外径大于 5 0 μm的小动脉的重建则存在中膜平滑肌细胞的增殖和细胞外基质的增加。

与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞外基质构筑及含量的变化

目的 :探讨联合培养的血管平滑肌细胞 (VSMC)对内皮细胞 (EC)粘附能力的影响。 方法 :应用免疫荧光细胞化学、激光共聚焦扫描显微镜和图像分析等技术 ,以静态条件下单独培养的 EC为对照组 ,观察与 VSMC联合培养的 EC细胞外基质 Fn,L n和 Col 的构筑方式及其含量的变化。结果 :与单独培养的 EC相比 ,联合培养的 EC细胞外基质各组分的构筑有明显的变化 ,且含量也发生变化 ,Fn,L n增多 ,Col 减少。结论 :与 VSMC联合培养的 EC的粘附能力可能增强 ,为改进血管 EC种植的组织工程技术提供了部分实验依据。

自发性高血压大鼠肾动脉的零应力状态

通过观察肾动脉主干张开角的大小，研究了自发性高血压大鼠（Spontaneouslyhypertensiverat，SHR）高血压建立前后肾动脉零应力状态的变化，并于SHR高血压形成前，分别给予口服型AugⅡⅠ型受体拮抗剂Losartan和ETA型受体拍抗剂BMS－182874，研究内源性AugⅡ和ET在SHR肾动脉零应力状态变化中的作用。结果发现，在高血压已建立的SHR，肾动脉主干的张开角（114．2±42．2度）显著大于同龄的WKY大鼠（70．2±30．4度）。给予SHRLosartan和BMS－182874（4～16周），SHR肾动脉主干的张开角均显著减小（分别为65．9±327度和66．6±41．54度）。结果表明，在已建立高血压的SHR，肾动脉主干存在非均匀生长，其残余应力、应变大于同龄的WKY，内源性AnsⅡ和ET在SHR肾动脉零应力状态的改变中起重要作用。

压力诱导血管平滑肌细胞整合素β_3、桩蛋白和纽蛋白的变化

目的 研究压力对大鼠颈总动脉血管平滑肌细胞整合素 β3、桩蛋白和纽蛋白的分布与表达的影响 ,探讨它们在血管平滑肌细胞的机械应力信号转导中的作用。 方法 不同压力 (16 0mmHg和 80mmHg)灌流大鼠颈总动脉 30min ,免疫组织化学和免疫电镜观察整合素 β3、桩蛋白和纽蛋白在血管平滑肌细胞上的表达和分布变化。 结果 高压和常压灌流对大鼠颈总动脉平滑肌细胞的整合素 β3、桩蛋白和纽蛋白的表达无明显影响 ,但高压使整合素β3、桩蛋白和纽蛋白在平滑肌细胞膜上的分布发生改变 ,向离管腔面的平滑肌细胞膜聚集。 结论 高压诱导了整合素 β3、桩蛋白和纽蛋白向离管腔面的平滑肌细胞膜聚集。提示整合素 β3。

内皮素在自发性高血压大鼠肾内小动脉重建中的作用

目的 探讨内皮素在高血压肾内小动脉重建中的作用。 方法 4周龄 SHR,给予口服型内皮素 A型受体拮抗剂 BMS- 182 874至 16周 ,在肾组织切片上分别用光镜和电镜配合计算机图像分析法观测肾内小动脉的几何形态学指标和小动脉平滑肌及其间隙 ,离体肾脏灌流法测定最小肾血管阻力。 结果 BMS- 182 874在没有降低 SHR血压的情况下 ,使外径在 10 0～ 2 0 0 μm之间的小动脉管壁厚、壁面积、壁厚内径比和 SMC宽度都显著减小。 结论 内源性内皮素在一定程度上促进了 SHR肾内小动脉的重建。

切应力作用下联合培养的血管内皮细胞血管假性血友病因子的含量变化

目的 :研究切应力对与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗凝血和粘附的影响。方法 :对与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞施加生理范围的切应力 ,用免疫组化及图像分析法检测内皮细胞的血管假性血友病因子 (v WF)含量。 结果 :联合培养的内皮细胞 v WF的变化与切应力大小及作用时间有关 ,随切应力增大 ,胞内 v WF含量逐渐减少 ,且切应力作用的第 1小时减少的最快。结论 :生理范围的切应力作用 ,可能减少与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的 v WF表达 ,或促使 v WF短时释放加快 ,有利于增强抗凝血功能及内皮细胞的粘附。

血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂对高血压肾小动脉重建的影响

目的 :研究血管紧张素II(AngII)受体拮抗剂对高血压肾小动脉重建的影响。方法 :18只 4周龄雄性大鼠分为 :正常血压大鼠 (WKY)组、自发性高血压大鼠 (SHR)组、SHR口服losartan组 ,均饲养至 16周。在肾组织切片上分别用光镜和电镜配合计算机图像分析法观测肾组织内小动脉的几何形态学指标和小动脉平滑肌及其间隙 ,离体肾脏灌流法测定最小肾血管阻力。结果 :Losartan组的尾动脉收缩压、肾小动脉壁厚、壁面积、壁厚内径比和中层血管平滑肌细胞宽度以及最小肾血管阻力 ,均显著低于高血压对照组。结论 :AngII受体拮抗剂losartan能预防SHR肾小动脉的重建。

罗沙坦对自发性高血压肾小动脉重建的逆转作用

目的 研究血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂罗沙坦对高血压肾小动脉重建的逆转作用。方法 16wk龄 大鼠分为 :正常血压大鼠 (WKY)组、自发性高血压大鼠 (SHR)对照组、罗沙坦治疗高剂量组 (15mg·kg-1·d-1)和罗沙坦治疗低剂量组 (0 75mg·kg-1·d-1)。每组 6只大鼠 ,饲养 10wk。在肾组织切片上用光镜结合计算机图像分析法观测肾内小动脉的几何形态学指标 ,离体肾脏灌流法测定最小肾血管阻力。结果 罗沙坦高剂量组的尾动脉收缩压、肾内小动脉壁厚、壁面积、壁厚内径比和最小肾血管阻力 ,均较高血压对照组显著下降或减小 ;罗沙坦低剂量组的肾内小动脉壁厚和壁厚内径比较高血压对照组显著下降或减小。结论 AngⅡ受体拮抗剂能逆转SHR肾小动脉的重建 。

比较两种方法制备脱细胞小血管支架

目的:比较0.5%Triton X-100+0.05%NH4OH和酶法制备脱细胞小血管支架的效果。方法:分别用含0.5%Triton X-100+0.05%NH4OH处理3 d或1.0%Triton X-100+0.125%胰蛋白酶+DNase+RNase孵育48 h,脱去犬股静脉中的细胞成分,60Co辐照消毒,血清浸泡24 h,将平滑肌细胞和内皮细胞接种到脱细胞支架中;进行H-E染色、胶原纤维和弹力纤维染色,扫描电镜观察及力学检测。结果:0.5%Triton X-100+0.05%NH4OH法完全地脱去了血管细胞;细胞外基质较完整地保留下来,其形态结构与脱细胞前无明显改变;见种植细胞在支架内生长良好,连成片,支架具有良好的生物相容性;力学结果显示其弹性回复率和最大断裂强度好于酶组。结论:两种方法比较,0.5%Triton X-100+0.05%NH4OH法简便易行,成本低,脱细胞效果好,组织相容性佳,对力学性状影响小,是比较理想的制备脱细胞小血管支架的方法。

实验性低血压大鼠肌性动脉的形态结构重建

目的 :研究低血压状态下肌性动脉重建的规律 ,探讨动脉的应力 -生长关系。方法 :在大鼠左肾动脉分叉处下方缩窄腹主动脉 ,建立实验性低血压大鼠模型 ,按不同的时相点在血管组织切片上观察股动脉和胫前动脉的几何形态指标及其显微结构成分的变化。 结果 :(1)与对照组比较 ,术后第 7天低血压大鼠股动脉壁厚和壁面积、胫前动脉内外径、壁面积开始变小 ;至术后第 2 1天 ,动脉各项几何形态指标 (除股动脉的壁厚 /内径外 )均进行性减小 ,壁面积总负增长率最大 (股动脉 2 4.5 9%,胫前动脉 38.6 6 %) ;(2 )血管平滑肌相对含量在术后第 7天时已明显减少 ,术后 2 1d内总负增长幅度股动脉为 17.5 %,胫前动脉 19.5 %。 结论 :低血压大鼠肌性动脉结构重建的特征为动脉壁面积减小出现早 ,趋势最稳定 ,负增长率及总负增长幅度最大。血管平滑肌对应力的反应最敏感 ,总负增长幅度较大 ,是影响动脉重建的主要因素。