设计:单一样本观察实验。
时间地点:于2010年6月至2012年5月在大连大学中心实验室完成。
材料:Sprague-Dawley(SD)大鼠由大连大学动物实验中心提供,体质量250-300 g,实验过程中对动物的处置符合2009年《Ethical issues in animal experimentation》相关动物伦理学标准的条例。
聚乙交酯-聚己内酯共聚物为聚乙交酯和聚己内酯的复合物。聚乙交酯属于聚α-羟基酯酸类,聚己内酯由ε-己内酯聚合而成,具有良好的生物相容性,在水溶液中能发生非酶性水解,降解产物对人体无毒,获得了FDA批准,现在广泛应用于医学材料领域。
实验方法:
聚乙交酯-聚己内酯共聚物支架的消毒与保存:聚乙交酯-聚己内酯共聚物用剪刀裁剪成正方形的片状物 (1.0 cm×1.0 cm×0.1 cm),60Co照射消毒。
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SD大鼠骨髓间充质干细胞分离培养、形态观察:麻醉后颈椎脱臼法处死SD大鼠,体积分数75%乙醇浸泡 3-5 min。
取出双侧股骨和胫骨,用DMEM液反复冲洗骨髓腔直到发白,收集细胞悬液离心(1 500 r/min,10 min),弃上清液,加入完全培养液(DMEM,体积分数10%胎牛血清,100 U/mL青霉素,100 U/mL链霉素)后接种到25 cm2塑料培养瓶中,置于37 ℃,体积分数5%CO2饱和湿度培养箱培养。72 h全量换液,以后间隔三四天换液。消化传代以0.25%胰蛋白酶-0.02%EDTA混合液消化细胞,将一个培养瓶的细胞液分装到2个25 cm2培养瓶内继续培养,此为第1代。取第3代细胞备用。
骨髓间充质干细胞的体外标记:取第3代骨髓间充质干细胞,消化细胞后离心。弃上清液,加入5 mL培养液,加入DAPI(50 mg/L)。培养箱培养30 min。将标记好的骨髓间充质干细胞弃上清液,重悬于1 mL的培养液,调整细胞密度为2×106/cm2。
骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片的制备:聚乙交酯-聚己内酯共聚物在培养液中水化1 h,吸干水分。将标记好骨髓间充质干细胞悬液(2×106/cm2) 1 mL缓慢滴注于预先制备好的聚乙交酯-聚己内酯共聚物上,并加入2 mL培养液,移入培养箱中培养2 d。将骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片40 g/L多聚甲醛固定 24 h,流水冲洗标本,梯度浓度乙醇中逐级脱水,二甲苯透明,置入融蜡箱中,浸透石蜡,凝固成块。在切片机上将蜡块切成5 μm的薄片贴到载玻片,于恒温箱烘干。将载玻片放入二甲苯中2次,每次5 min,脱去石蜡。依次放入梯度浓度的乙醇中轻微振荡,每次3 min。蒸馏水洗去乙醇。苏木精染色5 min,流水冲洗1 min。体积分数1%盐酸乙醇分化10 s,再用自来水冲洗10 min,伊红染液3 min,自来水冲洗3 min,依次放入梯度浓度的乙醇中轻微振荡,每次3 min,二甲苯透明3次,每次5 min,中性树胶封固,晾干。
电镜观察:取骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片,用3%戊二醛磷酸钠浸没,然后放入4 ℃冰箱固定2 h。将之前固定的标本放入0.1 mol/L磷酸钠缓冲液中轻微振荡2次,每次用15 min。依次放入梯度浓度的乙醇中轻微振荡,每次10 min。
蒸馏水洗去乙醇。用乙酸异戊酯进行交换,然后在临界点干燥喷金。超薄切片机切成超薄切片。最后用2%的醋酸铀及6%的柠檬酸铅对超薄片染色,待染色成功后在电镜下观察。
大鼠心肌梗死模型的制备:取SD大鼠,将氯胺酮 (100 mg/kg)腹腔注射,左侧胸部备皮。取仰卧位,用16 G带管芯的静脉留置针经口气管插管,拔除套管芯,接动物呼吸机辅助呼吸,呼吸频率65次/min,潮气量维持在 1.55 mL。
以手术刀片沿左前胸骨旁第4肋间隙切开胸部皮肤。钳、镊钝性分离皮下组织和肋间肌。眼睑牵开器牵开,小拉钩挡住肺组织。掀开左心耳,于左心室流出道和左心耳之间的心肌组织用7-0手术线结扎,肉眼可见左心室前壁表面部分变为苍白色,室壁运动减弱。
骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片移植入正常的心肌组织:SD大鼠麻醉,插管,开胸,同心肌梗死模型的制作。将骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片用7-0手术线沿左室心肌组织四周间断缝合4针固定,检查无出血后,逐层关胸。移植后第1,5周取材。
骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片移植入梗死后心肌组织:SD大鼠麻醉、气管插管,开胸并打开心包同心梗模型的制作。将骨髓间充质干细胞-聚乙交酯-聚己内酯共聚物补片用7-0手术线在心肌梗死周围四角缝合4针固定,检查无出血后,逐层关胸。移植后第5周取材。
心肌组织标本制备:取补片移植后的SD大鼠,颈椎脱臼法处死,迅速开胸取出心脏,以预冷生理盐水冲洗。将移植区剪分为2部分,一部分用SAKURATissue-TekOCT包埋剂包埋,-20 ℃冰箱中冻;另一部分用于苏木精-伊红染色。
在冰冻切片机上将冻存的标本切成5 μm厚度的切片,然后把切片在室温下避光放置20-30 min风干,-70 ℃冰箱中避光保存以备荧光检测。
组织标本苏木精-伊红染色:心肌组织放入40 g/L多聚甲醛中固定24 h。标本流水冲洗,放入梯度浓度乙醇中逐级脱水。放入二甲苯中进行透明,浸透石蜡等待凝固成块。在切片机上将蜡块切成5 μm的薄片,在温水中烫平,然后将薄片贴到载玻片,于恒温箱烘干。将载玻片放入二甲苯2次,每次5 min,脱去石蜡。放入梯度浓度乙醇中轻微振荡,每次3 min。蒸馏水洗去乙醇。苏木精染色5 min,流水冲洗1 min。体积分数1%盐酸乙醇分化10 s,自来水冲洗 10 min,伊红染液3 min,自来水冲洗3 min。放入梯度浓度的乙醇中轻微振荡,每次3 min。二甲苯透明3次,每次 5 min。中性树胶封固,晾干。
心肌梗死组织标本Masson Trichrome染色:梗死后SD大鼠心肌组织石蜡切片脱蜡至水;1%地衣红染液50 min;蒸馏水洗3 min;苏木精染液10 min,流水冲洗1 min,返蓝后光镜下观察;蒸馏水洗3 min;丽春红酸性复红染液 10 min;0.2%冰醋酸水溶液洗5 min;1%磷钼酸水溶液分化处理;0.2%冰醋酸水溶液洗5 min;0.2%亮绿染液洗片刻;0.2%冰醋酸水溶液洗3 min;依次放入梯度浓度的乙醇中轻微振荡,每次3 min;二甲苯透明3次,每次5 min。中性树胶封固,晾干。
主要观察指标:体外构建骨髓间充质干细胞-聚乙交 酯-聚己内酯共聚物补片在正常心肌组织和梗死后心肌组织的生长情况。