文题释义:
背景:近年来鹿茸干细胞及外泌体促进急性皮肤损伤修复的研究得到了越来越多的关注,但外泌体复合水凝胶促进烫伤修复的效果和机制仍不清楚。
结果与结论:①鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶能显著提高大鼠深度烫伤的愈合速度,并通过促进皮肤附属结构的再生、增加真皮厚度和促进胶原累积来提高伤口愈合质量;②鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶组创面愈合组织中肌成纤维细胞数量显著降低,新生血管和M2巨噬细胞数量显著增加;③鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶组创面愈合组织中转化生长因子β3和Ⅲ型胶原的mRNA水平显著高于空白组,转化生长因子β1、基质金属蛋白酶3和Ⅰ型胶原的mRNA水平显著低于空白组,与骨髓间充质干细胞外泌体复合水凝胶组和人表皮生长因子凝胶组并无显著差异。综上所述,鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶能提高大鼠深度烫伤的愈合速度和愈合质量,这可能是通过抑制成纤维细胞生成,促进血管生成、巨噬细胞M2极化和调节胶原生成/降解基因的表达实现的。
https://orcid.org/0000-0002-4336-941X (孙红梅)
中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程
背景:活髓保存疗法是治疗深龋等口腔常见疾病的主要疗法之一,盖髓材料的抗菌性能对疗效至关重要。目前常用的盖髓材料抗菌性较弱并会激起牙髓组织一定的炎症反应,从而导致治疗失败。
结果与结论:①通过CCK-8与抑菌圈实验结果确定纳米银-还原氧化石墨烯的最佳质量浓度为12.5 μg/mL,通过CCK-8实验确定Gap19的最佳浓度为20 μmol/L;②扫描电镜下可见AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶呈褶皱多孔状,纳米银在水凝胶表面及内部均有负载;能谱分析结果显示纳米银-还原氧化石墨烯与Gap19成功负载至水凝胶上;③4种水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌均具有明显的抑制作用,并且以纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶的抗菌作用最显著,说明AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶作为一种新型盖髓材料具备明显的抗菌作用。
https://orcid.org/0009-0003-3823-307X (李若彤)
背景:骨质疏松症是牙种植治疗的高风险因素,制备缓释阿仑膦酸钠的组织工程支架应用于骨质疏松患者口腔种植手术是当前口腔骨组织工程研究热点。
结果与结论:①表征结果显示,随着水凝胶膜中聚乙烯醇质量的增加,水凝胶膜的结构密度增加、孔隙率减少,水接触角(均在90°以内)、断裂伸长率与抗压强度增大,平衡溶胀率降低,对大鼠骨髓间充质干细胞的增殖均无影响,单纯壳聚糖水凝胶膜可促进大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,3∶7、5∶5比例复合水凝胶膜不影响大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,单纯聚乙烯醇水凝胶膜、7∶3比例复合水凝胶膜抑制大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,综合以上结果,选择5∶5复合水凝胶膜作为阿仑膦酸钠的载体。②CCK-8检测结果显示,含0.4,1.2 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜无细胞毒性;CD44免疫荧光染色结果显示,含0.4 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜不影响大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,含1.2,2.0 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜抑制大鼠骨髓间充质干细胞的黏附;含0.4,1.2,2.0 mg/L阿仑膦酸钠的壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜在最初6 h内爆发性释放阿仑膦酸钠,此后均匀稳定地释放阿仑膦酸钠,释放时间达96 h以上。③结果表明,5∶5比例的壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜具有良好的理化性能、细胞相容性,可以作为阿仑膦酸钠的缓释载体。
https://orcid.org/0009-0005-0302-8257 (胡晨)
背景:基质胶是当前培养肿瘤类器官的主要材料,但单纯基质胶不足以在体外模拟肿瘤生长的力学环境;在基质胶基础上引入海藻酸盐材料可提升水凝胶刚度,但水凝胶力学性能在长期培养中难以维持稳定。
结果与结论:①海藻酸钠的加入有效提高了水凝胶的力学强度。②随着乳腺癌类器官培养时间的延长,水凝胶的力学强度均降低,培养第13天,中、高刚度水凝胶在含钙离子培养环境中的力学性能均显著高于在不含钙离子培养环境中的力学性能(P < 0.05),低刚度水凝胶在两种培养环境中的力学性能无明显变化(P > 0.05)。在长期培养中(13 d),中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官随水凝胶力学性能的下降由圆形转化为梭形,而引入钙离子后两组乳腺癌类器官形态不随培养时间延长而改变。在培养环境中引入钙离子对低刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率无影响,但可提升中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率。③在不含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,3组水凝胶组间的IC50无明显差异(P > 0.05);在含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官的细胞活力强于低刚度水凝胶组,IC50高于低刚度水凝胶组(P < 0.05)。④结果表明,在乳腺癌类器官培养体系中引入钙离子可维持基质胶-海藻酸钠水凝胶的力学性能。
https://orcid.org/0009-0009-6783-0002(林志光);https://orcid.org/0000-0002-7403-1382(于炜婷);https://orcid.org/0000-0002-1644-4496(梁珊珊)
文题释义: 富血小板纤维蛋白:是一种从血液中提取的生物材料,富含血小板、白细胞及各种生长因子(如血小板衍生生长因子、转化生长因子β、表皮生长因子等),被广泛应用于组织修复和再生医学。与传统的富血小板血浆相比,富血小板纤维蛋白在制备过程中避免了高离心力处理,保留了更多的白细胞和生长因子,特别是纤维蛋白网状结构,能够更好地支持细胞的生长和迁移。 皮肤组织工程:是一种利用生物工程技术以修复、替代或改善皮肤功能的医学领域,包括细胞培养、支架材料、生长因子等多个方面的研究,旨在构建出具有生理功能的皮肤替代品。 背景:目前甲基丙烯酰化明胶及其复合材料在皮肤创面修复领域得到广泛应用,但单一功能敷料仅提供一些被动保护作用,缺乏如杀灭细菌微生物或调节内源性因子以促进皮肤创面愈合的功能。可注射富血小板纤维蛋白含有高浓度的细胞因子,可促进皮肤创面愈合。 目的:观察负载可注射富血小板纤维蛋白的甲基丙烯酰化明胶水凝胶对皮肤创面愈合的影响。 方法:①从大鼠静脉血中分离提取可注射的富血小板纤维蛋白,将等体积的甲基丙烯酰化明胶与可注射富血小板纤维蛋白混合制备甲基丙烯酰化明胶/可注射富血小板纤维蛋白水凝胶(记为GelMA/i-PRF水凝胶),同时制备单纯甲基丙烯酰化明胶水凝胶(记为GelMA水凝胶),表征水凝胶的形态结构、溶胀性与降解特性。将金黄色葡萄球菌(或大肠杆菌)分别接种于GelMA水凝胶、GelMA/i-PRF水凝胶表面,检测水凝胶的抗菌性能。将L929细胞分别接种于两种水凝胶表面,通过CCK-8实验、活/死细胞染色与划痕实验检测细胞增殖、活力与迁移能力。②在9只SD大鼠背部制作直径10 mm的全层皮肤缺损创面,随机分3组干预:对照组缺损部位注射PBS,其余两组缺损部位分别注射GelMA水凝胶、GelMA/i-PRF水凝胶,术后11 d内观察创面愈合情况,11 d后取材进行苏木精-伊红、天狼星红染色。 结果与结论:①GelMA/i-PRF水凝胶内部具有良好的孔隙结构,平均孔径(111.4±10.4) µm,表面粗糙度与溶胀率大于GelMA水凝胶,降解性能与GelMA水凝胶相比无明显差异。相较于GelMA/水凝胶,GelMA/i-PRF水凝胶具有更强的抗菌能力,可促进L929细胞增殖、提高细胞活力与迁移能力。②相较于GelMA/水凝胶,GelMA/i-PRF水凝胶可促进大鼠皮肤创面愈合,提高皮肤创面愈合质量。③甲基丙烯酰化明胶/可注射富血小板纤维蛋白水凝胶可通过促进成皮肤纤维细胞的增殖、迁移加速皮肤创面的愈合,提高皮肤创面愈合质量。 https://orcid.org/0009-0007-7012-1747 (魏冬冬)
背景:细胞衰老是骨关节炎的重大危险因素之一,目前尚无广泛认可的针对衰老细胞的抗骨关节炎治疗策略。
结果与结论:①CCK-8检测、活/死染色结果显示,RAPA@Lipo与RAPA@Lipo@MS均具有良好的生物相容性;②与正常对照组相比,造模组细胞p62蛋白表达升高(P < 0.05),Ⅱ型胶原蛋白表达降低(P < 0.05),白细胞介素6、基质金属蛋白酶13及ADAMTS-5的mRNA表达升高(P < 0.05),Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖mRNA表达降低(P < 0.05);与造模组比较,RAPA@Lipo@MS组p62蛋白表达降低(P < 0.05),Ⅱ型胶原蛋白表达升高(P < 0.05),白细胞介素6、基质金属蛋白酶13及ADAMTS-5的mRNA表达降低(P < 0.05),Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖mRNA表达升高(P < 0.05);③结果表明,RAPA@Lipo@MS通过增强自噬控制体内细胞质量、减少体内的衰老细胞,局部清除骨关节炎中的衰老细胞和衰老相关分泌表型因子,以此减缓骨关节炎的进展,创造一个促再生的软骨微环境。
https://orcid.org/0009-0008-1808-9871 (李文铭)
文题释义: 脱细胞真皮基质:通过脱细胞方法去除真皮组织中具有免疫原性的各种细胞,选择性地保留有生物活性的细胞外基质。脱细胞真皮基质具有良好的生物相容性和可降解性,是一种理想的伤口敷料,临床应用潜力巨大。 水凝胶:是一种以水为分散介质、具有三维网络结构的高分子材料,具有良好的生物相容性、药物负载和缓释特性、独特的多孔结构、渗透性和亲水性,水凝胶能够模仿天然细胞外基质并为细胞提供适宜的微环境,一直是医疗组织工程研究的热点。 背景:促进皮肤创面愈合是全球公共卫生面临的巨大挑战,为促进创面更快、更高质量愈合还需挖掘更具优势的敷料以应对这一难题。 目的:探讨脱细胞真皮基质水凝胶的止血性能以及对皮肤创面愈合的影响。 方法:①制备脱细胞真皮基质水凝胶,分析其与脱细胞真皮基质微观形貌和主要成分的差异。②使用脱细胞真皮基质水凝胶与壳聚糖水凝胶分别覆盖大鼠股动脉穿刺口,记录出血量与凝血时间。将脱细胞真皮基质水凝胶与壳聚糖水凝胶分别与大鼠抗凝血混合,检测 30 min内的凝血指数。③在18只SD大鼠背部制作直径12 mm的皮肤全层缺损模型,随机分3组处理,每组6只:模型组使用PBS清洗创面,对照组、实验组分别使用壳聚糖水凝胶、脱细胞真皮基质水凝胶覆盖创面,每天更换水凝胶敷料,连续处理14 d,观察创面愈合情况。造模后第3天,进行创面诱导型一氧化氮合酶(M1型巨噬细胞)与CD206(M2型巨噬细胞)免疫荧光染色;造模后第14天,进行创面苏木精-伊红染色、Masson染色与CD31免疫组化染色。 结果与结论:①扫描电镜下可见脱细胞真皮基质水凝胶呈多孔结构,傅里叶变换红外光谱显示其与脱细胞真皮基质的主要成分相同。②脱细胞真皮基质水凝胶与壳聚糖水凝胶均有明显的体内止血能力;体外凝血实验中,脱细胞真皮基质水凝胶的凝血指数显著高于壳聚糖水凝胶。③在大鼠皮肤全层缺损模型中,脱细胞真皮基质水凝胶与壳聚糖水凝胶均可提高创面愈合率。苏木精-伊红与Masson染色结果显示,脱细胞真皮基质水凝胶可减轻创面中心部位炎症细胞浸润,脱细胞真皮基质水凝胶与壳聚糖水凝胶均可减小瘢痕宽度、提升胶原沉积率。CD31免疫组化染色结果显示两种水凝胶均可促进创面部位血管生成。免疫荧光染色结果显示,两种水凝胶均可降低M1型巨噬细胞比例、提升M2型巨噬细胞比例,并且脱细胞真皮基质水凝胶的作用强于壳聚糖水凝胶。④结果表明,脱细胞真皮基质水凝胶具有良好的止血性能与促创面愈合能力。
https://orcid.org/0009-0006-0140-9256 (刘晓红)
文题释义: 功能化导电水凝胶:是由导电材料和交联水凝胶聚合物网络组成,具有类组织的力学性能和与组织的电相互作用能力。在损伤区植入功能化导电水凝胶可以通过重塑脊髓损伤的微环境,促进轴突再生和神经元回路的生成。 无细胞脂肪提取物:是一种从人皮下脂肪组织中提取的非细胞液,不含细胞成分和脂质残留物,无免疫原性,生物安全性好。无细胞脂肪提取物的成分类似于干细胞旁分泌因子,这些因子可促进新生血管形成并具有抗炎作用,还可促进细胞增殖和胶原蛋白分泌。 背景:导电水凝胶有助于脊髓内的内源性神经再生、抑制胶质纤维化形成并建立神经桥网络,可促进脊髓半切损伤模型大鼠运动功能的恢复,但其减轻脊髓损伤后炎症反应的能力有限。无细胞脂肪提取物具有免疫调节和促进组织再生作用。 目的:探讨负载无细胞脂肪提取物超分子导电水凝胶在大鼠脊髓损伤修复中的作用。 方法:①从SD大鼠腹股沟脂肪组织中提取无细胞脂肪提取物。分别制备琼脂/明胶水凝胶与琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、流变性、溶胀率与导电性。制备负载无细胞脂肪提取物的琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶,检测水凝胶的体外释药性能。②取80只SD大鼠建立脊髓损伤半切模型,随机分4组干预:模型组(n=20)不进行任何干预,普通水凝胶组(n=20)、导电水凝胶组(n=20)、载药导电水凝胶组(n=20)损伤脊髓部位分别植入琼脂/明胶水凝胶、琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶及负载无细胞脂肪提取物的琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶。术后第42天,利用BBB评分和斜板实验评估大鼠右侧后肢运动功能情况,苏木精-伊红染色观察大鼠脊髓损伤组织形态,免疫荧光检测脊髓损伤中心CD86、CD206、微管相关蛋白2、微管蛋白βⅢ、硫酸软骨素56、神经丝蛋白200及髓鞘碱性蛋白表达,牢固蓝染色与透射电子显微镜评估轴突髓鞘再生程度;术后14 d,ELISA法检测损伤脊髓组织中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素10和白细胞介素6水平。 结果与结论:①琼脂/明胶水凝胶与琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶呈相互连接的多孔结构,具有较高的孔隙率与流变性,琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶的孔径、溶胀率低于琼脂/明胶水凝胶(P < 0.05),导电率高于琼脂/明胶水凝胶(P < 0.05)。浸泡于PBS中后,无细胞脂肪提取物从琼脂/明胶/聚吡咯水凝胶表现出缓慢且持续的释放,5 d的累积释放率约为31%。②相较于其他3组,载药导电水凝胶组大鼠后肢运动功能得到明显改善,脊髓损伤区域囊腔面积显著减少,脊髓组织中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素6水平下降及白细胞介素10水平升高,CD86与硫酸软骨素56表达显著降低,CD206、微管相关蛋白2、微管蛋白βⅢ、神经丝蛋白200及髓鞘碱性蛋白表达显著升高,髓鞘再生明显。结果表明载药导电水凝胶降低了大鼠损伤脊髓组织中小胶质细胞/巨噬细胞的活性和促炎因子的表达、促进内源性神经干细胞分化为神经元,最终促进轴突再生、再生轴突髓鞘形成及神经功能恢复。 https://orcid.org/0009-0007-1729-0437(杨标)
文题释义: 葛根素:葛根是中国具有悠久使用历史的中药之一,葛根素是从葛根中提取的异黄酮类化合物,是葛根重要的活性成分。葛根素已被证明具有多种功效,如改善心血管功能、防治神经退行性疾病、降血糖血脂、抗肿瘤、抗炎、进行免疫调节等,在临床上具有广泛的应用范围。 双网络可注射水凝胶:水凝胶是一种由化合物通过化学键组成的、具有三维网状立体结构的材料,已被广泛运用到各领域。水凝胶网络分为单网络与双网络结构,双网络水凝胶通过引入2种不同性质的网络发生协同作用,显著提升水凝胶的综合性能,在生物医学领域的应用具有巨大潜力。 背景:水凝胶作为一种基于湿性愈合理论开发的新型敷料,为创面提供适宜湿度环境、为细胞迁移和组织再生提供足够空间和机械支撑,还可作为药物、生长因子、细胞、纳米颗粒的载体,在生物医学领域应用广泛。葛根素具有抗氧化、抗炎、促血管生成等作用,但脂溶性和水溶性欠佳,临床应用受限。 目的:制备负载葛根素的双网络水凝胶,评估水凝胶对细胞行为及动物创面愈合的影响。 方法:①将葛根素溶液(0.5 mg/mL)加入羧甲基壳聚糖-苯硼酸溶液中,分别制备单网络的海藻酸钠-呋喃/双马来酰亚胺水凝胶、羧甲基壳聚糖-苯硼酸-表没食子儿茶素没食子酸酯水凝胶,将2种单网络水凝胶按照原料的不同体积比例混合制备负载葛根素的双网络水凝胶,未负载葛根素的H0水凝胶中,海藻酸钠-呋喃、羧甲基壳聚糖-苯硼酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、马来酰亚胺-马来酰亚胺的体积比为25∶40∶8∶3,负载葛根素的H1、H2、H3、H4、H5水凝胶中,海藻酸钠-呋喃、羧甲基壳聚糖-苯硼酸(含葛根素)、表没食子儿茶素没食子酸酯、马来酰亚胺-马来酰亚胺的体积比分别为25∶30∶6∶3、25∶40∶8∶3、25∶50∶10∶3、25∶60∶12∶3、25∶70∶14∶3。表征水凝胶的微观形貌、力学性能、黏附性、溶胀性能、降解性能及药物释放性能,检测水凝胶对大肠杆菌的抑制作用,检测水凝胶对L929细胞增殖与迁移的影响。②在9只SD大鼠背部制备直径1 cm的圆形全层皮肤缺损创面,每只制作3个创面,对照组(n=3)创面注射生理盐水,H0组(n=3)创面注射H0水凝胶,H3组(n=3)创面注射H3水凝胶,观察创面愈合情况。创面造模后3,7 d取材,分别进行苏木精-伊红、Masson与CD31免疫组化染色。 结果与结论:①负载葛根素的双网络水凝胶可以成胶,扫描电镜扫描下可见水凝胶微孔密集、孔数多、孔径小,具有可注射性、组织黏附性和力学性能;负载葛根素的双网络水凝胶吸水能力较强,降解速度较缓慢,能够保持形态与体积的稳定,对pH值和葡萄糖有响应性,可稳定释放负载其中的葛根素;负载葛根素的双网络水凝胶可促进L929细胞的增殖及迁移,抑制大肠杆菌的生长繁殖。②相较于对照组、H0组,H3组创面愈合速率较快,造模后7 d的创面愈合率高达70%。造模后7 d的苏木精-伊红、Masson与CD31免疫组化染色结果显示,相较于对照组、H0组,H3组创面创面肉芽组织生长、胶原积累和血管新生最多。③结果表明,负载葛根素的双网络水凝胶具有良好的生物相容性与释药性能,可促进L929细胞的生长与迁移以及大鼠全层皮肤缺损的愈合。 https://orcid.org/0009-0002-6182-7426 (姚茵璇)
文题释义: 外泌体:是大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜,直径为30-150 nm。外泌体能够参与细胞通讯与物质交换,影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。 MicroRNA(miRNA):是一种非编码的小RNA,能够靶向结合mRNA的3’非翻译区并抑制其翻译,或者与翻译区结合降低信息的传导。 背景:研究表明,外泌体与miR-424-5p模拟物可促进血管生成并改善子宫内膜损伤,但通过宫腔给药后外泌体很难附着于子宫内膜壁上,缩短了外泌体保留时间,导致外泌体不能充分发挥生物学效应。因此,近年来多采用生物支架材料递送外泌体,使外泌体在损伤部位持续发挥生物学效应。 目的:观察miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙姆407水凝胶对人脐静脉内皮细胞增殖、迁移与成血管的影响,以及在大鼠子宫内膜损伤中的治疗作用。 方法:通过慢病毒转染的方法将miR-424-5p转染至大鼠骨髓间充质干细胞中,随后从骨髓间充质干细胞上清液中提取外泌体并进行鉴定。采用RT-qPCR检测未转染组、转染慢病毒组及转染空载体组外泌体中miR-424-5p表达,以验证转染成功。分别制备泊洛沙姆407水凝胶、外泌体/泊洛沙姆407水凝胶、miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙姆407水凝胶,与人脐静脉内皮细胞共培养后检测细胞增殖、迁移与毛细血管网形成情况。将35只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、水凝胶组、未转染外泌体水凝胶组、转染外泌体水凝胶组,每组7只,除假手术组外,其余4组建立子宫内膜损伤模型,并给予对应的水凝胶治疗,模型组不进行治疗。术后14 d取材,进行子宫内膜形态结构、血管生成与容受性指标检测。 结果与结论:①体外细胞实验结果显示,外泌体/泊洛沙姆407水凝胶、miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙姆407水凝胶均可促进人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移与毛细血管网形成,并且miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙姆407水凝胶的促进作用更显著;②动物实验结果显示,外泌体/泊洛沙姆407水凝胶、miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙407水凝胶可增加子宫内膜的厚度与腺体数量,抑制纤维化,促进血管形成及容受性指标的表达,对子宫内膜损伤均具有良好的治疗作用,并且miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙407水凝胶的治疗作用更加显著。结果表明,miR-424-5p修饰外泌体/泊洛沙姆407水凝胶可促进人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移与成血管,以及促进大鼠损伤子宫内膜的组织再生、血管形成并改善容受性,发挥潜在的治疗作用。 https://orcid.org/0009-0005-2625-1187(孔小娟)
文题释义: 富血小板血浆:是一种从血液中提取的浓缩血浆,富含血小板和生长因子,可促进细胞的增殖和血管生成、加速创面愈合过程、减少瘢痕形成、改善创面整体愈合质量。 金属有机框架:是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位作用构成的多孔材料,具有高度可调的孔结构和大比表面积,是理想的药物传递载体。 背景:糖尿病创面中的过量活性氧和细菌感染会干扰细胞活性和功能,增加创面愈合难度,同时缺乏生物活性物质也是导致创面难愈合的重要因素。 目的:探讨金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶在氧化应激环境下对细胞的保护作用和体外抗菌活性,以及在糖尿病感染创面修复中的作用。 方法:将氧化锰和银纳米颗粒加载到UIO-66-NH2上制备金属有机框架,随后制备金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶,表征该水凝胶的结构、形貌以及对NIH-3T3成纤维细胞增殖、形态的影响;在H2O2诱导的氧化应激环境下,表征该水凝胶对 NIH-3T3成纤维细胞增殖、活性、活性氧水平、细胞周期及细胞迁移的影响;表征该水凝胶在体外对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑制作用。取12只SD大鼠,通过腹腔注射链脲佐菌素的方法建立糖尿病模型,验证造模成功后在大鼠背部制作1个圆形(直径20 mm)全层皮肤创面并滴注金黄色葡萄球菌悬液,12 h后随机分2组干预:对照组(n=6)创面采用纱布包扎,实验组创面采用金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶覆盖并以纱布包扎,定期观察创面愈合情况;治疗第14天取材,苏木精-伊红染色与Masson染色观察创面愈合质量。 结果与结论:①金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶中的各组分相互交联,呈现均匀的网络结构,可促进NIH-3T3成纤维细胞增殖且不影响细胞形态;在氧化应激环境下,该水凝胶可降低NIH-3T3成纤维细胞内活性氧水平与死亡细胞数量、逆转细胞周期停滞、提升细胞增殖率与迁移能力;该水凝胶可显著抑制金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的生长。②糖尿病大鼠感染创面修复实验显示,金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶可促进创面的修复,提升创面愈合质量。③结果表明,金属有机框架/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠/富血小板血浆水凝胶能够保护细胞免受过量活性氧的影响,提高细胞在氧化应激环境中的活性及功能表达,显著促进糖尿病大鼠感染创面的愈合。 https://orcid.org/0009-0006-3422-3458 (刘宏杰)
文题释义: 海藻酸锶水凝胶:通过海藻酸钠与锶离子交联形成的一种水凝胶,具有疏松多孔的结构。 去铁胺:是FDA批准的一种铁螯合剂,能通过激活缺氧诱导因子1α信号通路促进血管生成,从而促进骨再生。 背景:近年来,海藻酸盐水凝胶被广泛应用于骨组织工程中,以促进骨的再生。研究表明,去铁胺可促进血管生成和骨再生。 目的:构建海藻酸锶/去铁胺水凝胶,分析该水凝胶的促血管形成与骨再生能力。 方法:①采用化学交联法制备海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶,扫描电镜观察水凝胶的微观形貌。将海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过活死细胞染色和CCK-8检测评估水凝胶的细胞毒性。将两种水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析成骨分化情况。将两种水凝胶浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析血管形成情况。②在18只SD大鼠颅骨部位制作5 mm的圆形骨缺损,随机分3组干预,每组6只,对照组不进行任何干预,其余两组分别注射海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶。术后8周,通过Micro-CT检测与苏木精-伊红、Masson染色分析骨修复情况。 结果与结论:①扫描电镜下可见两种水凝胶均呈疏松多孔的结构;活死细胞染色和CCK-8检测显示,两种水凝胶无细胞毒性;碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析显示,两种水凝胶均可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化;小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析显示,相较于海藻酸锶水凝胶,海藻酸锶/去铁胺水凝胶可促进血管形成。②大鼠颅骨缺损实验Micro-CT检测显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成明显多于对照组、海藻酸锶组;苏木精-伊红、Masson染色显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成与胶原沉积明显优于对照组、海藻酸锶组。③结果表明,海藻酸锶/去铁胺水凝胶具有良好的促血管形成与骨再生能力。 https://orcid.org/0009-0007-9003-0228 (王浩)
文题释义: 感染性骨缺损:是由严重创伤、术后感染、慢性骨髓炎或骨肿瘤切除术后导致的骨组织缺损,同时伴随细菌感染、生物膜形成及骨组织修复受损。感染性骨缺损的病理特征包括局部炎症反应增强、骨组织破坏加剧及骨再生受阻。 多功能水凝胶:是一种集抗菌、抗炎、血管生成、成骨诱导等两种或多种功能于一体的生物材料,因高含水性、良好的生物相容性和可控释放能力在骨修复与感染控制领域具有广泛应用。近年来,功能化水凝胶通过整合抗菌金属离子、生物活性分子或纳米材料能够在感染性骨缺损修复中发挥抗菌与促进骨再生的双重作用。 背景:开发既能在早期有效抗菌又能在后期促进骨再生的时序性功能生物材料,是解决感染性骨缺损治疗难题的关键。 目的:构建双离子时序释放多功能水凝胶,评估该水凝胶的抗菌与促骨再生功能。 方法:①采用表面活性剂模板法合成含锶介孔生物玻璃,通过金属-配体配位交联原理制备硫代透明质酸;将硫代透明质酸溶解于去离子水中,逐滴加入含锶介孔生物玻璃,混合均匀后缓慢滴加硝酸银溶液,搅拌15 min后得到双离子时序释放多功能水凝胶(记为SHA-Ag/SBG水凝胶)。表征SHA-Ag/SBG水凝胶的微观形貌、Sr2+及Ag+缓释性能与溶胀性能。②将金黄色葡萄球菌或大肠杆菌分别与SHA-Ag/SBG水凝胶、透明质酸水凝胶、硫代透明质酸水凝胶、载Ag+硫代透明质酸水凝胶共培养,以单独培养的细菌为对照,通过细菌涂板实验评估水凝胶的抗菌性能。③将大鼠骨髓间充干细胞分别与SHA-Ag/SBG水凝胶、透明质酸水凝胶、硫代透明质酸水凝胶、载Ag+硫代透明质酸水凝胶共培养,以单独培养的细胞为对照,成骨诱导后,通过活/死染色评估水凝胶的细胞相容性,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色、成骨相关基因检测评估水凝胶的促成骨性能。④在40只SD大鼠股骨髁内侧制备直径2 mm贯穿皮质骨的圆形骨缺损,随机分4组干预:正常对照组(n=10)不进行感染处理,模型组(n=10)骨缺损处注射金黄色葡萄球菌悬液模拟感染,对照组(n=10)骨缺损处注射金黄色葡萄球菌悬液后注射载Ag+硫代透明质酸水凝胶,实验组(n=10)骨缺损处注射金黄色葡萄球菌悬液后注射SHA-Ag/SBG水凝胶。术后4,12周取材,分别进行Micro-CT检测与苏木精-伊红、Masson、Giemsa染色。 结果与结论:①SHA-Ag/SBG水凝胶呈现良好的三维多孔结构,具有良好的溶胀性能;离子释放率实验显示,SHA-Ag/SBG水凝胶中Ag+早期释放较快,3 d后逐渐稳定;Sr2+释放较缓慢,7 d后才开始逐步释放,展示出双离子顺序释放抗菌促骨再生特性。②SHA-Ag/SBG水凝胶、载Ag+硫代透明质酸水凝胶可显著抑制金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的生长,而透明质酸水凝胶、硫代透明质酸水凝胶无明显的抑菌作用。③活/死染色显示4组均无明显的细胞毒性作用。碱性磷酸酶、茜素红染色与成骨相关基因检测显示,SHA-Ag/SBG水凝胶可促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。④Micro-CT检测显示,与其他3组比较,SHA-Ag/SBG水凝胶能够有效促进大鼠感染性骨缺损的骨再生;苏木精-伊红、Masson和Giemsa染色显示,SHA-Ag/SBG水凝胶具有良好的抗菌作用,能够显著促进骨组织的恢复。 https://orcid.org/0009-0004-7246-1161(陈伟飞)
文题释义: 数字光处理3D打印:是生物3D打印系统之一,通过光聚合以逐层方式制造水凝胶支架,具有高分辨率和打印速度快速等优点。 透明质酸:是一种酸性黏多糖,以独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能,如润滑关节、调节血管壁通透性、调节蛋白质、水电解质扩散及运转、促进创伤愈合等。 背景:组织工程技术在组织与器官的修复治疗中展现出广阔的应用前景,也为处理大面积皮肤损伤提供了一种创新解决方案。然而,鉴于皮肤结构的复杂性,创建具备功能性的三维皮肤组织工程模型以模拟或替代自然皮肤仍然面临诸多挑战。 目的:开发一种成分仿生的甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤水凝胶支架,评估该支架对人脐静脉内皮细胞增殖、活性、迁移与成管的影响。 方法:利用数字光处理3D打印技术分别制备甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架和甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤基质水凝胶支架,扫描电镜下观察两种支架的微观形貌,通过Tranwell小室、划痕实验检测两种支架对人脐静脉内皮细胞迁移的影响,小管形成实验检测两种支架对人脐静脉内皮细胞成管的影响。使用两种支架的前驱液分别重悬人脐静脉内皮细胞,利用数字光处理3D打印技术分别制备含人脐静脉内皮细胞的甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架和甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤基质水凝胶支架,通过CCK-8实验、死活染色、鬼笔环肽染色检测两种支架内人脐静脉内皮细胞的增殖、活性与状态。 结果与结论:①扫描电镜下可见两种支架均呈现三维立体的多孔结构,孔与孔之间相互贯通;两种支架均可促进人脐静脉内皮细胞的迁移与成管,并且甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤基质水凝胶支架的促进作用强于甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架;②CCK-8实验结果显示,两种支架均可促进人脐静脉内皮细胞的增殖,并且甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤基质水凝胶支架内的细胞增殖更快;死活染色显示,两种水凝胶支架内的人脐静脉内皮细胞均呈均匀且立体分布状态,并且均具有较高的存活率;鬼笔环肽染色显示,人脐静脉内皮细胞在两种支架内均呈现良好的伸展状态,并且甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤基质水凝胶支架内的细胞伸展更加充分;③结果表明,甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞皮肤水凝胶支架可促进人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移与成管,具有良好的细胞相容性。 https://orcid.org/0009-0001-8428-6477(王奇飒)
文题释义: 双相磷酸钙:是由羟基磷灰石和磷酸三钙两种磷酸钙基生物陶瓷组成且与天然骨矿化程度高度相似,具备与天然骨骼成分高度相似的生物和物理特性,并展现出优秀的生物相容性和良好的机械力学性能。 性能表征:是对材料的化学成分、内部微观结构及原子排列状态和材料基本属性的检测与分析技术,包括传统的显微镜分析、X射线衍射分析、电子能谱分析等先进方法。 背景:目前,临床实践中广泛使用的根管封闭剂存在生物相容性较差和降解性不佳的缺点。 目的:制备以聚乙烯醇为黏合剂的纳米羟基磷灰石和β-磷酸三钙双相磷酸钙复合材料,表征复合材料的性能。 方法:将15%聚乙烯醇水凝胶分别与不同比例的纳米羟基磷灰石与β-磷酸三钙(纳米羟基磷灰石与β-磷酸三钙的质量比分别为30∶70,40∶60,50∶50)混合,采用冷冻干燥法制备双相磷酸钙/聚乙烯醇复合材料,同时制备30%纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇复合材料、30% β-磷酸三钙/聚乙烯醇复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪器、X射线衍射仪、X射线光电子能谱技术、傅里叶红外光谱表征各组复合材料的理化性能,采用万能力学试验机检测各组复合材料的机械力学性能。 结果与结论:①扫描电镜及X射线能量色散光谱观察到双相磷酸钙/聚乙烯醇复合材料中的纳米羟基磷灰石与β-磷酸三钙呈团簇状聚集在一起,并且C、O、Ca、P元素分布均匀;②双相磷酸钙/聚乙烯醇复合材料X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱结果显示,聚乙烯醇与纳米羟基磷灰石和β-磷酸三钙成功混合,未出现化学结构的变化;③5组复合材料的压缩极限强度与弹性模量比较差异均无显著性意义(P > 0.05),其中双相磷酸钙(40∶60)/聚乙烯醇复合材料的弹性模量最大。 https://orcid.org/0009-0000-5500-906X(邵子瑜)
文题释义: 糖尿病足溃疡:是慢性疾病糖尿病的严重并发症之一,多因神经性病变和血管病变所致,主要临床表现为下肢溃疡、感染和坏疽。糖尿病足溃疡治疗的关键在于去腐生肌、活血通络和抗菌消炎,现有治疗手段主要为抗感染、局部清创和纠正压力等,治疗效果不理想,故开发有效治疗药物具有重要的研究价值。 正交实验法:是一种用于研究多因素多水平实验设计的科学方法,利用正交表安排实验,通过分析实验结果找出最优组合,具有高效、快速、经济等优点。该文基于糖尿病足溃疡小鼠模型开展正交实验,以优选“红黄白”组方药材的用量。 背景:中药外治法在促创面愈合方面有着悠久的历史,开发有效的中药外用制剂治疗糖尿病足溃疡具有重要意义。“红黄白(红景天、黄柏、白及)”组方药材具有去腐生肌、活血通络和解毒疗疮等功效,可有效促进糖尿病足溃疡愈合,但实际应用中存在久置易分层、换药时不易清理等缺陷。 目的:优选“红黄白”凝胶的处方配比,开发稳定性良好、具有促糖尿病足溃疡愈合作用的凝胶型制剂。 方法:通过腹腔注射链脲佐菌素的方法建立C57BL/6J小鼠糖尿病模型,造模成功4周后在小鼠背部制作直径8 mm的全层皮肤缺损创面,以“红黄白”凝胶组方药材(白及6-15 g、红景天3-6 g和黄柏3-12 g)的用量为考察因素,以创面愈合率及其曲线下面积为评价指标进行L9(34)正交实验,优选“红黄白”凝胶处方的配比。将30只C57BL/6J小鼠随机分为正常对照组、模型对照组和最佳处方配比药物治疗组(平行3组),每组6只,正常对照组制作全层皮肤缺损,模型对照组制作糖尿病全层皮肤缺损,最佳处方配比药物治疗组制作糖尿病全层皮肤缺损,创面造模3 d后,正常对照组、模型对照组创面涂抹灭菌水,最佳处方配比药物治疗组创面涂抹最佳处方配比“红黄白”凝胶处方,1次/d,连续治疗12 d,以创面愈合率及其曲线下面积为评价指标验证正交实验结果。 结果与结论:正交实验结果显示,“红黄白”凝胶的最佳处方配比为白及6 g、红景天4.5 g、黄柏12 g;验证实验结果显示,最佳处方配比药物治疗组小鼠第4,6天的创面愈合率及其曲线下面积均高于模型对照组。结果表明“红黄白”凝胶的最佳处方配比为白及6 g、红景天4.5 g、黄柏12 g,此处方可有效促进糖尿病小鼠皮肤创面愈合。 https://orcid.org/0009-0000-6461-224X(高艳果)
文题释义: 丝素蛋白微载体:丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子蛋白,通过物理或化学交联可形成三维网络结构水凝胶,具有优异的生物相容性、可降解性及力学可调性。丝素蛋白独特的分子构象赋予材料多功能适配潜力,是组织工程与药物递送领域的重要载体。 淫羊藿苷:是从淫羊藿中提取出来的一种天然黄酮类化合物,属8-异戊烯基黄酮苷类化学结构,化学式为C33H40O15,具有多种生物学活性,兼具促骨形成、抗炎和抗氧化等多重药理作用,已成为骨与软组织修复领域的研究热点。 背景:中药负载生物支架一直是近几年研究的热点及难点,构建载药复合生物支架材料为腱骨愈合提供了新的思路与方法。 目的:探讨淫羊藿苷/羟基磷灰石/甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶促进腱骨愈合的作用。 方法:①分别制备甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶(记为S水凝胶)、羟基磷灰石/甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶(记为S-H水凝胶)和淫羊藿苷/羟基磷灰石/甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶(记为S-H-I水凝胶),表征水凝胶的微观形貌、理化性能、体外释药性能。②将MC3T3-E1细胞分别接种于与上述3种水凝胶表面,CCK-8法与活死染色检测细胞增殖与活性,细胞骨架染色观察细胞形态,成骨诱导后进行碱性磷酸酶染色与茜素红染色。③取18只新西兰兔,沿左侧股骨及胫骨端起止点剪断原生前交叉韧带构建骨损伤模型,沿前交叉韧带起止点做直径3 mm、长10 mm的骨隧道,随机分3组干预:空白对照组(n=6)骨隧道不植入任何材料,对照组(n=6)骨隧植入S-H水凝胶,实验组(n=6)骨隧植入S-H-I水凝胶。术后4,8周取材,分别进行苏木精-伊红染色与Msaaon染色。 结果与结论:①3组水凝胶均具有疏松多孔结构,微观形貌相似,其中S水凝胶孔径最大,S-H-I水凝胶孔径最小,3组水凝胶均表现出先快后慢的溶胀和降解特性;S水凝胶的压缩模量最大,S-H水凝胶的压缩模量最低;S-H-I水凝胶中的淫羊藿苷呈初始快速释放和后期缓慢释放特征。②CCK-8与活死染色显示,S-H-I水凝胶可促进MC3T3-E1细胞增殖并保持细胞活性;细胞骨架染色显示,S-H-I组细胞密度最高,骨架结构完整且清晰,细胞间相互连接;碱性磷酸酶染色和茜素红染色显示,S-H-I水凝胶的促成骨能力最强。③苏木精-伊红染色与Msaaon染色显示,相较于S-H水凝胶,S-H-I水凝胶可进一步促进腱骨损伤部位细胞的有序排列和组织构建、减少炎性细胞浸润、促进胶原纤维成熟和有序排列。④结果表明,淫羊藿苷/羟基磷灰石/丝素蛋白水凝胶具备良好的力学性能、生物相容性和成骨诱导能力,可促进腱骨愈合。 https://orcid.org/0009-0000-4401-9908 (詹蕾)
文题释义: MXene:是一种由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成的二维层状无机化合物,具有超薄结构和优异的物理化学性质,在光热疗法、抗菌性能、生物成像、生物传感和药物传递等领域得到广泛研究。 光热效应:指材料在接受光照射过程中通过光子能量与晶格相互作用引发温度升高,这种机制能够高效地将光能转化为热能,在医药、能源领域等方面发挥重要作用。 背景:作为一种类似细胞外基质的高含水量聚合物,水凝胶由于良好的生物相容性被广泛应用于各种组织修复,然而单纯水凝胶难以满足临床的复杂情况,如细菌感染、组织再生速度慢等问题,故需要开发具有生物功能的复合水凝胶。 目的:开发具有高效抗菌性能的甲基丙烯酸酰化明胶/MXene/过氧化钙水凝胶,评价该水凝胶的体外光热效应和抗菌性能。 方法:①分别制备甲基丙烯酸酰化明胶溶液、含300 μg/mL MXene的甲基丙烯酸酰化明胶溶液、含5 mg/mL过氧化钙的甲基丙烯酸酰化明胶溶液与含300 μg/mL MXene+5 mg/mL过氧化钙的甲基丙烯酸酰化明胶溶液,加入光引发剂后在365 nm波长紫外光下照射固化5 min,分别得到甲基丙烯酸酰化明胶水凝胶(记为G水凝胶)、甲基丙烯酸酰化明胶/300 μg/mL MXene水凝胶(记为GX水凝胶)、甲基丙烯酸酰化明胶/过氧化钙水凝胶(记为GC水凝胶)、甲基丙烯酸酰化明胶/MXene/过氧化钙水凝胶(记为GXC水凝胶),表征4组水凝胶的表面形貌、光热性能。 将GC、GXC水凝胶分别浸泡在 PBS中,振动孵育后检测Ca2+释放行为。②将金黄色葡萄球菌悬液分别加入4组水凝胶中共培养,以单独培养的菌液为对照,采用近红外激光(808 nm,1.5 W/cm2)照射5 min(或者不进行近红外激光照射),通过扫描电镜观察、涂布平板法、活/死染色、5-氰基-2,3-二甲苯基四氮唑氯化物(CTC)染色与活性氧染色检测水凝胶的抗菌性能。③将4组水凝胶分别与大鼠红细胞悬液共孵育,检测溶血率。将4组水凝胶分别与成骨前体细胞MC3T3-E1(或小鼠成纤维细胞L929)共培养,CCK-8检测细胞存活率,活/死染色检测细胞活性。 结果与结论:①扫描电镜下可见4组水凝胶都具有疏松的多孔结构,其中G、GX水凝胶孔隙表面较光滑,GC、GXC水凝胶孔隙表面较粗糙。经近红外激光照射后,GX、GXC水凝胶具有良好的光热性能与光热稳定性,可满足后续光热抗菌需求。GC、GXC水凝胶均能慢释放Ca2+长达20 d。②描电镜观察、涂布平板法、活死染色、CTC染色与活性氧染色检测显示,在无近红外激光照射下,GC、GXC水凝胶展现出良好的抗菌性能;经近红外激光照射后,GX、GC、GXC水凝胶展现出良好的抗菌性能,并且GX、GXC水凝胶的抗菌性能较无近红外光照射情况下显著提高。③4组水凝胶的溶血率均低于5%,具有良好的血液相容性。活/死染色与CCK-8检测显示,4组未显著影响MC3T3-E1细胞与L929细胞存活率与活性,具有良好的细胞相容性。④结果表明,甲基丙烯酸酰化明胶/MXene/过氧化钙水凝胶具有良好的抗菌性能与生物相容性。 https://orcid.org/0009-0000-5470-8088 (崔杰)
文题释义: 树枝状两亲性肽:是近年来发展起来的一类新型高分子肽支架材料,由亲水性肽列及疏水性脂肪族长烷基链构成,亲水性的肽列可以连接活性结构,自组装成超分子纳米结构,形成扭曲的条带状和高纵横比的纳米纤维状,自组装多肽序列的活性区域是水溶性的,可暴露于水溶液中,形似伸展的树枝状。 感染复数:传统的感染复数概念起源于噬菌体感染细菌的研究,是感染时噬菌体与细菌的数量比值,也就是平均每个细菌感染噬菌体的数量。噬菌体的数量单位为pfu。一般认为感染复数是一个比值,没有单位。后来感染复数被普遍用于病毒感染细胞的研究中,含义是感染时病毒与细胞数量的比值。通过摸索合适的感染复数值使病毒转染达到满意的效率。 背景:组织工程模块为股骨头坏死的治疗提供了新的思路,将血管化支架移植于坏死区域,在生长因子及支架的作用下诱导骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化,促进微血管生成改善局部血运能够促进坏死区域的修复。 目的:探讨体外构建诱导骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化的树枝状两亲性肽自组装凝胶模块的可行性。 方法:分离提取4-6周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,采用流式细胞术进行鉴定,体外定向成脂、成骨诱导分化检测细胞多向分化潜能。采用固相法合成肽 KGGGGAAAA(K)-C16H31O,调配质量浓度为10 mg/mL多肽溶液,加入生理盐水后触发多肽自组装,形成半透明的水凝胶,透射电子显微镜下观察凝胶结构。用携带血管内皮生长因子165基因的腺病毒转染大鼠骨髓间充质干细胞,然后将10 mg/mL多肽溶液和细胞悬液混合,细胞分布于凝胶内部形成三维培养体系,设置为实验组;将转染空病毒的骨髓间充质干细胞与10 mg/mL多肽溶液混合形成三维培养体系,设置为对照组。体外培养7 d后采用免疫荧光及RT-qPCR检测血管内皮细胞分化情况。 结果与结论:①流式细胞术结果显示间质干细胞表面分子CD29、CD44表达≥95%,造血干细胞表面分子CD34、CD45表达≤2%;在体外能够向成骨、成脂诱导分化;②树枝状多肽溶液在离子触发下形成的凝胶呈透明状,透射电镜下观察呈形态均一的小尺寸纳米胶束;③免疫荧光及RT-qPCR结果显示,实验组血管内皮生长因子165表达水平高于对照组,且血管内皮特异性标记物CD31、CD34表达水平高于对照组。结果表明,血管内皮生长因子165基因转染骨髓间充质干细胞种植于多肽凝胶构建组织工程模块,能够诱导骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化。 https://orcid.org/0000-0002-0469-4148(蒋星海)
文题释义: 脱细胞外基质:通过去除组织细胞成分保留的天然细胞外基质(含胶原、糖胺聚糖等),具有低免疫原性和生物活性,可作为三维支架促进细胞生长与组织修复,广泛用于再生医学研究。 水凝胶:为亲水性高分子通过物理或化学交联形成的三维网络结构材料,可吸收大量水分(含水量达90%以上)并保持固态特性,具有可调节的力学性能和生物相容性,广泛应用于组织工程研究。 背景:针对感染性皮肤创面,临床上常使用药物比如聚维酮碘乳膏和夫西地酸乳膏以控制感染为主,但忽略了创面微环境如炎症的调节,因此,需要开发一种有效抗菌并能调节炎症以促进皮肤愈合的生物材料。 目的:探讨万古霉素-猪皮脱细胞外基质水凝胶的抗菌、抗炎性能以及治疗皮肤感染性创面的效果。 方法:①制备含0,1,2,4 mg/mL万古霉素的猪皮脱细胞外基质水凝胶,分别记为PAEH、VA-PAEH1、VA-PAEH2、VA-PAEH4,检测各组水凝胶的药物包封率与药物释放性能。将小鼠胚胎成纤维细胞NIH-3T3分别与4组水凝胶非接触共培养,通过活死染色检测水凝胶的细胞毒性;将小鼠胚胎成纤维细胞NIH-3T3分别与4组水凝胶浸提液共培养,通过 CCK-8法检测细胞活力。将4组水凝胶分别与大鼠红细胞悬液共培养,检测溶血率。将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分别与4组水凝胶共培养,检测水凝胶的抗菌性能。综合上述实验结果,筛选出性能优异的VA-PAEH1水凝胶进行后续实验。表征VA-PAEH1水凝胶的微观形貌、溶胀性能、降解性能与流变学特性。②将PAEH水凝胶、VA-PAEH1水凝胶、壳聚糖水凝胶分别与耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(或大肠杆菌)共培养,通过琼脂平板涂布实验、抑菌圈实验、扫描电镜观察评估水凝胶的抗菌性能。 将小鼠单核巨噬细胞RAW264.7分5组培养:空白组不进行任何处理,对照组加入脂多糖诱导炎症反应,其余3组加入脂多糖24 h后分别加入PAEH水凝胶、壳聚糖水凝胶和VA-PAEH1水凝胶,继续培养24 h后进行CD86(M1型巨噬细胞标记物)、CD206(M2型巨噬细胞标记物)免疫荧光染色。将PAEH水凝胶、壳聚糖水凝胶和VA-PAEH1水凝胶分别与小鼠胚胎成纤维细胞NIH-3T3非接触共培养,通过EdU染色检测细胞增殖,划痕实验和Transwell实验检测细胞迁移。③在28只SD大鼠背部制作1个直径12 mm全层皮肤缺损创面,随后滴加耐甲氧西林金黄色葡萄球菌液模拟感染,随机分4组干预:对照组(n=7)创面注射生理盐水,PAEH组(n=7)、壳聚糖水凝胶组(n=7)和VA-PAEH1组(n=7)创面注射对应的水凝胶,观察创面愈合情况。术后3 d取材,进行髓过氧化物酶和CD206免疫组化染色;术后14 d取材,进行苏木精-伊红与Masson染色。 结果与结论:①VA-PAEH1、VA-PAEH2和VA-PAEH4水凝胶的药物包封率分别为98.34%,98.15%和97.68%,3种水凝胶均具有良好的药物缓释效果,但VA-PAEH2和VA-PAEH4水凝胶药物累计释放量可能存在安全隐患。CCK-8检测与活死染色显示PAEH、VA-PAEH1水凝胶无明显的细胞毒性,具有良好的细胞相容性。溶血实验显示PAEH、VA-PAEH1水凝胶的溶血率在安全范围内,具有良好的血液相容性。VA-PAEH1、VA-PAEH2、VA-PAEH4均具有良好的抗菌性能。VA-PAEH1水凝胶由互相交织的纤维组成,具有良好的溶胀性能、降解性能与流变学特征。②琼脂平板涂布实验、抑菌圈实验、扫描电镜观察结果显示,相较于PAEH水凝胶、壳聚糖水凝胶,VA-PAEH1水凝胶可有效抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的生长繁殖。与壳聚糖水凝胶相比,PAEH、VA-PAEH1水凝胶可促进巨噬细胞从M1型向M2型转化,具有良好的抗炎能力。与壳聚糖水凝胶相比,PAEH、VA-PAEH1水凝胶可促进NIH-3T3细胞增殖与迁移。③与其他3组比较,VA-PAEH1组创面愈合最快。苏木精-伊红与Masson染色显示VA-PAEH1组创面炎症细胞浸润较轻、胶原组织致密,创面愈合质量最高。髓过氧化物酶免疫组化染色显示,相较于PAEH水凝胶、壳聚糖水凝胶,VA-PAEH1水凝胶可明显减轻细菌引起的炎症细胞浸润;CD206免疫组化染色显示,相较于PAEH水凝胶、壳聚糖水凝胶,VA-PAEH1水凝胶可提升M2巨噬细胞比例,促进创面愈合。 https://orcid.org/0009-0001-6428-954X(许艺璇)