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:富血小板血浆水凝胶由于生长因子的突发释放与伤口部位蛋白酶的快速清除,导致生长因子在伤口部位的停留时间较短,近年来研究者关注利用水凝胶材料包封富血小板血浆,以改善富血小板血浆水凝胶的不足。
结果与结论:①不同体积多肽溶液与富血小板血浆均可形成水凝胶,与富血小板血浆水凝胶相比,0.1%,0.3%多肽-富血小板血浆凝胶可缓解表皮生长因子、血管内皮生长因子的突发释放,延长释放时间至48 h。②添加人血清白蛋白后,0.1%多肽组仍呈流动液体,0.3%多肽组呈半液体状态,0.5%多肽组激发自组装形成水凝胶,确定富血小板血浆中人血清白蛋白可激发多肽自组装;随着多肽质量分数的提高,自组装多肽的存储模量越高,越容易成胶。③透射电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽纳米纤维较短且无序堆积;添加人血清白蛋白后,多肽纳米纤维明显变长,并且相互交联成束,形成致密的纤维网络结构。扫描电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽呈无序堆积的片状结构;添加人血清白蛋白后,多肽自组装成相互交联且有序密集排列的多孔状结构。④结果显示,新型自组装多肽可由富血小板血浆激发自组装,根据人血清白蛋白与多肽的比例可精准调节自组装效果,且多肽对富血小板血浆生长因子有缓释作用,可作为一种新型的生物材料应用于组织修复。
https://orcid.org/0009-0002-8023-2727(祁凤英)
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:随着组织工程为关节软骨损伤修复这一世界难题带来了新的希望,构建成分仿生的光固化3D打印水凝胶支架对软骨组织工程具有重要意义。
结果与结论:①扫描电镜下见两组支架均呈三维立体的网状结构,其中HAMA/WJ水凝胶支架纤维连接更加均匀;两组支架均在10 h内达到溶胀平衡,HAMA/WJ水凝胶支架的平衡溶胀比低于HAMA水凝胶支架(P < 0.05)。②CCK-8实验显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖;死活染色显示骨髓间充质干细胞在两组支架上生长良好,并且HAMA/WJ水凝胶支架上的细胞立体分布均匀、细胞数量更多;鬼笔环肽染色显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架上的骨髓间充质干细胞黏附与铺展更佳。③将骨髓间充质干细胞接种于两组支架后进行成软骨诱导培养,qRT-PCR检测结果显示,HAMA/WJ水凝胶支架组聚集蛋白聚糖、SOX9、Ⅱ型胶原mRNA表达量均高于HAMA水凝胶支架组(P < 0.05,P < 0.01)。④结果表明,数字光处理3D生物打印HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖、黏附及成软骨分化。
https://orcid.org/0009-0003-2356-399X(袁勋)
文题释义: 糖尿病难愈性创面:是指发生于糖尿病患者且治疗周期超过1个月未愈合的创面,临床上以糖尿病足最常见。 槲皮素:是一种多羟基黄酮类化合物,化学名为3,3’,4’,5,7-五羟基黄酮,具有多种生物学活性,药理学作用广泛,它具有抗氧化及清除自由基的作用,还具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤、降糖、降脂及免疫调节等作用。 背景:槲皮素具有抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老、抗抑郁等药理作用,具有极高的药用价值。槲皮素可以促进正常大鼠创面的愈合,但是以槲皮素为主要成分的药物研发较少,限制了其在临床的广泛应用。 目的:以水凝胶材料负载槲皮素,探讨槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶在糖尿病大鼠创面中的应用效果。 方法:①分别制备羧甲基壳聚糖水凝胶与槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、体外释药性能。②细胞实验:将小鼠L929成纤维细胞分4组培养,空白对照组常规培养,纯水凝胶组、药物组、载药水凝胶组分别加入羧甲基壳聚糖水凝胶、槲皮素溶液与槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,检测细胞增殖与迁移能力。③动物实验:取80只SD大鼠建立糖尿病模型,造模成功后在大鼠背部制作直径2 cm的全层皮肤缺损创面,随机分4组干预,空白对照组、纯水凝胶组、药物组、载药水凝胶组创面分别注射生理盐水、羧甲基壳聚糖水凝胶、槲皮素溶液、槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,每组20只,无菌纱布包扎固定。术后观察创面愈合情况、创面病理形态、炎症因子表达及血管生成情况。 结果与结论:①扫描电镜下可见两种水凝胶的微观形貌相似,均呈疏松多孔的网络结构,并且槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶具有良好的体外释药性能。②与空白对照组比较,其他3组细胞增殖与迁移率升高(P < 0.05);载药水凝胶组细胞增殖与迁移率高于纯水凝胶组、药物组(P < 0.05)。③载药水凝胶组大鼠术后5,11 d的创面愈合率高于其他3组;载药水凝胶组、纯水凝胶组、药物组大鼠术后18 d的创面愈合率基本达到100%,均高于空白对照组(P < 0.05)。苏木精-伊红染色显示,载药水凝胶组大鼠术后18 d创面可见完整的皮肤与皮肤附属器,空白对照组、纯水凝胶组、药物组大鼠术后25 d创面可见完整的皮肤与皮肤附属器。载药水凝胶组大鼠创面术后5,11,18 d的创面肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平均低于空白对照组(P < 0.05),术后11,18 d的创面转化生长因子β1水平低于空白对照组(P < 0.05)。载药水凝胶组大鼠术后11,18 d的CD31、血管内皮生长因子α mRNA表达量均高于其他3组(P < 0.05)。④结果表明,槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶中的槲皮素可发挥调节炎症反应、促进血管新生的作用,可通过促进成纤维细胞的增殖与迁移,促进糖尿病大鼠创面的愈合。
https://orcid.org/0009-0003-1170-2438(董美林)
背景:将种子细胞与3D生物打印技术相结合可特异性地构建各种组织和器官以满足组织修复的需求,但对于损伤组织促血管化的有关研究仍有待深入。
结果与结论:①扫描电镜下可见水凝胶支架呈多孔性结构,流变学结果显示该水凝胶具有良好的机械性能,CCK-8检测与活/死细胞染色显示该水凝胶支架浸提液无明显的细胞毒性。②成管实验显示,1∶1条件培养基组细胞成管总长度小于对照组(P < 0.05),4组细胞成管分支数比较差异无显著性意义(P > 0.05)。③qRT-PCR检测显示,对于血管内皮生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶2条件培养基组低于1∶1条件培养基组(P < 0.01);培养第3天,1∶2条件培养基组高于对照组(P < 0.01);培养第5天,1∶2条件培养基组高于其他3组(P < 0.01或P < 0.000 1),1∶1条件培养基组低于其他3组(P < 0.05或P < 0.01)。对于碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶1条件培养基组高于对照组、1∶4条件培养基组(P < 0.01,P < 0.05),1∶2条件培养基组高于对照组(P < 0.05);培养第3天,1∶4条件培养基组高于对照组(P < 0.05)。④培养第3天,1∶2条件培养基组CD31表达高于对照组、1∶4条件培养基组(P < 0.05)。⑤结果表明该条件培养基可模拟组织损伤后血管再生微环境,进而促进内皮细胞的血管化进程,并且1∶2条件培养基促血管化效果最好。
背景:油酸能够调节炎症和免疫反应,具有修复皮肤创面的潜力,但油酸在病灶处滞留时间短、在空气中易自氧化而变质,需要合适的药物载体才能充分发挥疗效。
结果与结论:①体外实验:阿尔玛蓝试剂检测与结晶紫染色显示,体积比为1∶9的油酸脂质体凝胶溶液可促进人角质形成细胞和人成纤维细胞的增殖。②体内实验:油酸脂质体凝胶组创面愈合时间短于其他4组(P < 0.01),用药第4,8,12,16,20天的创面愈合率高于其他4组(P < 0.01)。给药结束后,苏木精-伊红染色显示5组创面均上皮化愈合,其中油酸脂质体凝胶组表皮厚度最接近于正常皮肤,并且优于其他4组;免疫组化染色显示,油酸脂质体凝胶组创面中细胞角蛋白10、肿瘤蛋白63、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、丙二醛及超氧化物歧化酶的表达最接近正常皮肤,并且优于其他4组。用药第12,32天,油酸脂质体凝胶组创面匀浆上清中肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、丙二醛及超氧化物歧化酶的表达最接近正常皮肤,并且优于其他4组。③结果表明:油酸脂质体凝胶可促进角质形成细胞和成纤维细胞的增殖,减轻炎症反应及氧化应激损伤,促进慢性烧伤创面的愈合。
https://orcid.org/0000-0002-5066-728X(王毛毛)
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:小胶质细胞是维持中枢神经系统平衡的主要参与者,在神经系统发育和功能重建中起重要作用。Scriptaid作为一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂具有抑制神经炎症和增强神经保护的作用。
结果与结论:①与未加入Scriptaid组相比,加入Scriptaid干预后BV2细胞的活性与数量均降低,当加入2 μmol/L 及以上Scriptaid时细胞活性低于标准化细胞活性(70%),并且细胞数量显著减少,所以选择1 μmol/L Scriptaid负载于水凝胶中;②表征实验显示,Scriptaid的加入未影响甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶的微观形貌、吸水溶胀率、压缩模量与亲水性,甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶具有缓释性能;③CCK-8法检测显示,与对照组相比,甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶显著提高了BV2细胞活性(P < 0.001);④免疫荧光染色显示,与对照组相比,脂多糖组细胞诱导型一氧化氮合酶表达量增加(P < 0.01),载药水凝胶组细胞诱导型一氧化氮合酶表达量减少(P < 0.01)、精氨酸酶1表达量增加(P < 0.001),Scriptaid组细胞精氨酸酶1表达量增加(P < 0.01);⑤结果表明,负载Scriptaid的甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶可促进脂多糖诱导后的小胶质细胞向M2型极化。
https://orcid.org/0009-0000-0180-3970(郭青霞)
背景:磷酸钙(CaP)涂层被广泛用于改善钛植入物与骨的整合,但存在感染风险,因此有必要赋予CaP涂层抗菌能力。
结果与结论:①电沉积在钛表面制备出由片状磷酸八钙晶体堆积组成的多孔CaP涂层,经浸渗-煅烧处理后,MgO颗粒聚集填充磷酸八钙晶体的间隙,并且填充程度随MgO含量增加而上升;3组复合涂层第1天均出现Mg2+快速释放,从第3天开始Mg2+释放速率明显下降,至第7天仍可检测出少量Mg2+释放;Ti-CaP-30Mg涂层钛片的屈服强度、抗拉强度、断裂生长率与纯钛片比较差异均无显著性意义(P > 0.05);Ti-CaP、Ti-CaP-15Mg、Ti-CaP-30Mg和Ti-CaP-50Mg组临界载荷比较差异无显著性意义(P > 0.05)。②除纯钛片及Ti-CaP无抗菌性能外,其余样品均具有良好的抗菌性能,并且抗菌率随涂层中MgO含量的增加而增大。③共培养1,3 d,Ti-CaP-15Mg组、Ti-CaP-30Mg组和Ti-CaP-50Mg组细胞存活率低于纯钛组、Ti-CaP组(P < 0.05);培养5,7 d,5组间细胞存活率比较差异无显著性意义(P > 0.05);随着浸泡于培养基中时间的延长,涂层中MgO的含量逐渐减少。④结果表明,通过MgO浸渗处理赋予CaP涂层抗菌性的同时保持了其生物相容性。
https://orcid.org/0009-0002-4955-7769(谭俊杰)
文题释义: 牙周炎:又称破坏性牙周病,是由牙菌斑中的细菌侵犯牙周组织而引起的慢性炎症,可导致牙周支持组织(牙龈、牙周膜、牙槽骨与牙骨质)的破坏、牙周袋(牙齿与牙龈之间缝隙加宽形成的小口袋)形成、附着丧失和牙槽骨的吸收,随着病程进展牙齿会慢慢松动,牙龈退缩最终可导致牙齿丧失。 益母草碱:是一种从益母草中提取与纯化的小分子活性物质,具有改善微循环、抗氧化、抗细胞凋亡、清除自由基、抗炎、抗纤维化等多种生物活性作用。 背景:益母草碱具有改善微循环、抗氧化、抗细胞凋亡、清除自由基、抗炎、抗纤维化等多种生物活性作用,并且可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,具有应用于牙周炎治疗的潜能。 目的:探讨益母草碱负载于壳聚糖/甘油磷酸钠/海藻酸钠水凝胶的抗炎与促成骨作用。 方法:①分别制备壳聚糖/甘油磷酸钠/海藻酸钠水凝胶(空白水凝胶)与壳聚糖/甘油磷酸钠/海藻酸钠/益母草碱水凝胶(载药水凝胶),将两种水凝胶分别培养RAW 264.7细胞、MC3T3-E1细胞,利用CCK-8实验与活/死细胞染色检测水凝胶的细胞毒性。②将RAW 264.7细胞分5组培养:空白组常规培养24 h,脂多糖组加入脂多糖,单独水凝胶组加入脂多糖与空白水凝胶,载药水凝胶组加入脂多糖与载药水凝胶,抑制剂组加入脂多糖、载药水凝胶与PI3K抑制剂LY294002,处理24 h后,利用qRT-PCR法检测炎症相关因子mRNA表达,Western Blotting检测炎症相关因子与PI3K/AKT信号通路的蛋白表达。③将MC3T3-E1细胞分4组培养:空白组不加入任何材料,单独水凝胶组加入空白水凝胶,载药水凝胶组加入载药水凝胶,抑制剂组加入载药水凝胶与PI3K抑制剂LY294002,处理7 d后,进行碱性磷酸酶染色,利用qRT-PCR检测成骨相关因子mRNA表达水平,Western Blotting检测PI3K/AKT信号通路的蛋白表达。 结果与结论:①CCK-8实验与活/死细胞染色结果显示,两种水凝胶无细胞毒性作用,具有良好的细胞相容性;②与空白组相比,脂多糖组白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β的mRNA与蛋白表达升高(P < 0.05),p-AKT、p-PI3K、p-p65、p-IκBα的蛋白表达升高(P < 0.05);与脂多糖组比较,载药水凝胶组上述指标的mRNA与蛋白表达均降低(P < 0.05);与载药水凝胶组相比,抑制剂组上述指标的mRNA与蛋白表达均降低(P < 0.05);③载药水凝胶组碱性磷酸酶活性高于空白组、单独水凝胶组、抑制剂组(P < 0.05);与空白组相比,单独水凝胶组碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素与Ⅰ型胶原的mRNA表达升高(P < 0.05),p-AKT、p-PI3K的蛋白表达升高(P < 0.05);与单独水凝胶组相比,载药水凝胶组上述指标的mRNA与蛋白表达均升高(P < 0.05);与载药水凝胶组相比,抑制剂组上述指标的mRNA与蛋白表达均降低(P < 0.05);④结果表明,壳聚糖/甘油磷酸钠/海藻酸钠/益母草碱水凝胶具有抗炎与促成骨作用,该作用可能与调控PI3K/AKT信号通路相关。 https://orcid.org/0009-0009-2233-1656(赵增波)
结果与结论:①扫描电镜下可见4组水凝胶都具有蜂窝状的孔隙结构,并且随着水凝胶中富血小板纤维蛋白含量的增加,水凝胶的孔径轻微减小,但组间比较无明显差异;3组GelMA/PRF水凝胶均能以一定的速率释放转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1,随着时间的延长,转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1累计释放量显著增加。②CCK-8检测与活/死染色显示,3组GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的增殖;碱性磷酸酶染色、茜素红染色及成骨基因检测结果显示,GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的成骨分化,同时可抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白的表达,并且呈现富血小板纤维蛋白含量依赖性。③Micro-CT扫描显示,GelMA/PRF-0.1水凝胶组兔骨缺损处骨矿物质密度与骨体积分数均高于其他3组(P < 0.05);苏木精-伊红染色显示,相较于其他3组,GelMA/PRF-0.1水凝胶组兔骨缺损处新骨形成更快、更成熟。④结果表明,GelMA/PRF水凝胶在体内外均具有良好的促成骨性能,该作用可能与抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白表达有关。
https://orcid.org/0009-0003-9658-7554(赵红霞)
背景:慢性创面炎症和氧化应激阻碍了角化细胞的再生,氧化苦参碱具有抗氧化、抗炎等多种生物活性,可能具有促进创面愈合的潜在效应。
结果与结论:①体内实验:与模型组比较,单纯水凝胶组小鼠创面愈合率无明显变化,低、中、高剂量氧化苦参碱组治疗后7,14 d的创面愈合率升高(P < 0.05)。治疗后14 d的创面样本切片病理观察显示,与模型组相比,中、高剂量氧化苦参碱组再生表皮层厚度、显微血管数量与胶原沉积均增加(P < 0.05)。术后7 d的创面样本Western blotting检测显示,与模型组相比,中、高剂量氧化苦参碱组肿瘤坏死因子α与白细胞介素6的蛋白表达降低(P < 0.05)。②体外实验:CCK-8检测、EdU及Ki67染色显示,与H2O2组相比,中、高浓度氧化苦参碱组细胞增殖能力明显升高(P < 0.05)。与H2O2组相比,中、高浓度氧化苦参碱组线粒体膜电位升高(P < 0.05)、活性氧含量降低(P < 0.05)。Western blotting检测显示,与H2O2组相比,高浓度氧化苦参碱组Nrf2核蛋白、Nrf2总蛋白、HO-1蛋白及超氧化物歧化酶1蛋白的表达增加(P < 0.05)。③结果表明:氧化苦参碱能够通过上调Nrf2、HO-1蛋白减轻HaCat细胞的氧化应激损伤,加速创面愈合。
https://orcid.org/0000-0002-8285-2674(陈冬梅)
文题释义: 富血小板血浆:是通过离心方法从全血中分离出来的富含高浓度血小板的血浆,为血小板浓缩物,富含大量生长因子,既可对创面的止凝血、修复及抗感染发挥作用,又对细胞增殖、血管生成等具有促进作用。 氧化硫酸软骨素:是通过将硫酸软骨素(一种存在于软骨细胞外基质中的多糖,具有生物相容性和可降解性)暴露于高碘酸钠下进行氧化处理后得到的产品,不仅保留了硫酸软骨素的生物相容性,同时也增强了其生物活性。 背景:在慢性创面愈合过程中,活性氧的过量生成可能会损害L929成纤维细胞的功能,从而延缓创面修复,因此保护成纤维细胞免受氧化应激的影响对于促进创面愈合非常重要。 目的:评估羧甲基壳聚糖-氧化硫酸软骨素/富血小板血浆(CMC-OCS/PRP)水凝胶对H2O2刺激下L929细胞的保护作用。 方法:制备CMC-OCS/PRP水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、降解性能、清除H2O2与羟基自由基的能力及生物相容性。取生长状态良好的L929细胞,分5组培养:对照组常规培养,H2O2组加入H2O2,CMC-OCS组加入羧甲基壳聚糖-氧化硫酸软骨素水凝胶浸提液+H2O2,PRP组加入富血小板血浆凝胶浸提液+H2O2,CMC-OCS/PRP组加入羧甲基壳聚糖-氧化硫酸软骨素/富血小板血浆水凝胶浸提液处理+H2O2,每组先加入水凝胶浸提液处理6 h,然后再加入H2O2处理24 h。培养结束后,检测细胞活性氧及丙二醛水平,细胞凋亡、胶原纤维Ⅰ蛋白表达。在加入H2O2的情况下,将上述水凝胶浸提液分别与L929成纤维细胞直接或间接共培养36 h,通过划痕实验、Transwell小室实验检测细胞的迁移能力。 结果与结论:①CMC-OCS/PRP水凝胶具有均匀相互关联的多孔结构及良好的降解能力,体外可有效清除H2O2与羟基自由基,并且具有良好的生物相容性;②与对照组比较,H2O2组细胞凋亡率、细胞活性氧与丙二醛水平升高(P < 0.05),细胞铺展面积减少(P < 0.05),胶原纤维Ⅰ蛋白表达无明显变化(P > 0.05);与H2O2组比较,CMC-OCS组、CMC-OCS/PRP组细胞活性氧水平降低(P < 0.05),PRP组、CMC-OCS组、CMC-OCS/PRP组丙二醛水平降低(P < 0.05)、细胞铺展面积增加(P < 0.05),CMC-OCS/PRP组细胞凋亡率降低(P < 0.05),PRP组、CMC-OCS组、CMC-OCS/PRP组胶原纤维Ⅰ蛋白表达增加(P < 0.05);③与对照组比较,H2O2组细胞迁移数量减少(P < 0.05),迁移面积无明显变化(P > 0.05);与H2O2组比较,PRP组、CMC-OCS组、CMC-OCS/PRP组细胞迁移数量、迁移面积均增加(P < 0.05),并且以CMC-OCS/PRP组增加最显著;④在氧化应激条件下,CMC-OCS/PRP水凝胶可改善成纤维细胞的迁移能力,抗细胞凋亡并保护细胞伸展功能。
https://orcid.org/0009-0003-3251-2705(王自林)
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: 单宁酸:是一种天然多酚类有机化合物,可通过氢键、配位和静电等方式与多种有机物和无机物形成相互作用,因而作为黏合剂和交联剂被应用于新型生物材料的开发。单宁酸还具有抗炎、抗菌、抗氧化及抗癌等多种生物学作用,目前作为生物活性成分已被用于皮肤、血管、骨骼及肿瘤等多种疾病治疗研究,是组织工程领域最具前景的化合物之一。 互穿网络水凝胶:是由2个或多个相互独立的聚合物网络交缠互锁形成的特殊类型水凝胶。相比于传统的单一网络水凝胶,互穿网络水凝胶具备超强的力学性能、刺激响应能力以及接近于天然细胞微环境的仿生性质,目前已被用于组织工程、药物输送、体外疾病模型及生物增材制造等多个领域。 背景:跟腱断裂术后的再生与重塑是临床治疗的难点,组织工程水凝胶材料为促进跟腱修复提供了可能。 目的:探究单宁酸改性互穿网络水凝胶对大鼠断裂跟腱组织再生与重塑的作用。 方法:①通过蓝光照射及CaSO4溶液浸泡交联制备单宁酸改性互穿网络水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、力学性能、黏附性能、体外释药性能与生物相容性。②取30只SD大鼠,采用随机数字表法分为假手术组、手术组与水凝胶组,每组10只,后2组建立右后肢跟腱断裂模型,手术组采用改良Kessler法将断裂跟腱重新缝合,水凝胶组采用相同术式缝合断裂跟腱后将单宁酸改性互穿网络水凝胶贴片完全缠绕包裹于断端接合处。术后4周,对断裂跟腱进行影像学检查、组织学评价、生物力学测试及炎症因子水平检测。 结果与结论:①扫描电镜下可见单宁酸改性互穿网络水凝胶呈多孔微观结构,孔径为3-10 μm,并且水凝胶具备良好的体外释药性能、黏附强度与拉伸强度;CCK-8检测与活/死染色显示,该水凝胶对大鼠骨髓间充质干细胞增殖活性无明显影响,具备良好的生物相容性。②MRI成像显示,与手术组比较,水凝胶组大鼠跟腱呈均一低信号,跟腱前后径厚度减小,与周围组织分界更为明确,表现更接近假手术组。苏木精-伊红与Masson染色显示,手术组大鼠跟腱纤维排列松散混乱,细胞密度增加且排布杂乱,伴有明显炎性细胞浸润,部分区域出现腱内骨化;水凝胶组大鼠跟腱纤维排列有序,细胞密度降低且排布规整,炎性细胞浸润明显减少。手术组大鼠跟腱的拉伸强度低于假手术组(P < 0.05),水凝胶组大鼠跟腱的拉伸强度高于手术组(P < 0.05)。与假手术组比较,手术组大鼠跟腱中白细胞介素1β、白细胞介素6及肿瘤坏死因子α质量浓度及mRNA表达升高(P < 0.05);与手术组比较,水凝胶组3种炎症因子水平及mRNA表达降低。③结果表明,单宁酸改性互穿网络水凝胶可显著抑制局部炎症反应、促进断裂跟腱组织重塑。
https://orcid.org/0009-0004-8586-1260(张博)
文题释义: 真皮细胞外基质:将猪新鲜真皮层经物理、化学或生物酶消化等方法进行脱细胞处理,去除组织中可能引起免疫排斥反应的细胞及抗原分子,保留细胞外基质,主要成分包括胶原蛋白、弹性蛋白、糖胺聚糖和透明质酸等,可促进组织修复与再生。 甲基丙烯酰化改性:是将蛋白质中的氨基基团接枝上甲基丙烯酰基,这种改性允许脱细胞基质在紫外光引发下交联形成稳定的凝胶结构。 背景:目前用于填充腹壁缺损部位的合成高分子材料(如聚丙烯或聚酯)不仅缺乏可降解性和生物活性,还难以适应复杂形状伤口需求,因此,找到免疫原性低、组织相容性好的生物活性材料成为腹壁缺损修复研究的热点。 目的:制备甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,探讨其在腹壁缺损中的潜在应用价值。 方法:①依次用0.25%胰蛋白酶、1%Triton X-100对猪真皮进行脱细胞处理,获得真皮细胞外基质;胃蛋白酶消化真皮细胞外基质,经甲基丙烯酸酐改性后光交联形成甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,扫描电镜观察水凝胶的微观形貌,测试其流变学性能、溶胀性等理化性质;②将L929成纤维细胞接种到甲基丙烯酰化改性的真皮细胞外基质水凝胶中,检测细胞相容性;③将12只SD大鼠随机分为2组(n=6),创建保留腹膜的腹壁缺损模型,聚丙烯组缺损部位填充聚丙烯材料,水凝胶组缺损部位填充甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,两组创面皮肤均用聚丙烯材料覆盖,观察创面愈合情况并进行组织学分析。 结果与结论:①采用酶解法对猪真皮进行脱细胞后具有良好的脱细胞效果,并且原有的糖胺聚糖及胶原蛋白保留较好。扫描电镜下可见甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶为疏松多孔结构,孔径在70-120 µm之间,该水凝胶的溶胀比为(16.88±3.24)%,吸水率为(94.24±1.11)%,流变学性能测试表明该水凝胶状态稳定且具有剪切变稀特点,具备可注射性;②CCK-8检测与Live/Dead染色结果显示,甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶具有良好的细胞相容性;③动物实验结果显示,实验组术后7,10,14 d的皮肤创面愈合率高于对照组(P < 0.05);皮肤与肌层组织苏木精-伊红、Masson染色显示,与聚丙烯组比较,水凝胶组术后14 d的皮肤创面上皮化情况、毛囊生成、胶原纤维排列及新生血管情况更好,术后28 d的皮肤创面新生组织结构与正常组织相近,并且瘢痕增生较少,术后28 d时可见少量肌肉组织再生;④结果表明,甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶可促进腹壁缺损大鼠的皮肤创面愈合和肌肉组织再生。 https://orcid.org/0009-0001-2608-7760 (刘忠钰)
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)