细胞外基质材料 extracellular matrix materials 栏目所有文章列表

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    羊膜细胞外基质与膀胱细胞外基质材料修复大鼠子宫内膜损伤
    孔小娟, 马正娇, 谈珍瑜, 刘 鹏
    中国组织工程研究    2025, 29 (22): 4731-4739.   DOI: 10.12307/2025.453
    摘要97)      PDF (2164KB)(101)   


    文题释义:

    细胞外基质材料:在疾病的发生与发展中具有重要作用,其核心成分包括胶原蛋白、弹性蛋白、层粘连蛋白、蛋白聚糖及透明质酸等,构建了交错复杂的网络结构,不仅为细胞和组织提供机械与结构支持,还可通过结合可溶性配体与跨膜受体调节信号空间传递,调节细胞的增殖、迁移与分化,维持组织稳态与功能,被广泛应用于组织工程,促进组织修复。

    羊膜细胞外基质:羊膜附着在胎膜最内层绒毛膜或绒毛上,由与羊水接触的单层上皮、基底膜、致密层、成纤维细胞层与连接绒毛膜的海绵层组成,具有抗微生物、抗纤维化与抗炎特性。羊膜细胞外基质材料去除了羊膜中的细胞成分,显著降低了羊膜材料移植时潜在的免疫原性,甚至在异种移植中也具有良好的耐受性,已被证实可用于宫腔粘连的治疗。


    背景:大量研究已证实,羊膜细胞外基质与膀胱细胞外基质材料均可作为干细胞载体用于子宫内膜损伤的治疗,但是有关两种材料的比较研究相对少见。
    目的:对比羊膜细胞外基质与膀胱细胞外基质材料作为干细胞载体治疗子宫内膜损伤的差异。
    方法:采用全骨髓贴壁法分离纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞。分别制备SD大鼠羊膜细胞外基质与膀胱细胞外基质材料,然后将骨髓间充质干细胞分别接种于两种材料表面,检测细胞增殖与黏附情况。将40只SD大鼠随机分为4组(n=10),除假手术组外,子宫内膜损伤组、羊膜细胞外基质组、膀胱细胞外基质组均通过机械干预的方式建立子宫内膜损伤模型,分别将羊膜细胞外基质/骨髓间充质干细胞复合物、膀胱基质细胞外基质/骨髓间充质干细胞复合物移植至羊膜细胞外基质组、膀胱细胞外基质组大鼠损伤内膜部位,移植后14,28 d取材检测,苏木精-伊红染色观察大鼠子宫内膜组织形态,酶联免疫吸附法分析子宫内膜组织中碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子1与血管内皮生长因子水平,免疫组化染色分析子宫内膜组织中波形蛋白与CD34表达。

    结果与结论:①两种细胞外基质材料均有利骨髓间充质干细胞的增殖,相较于膀胱细胞外基质材料,羊膜细胞外基质材料可促进骨髓间充质干细胞的黏附;②相较于假手术组,子宫内膜损伤组碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子1与血管内皮生长因子水平降低(P < 0.01),子宫内膜组织形态发育不良,内膜厚度与腺体数量减少,波形蛋白与CD34阳性表达减少(P < 0.01);相较于子宫内膜损伤组,羊膜细胞外基质组、膀胱细胞外基质组碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子1与血管内皮生长因子水平均升高(P < 0.05或P < 0.01),子宫内膜组织形态明显改善,内膜厚度与腺体数量增加,波形蛋白与CD34阳性表达增加(P < 0.05或P < 0.01),并且羊膜细胞外基质组的改善作用优于膀胱细胞外基质组(P < 0.05);③结果表明,相较于膀胱细胞外基质材料,羊膜细胞外基质材料作为骨髓间充质干细胞的载体可进一步促进损伤子宫内膜的修复。

    https://orcid.org/0009-0005-2625-1187 (孔小娟) 

    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

    组织工程化口腔黏膜等效物的血管化特征
    石丽娟, 韦 建, 张 旋, 何凌霄, 江小茜, 聂敏海, 陈佳娜, 刘旭倩
    中国组织工程研究    2025, 29 (22): 4748-4760.   DOI: 10.12307/2025.432
    摘要177)      PDF (3108KB)(137)   


    文题释义:

    口腔黏膜等效物:是一种通过组织工程技术在体外构建的三维口腔黏膜模型,上层为上皮细胞,以模拟口腔黏膜上皮;下层为镶嵌有成纤维细胞的3D支架,以模拟口腔黏膜固有层。
    激光捕获显微切割技术:是一种将同种细胞群从其自身生态位中分离出来进行下游分子检测的方法,能够精确获取组织中的目标细胞群,高质量提取组织中的DNA和RNA。


    背景:前期研究中三维细胞重建组织工程化口腔黏膜等效物结构类似于正常口腔黏膜,即存在类上皮样结构、类固有层样结构、类血管腔样结构,并已初步实现了等效物的血管化建立,但其血管化特征尚不十分明确。

    目的:采用血管内皮细胞特异性标志物表达谱关联激光捕获显微切割系统靶向获取血管化口腔黏膜等效物的血管样结构,评价其成血管能力,揭示其血管化特征。
    方法:分别从人牙龈上皮组织和固有层组织原代培养人牙龈上皮细胞、人牙龈成纤维细胞、人牙龈间充质干细胞,人牙龈间充质干细胞经单克隆扩增培养后诱导分化形成血管内皮样细胞。将人牙龈上皮细胞、人牙龈成纤维细胞、血管内皮样细胞分层负载于脱细胞血管基质-0.25%类人Ⅰ型胶原支架上,构建血管化口腔黏膜等效物。将血管化口腔黏膜等效物(实验组)与脱细胞血管基质-0.25%类人Ⅰ型胶原支架(对照组)分别植入裸鼠背部皮下,14  d后两组切口表面涂布生物胶,实验组生物胶表面接种人牙龈上皮细胞,对照组不接种细胞,继续饲养14 d后取材,利用形态学观察口腔黏膜等效物分层结构;采用较为全面的血管内皮细胞特异性标志物表达谱对口腔黏膜等效物中的新生血管样结构进行免疫组化、免疫荧光标记,进行血管化特征分析;采用激光捕获显微切割系统靶向捕获免疫组化特异性标记的口腔黏膜等效物中新生血管样结构,靶向分析其血管化特征。

    结果与结论:①形态学观察显示口腔黏膜等效物细胞层次清晰,结构类似于正常口腔黏膜,即存在类上皮样结构、类固有层样结构、类血管腔样结构,类血管腔样结构内存在散在红细胞;②口腔黏膜等效物组中EdU Apollo示踪种子细胞结果显示:EdU Apollo 488标记的人牙龈上皮细胞呈绿色荧光表达;DAPI标记的人牙龈成纤维细胞呈蓝色荧光表达,体内形成类固有层样结构;EdU Apollo 567标记的血管内皮样细胞呈红色荧光表达,体内形成类血管样结构;③血管内皮细胞特异性标志物表达谱免疫荧光标记血管结构显示,与正常口腔黏膜相比,口腔黏膜等效物中CD31、CD51、CD54、CD105、Tie-2、VWF、血管内皮生长因子受体1、血管内皮生长因子受体2表达升高(P < 0.000 1),CD34表达无明显变化(P > 0.05);④与特异性标记的口腔黏膜血管结构相比,激光捕获显微切割系统靶向捕获的口腔黏膜等效物血管样结构中CD51、CD54、CD105、Tie-2、VWF、血管内皮生长因子受体1、血管内皮生长因子受体2表达升高(P < 0.000 1),CD31、CD34表达无明显变化(P > 0.05);⑤结果表明,通过三维细胞分层重建的口腔黏膜等效物能够实现良好的血管化,其血管化特征符合新生血管生成的免疫学功能及特点;血管化助力三维细胞分层重建的口腔黏膜等效物再生。

    https://orcid.org/0009-0009-6026-9697 (石丽娟) 

    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

    生物3D打印仿生支架促进肩袖损伤后的愈合
    徐 杰, 酒精卫, 刘海峰, 赵 斌
    中国组织工程研究    2025, 29 (22): 4761-4770.   DOI: 10.12307/2025.445
    摘要272)      PDF (3056KB)(160)   


    文题释义:

    明胶微载体:由数万颗弹性三维多孔微载体组成,孔隙率> 90%,粒径大小可控于50-200 μm区间,均一度≤100 μm,可用于细胞的三维动态培养并实现细胞、病毒、细胞产物的收获,具有良好可降解性与生物相容性。
    甲基丙烯酸化明胶:是一种由明胶和甲基丙烯酸酐反应得到的光敏性生物材料,具有生物相容性好、可见光固化、力学性能可控等特点,已被广泛应用于细胞3D培养、组织工程、生物3D打印等研究领域。


    背景:大多数肩袖损伤发生于冈上肌腱,由于肌腱组织缺少血管以及肩袖复杂的解剖结构,临床治疗效果非常有限。组织工程技术和干细胞生物学的快速发展为提高肌腱修复质量带来了新的希望。

    目的:通过生物3D打印技术制备人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架,观察该支架修复肩袖损伤的效果。
    方法:①体外细胞实验:制备明胶微载体,将人脐带间充质干细胞接种于明胶微载体表面构建组织工程化干细胞。制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水,使用甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水重悬组织工程化干细胞,放入3D打印机的生物墨水容器中进行打印,蓝光照射固化5 min后即得人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架。通过死活染色、CCK-8实验检测支架内人脐带间充质干细胞的活性。②动物体内实验:采用随机区组设计方法将24只SD大鼠随机4组,每组6只:正常组不进行任何处理,肩袖损伤组、单纯支架组、细胞支架组建立冈上肌腱撕裂的肩袖损伤模型,单纯支架组、细胞支架组造模后分别将甲基丙烯酸酐化明胶支架、人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架植入肌腱损伤处。术后4周,分别进行大鼠行为学测试及肩袖冈上肌腱组织学病理组织形态观察。

    结果与结论:①体外细胞实验:死活染色结果显示,明胶微载体可减轻3D打印过程对人脐带间充质干细胞造成的损伤,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞存活率升高;CCK-8实验结果显示,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞活性无明显变化。②动物体内实验:行为学测试结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组大鼠四肢运动功能明显改善;肩袖冈上肌腱苏木精-伊红与Masson染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肌纤维排列较规律,无明显的炎性细胞浸润,胶原容积百分比降低;免疫荧光染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肩袖冈上肌腱内白细胞介素6、肿瘤坏死因子α蛋白表达明显降低。③结果表明,生物3D打印的人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架可促进肩袖损伤组织修复再生。

    https://orcid.org/0009-0000-9727-3352(徐杰);https://orcid.org/0000-0001-5360-6725 (赵斌)

    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

    内减张技术辅助前交叉韧带重建促进滇南小耳猪跟腱移植物韧带化
    熊波涵, 王国梁, 余 洋, 薛文强, 余 鸿, 刘津瑞, 阮朝晖, 李雅娟, 刘昊龙, 董开颜, 龙 丹, 陈 钊
    中国组织工程研究    2025, 29 (4): 713-720.   DOI: 10.12307/2025.222
    摘要130)      PDF (3793KB)(212)   

    文题释义:
    内减张增强系统(Internal bracing system):指在骨科和运动医学领域使用韧带增强装置通过分担移植物内部负荷提高手术疗效与成功率的医用耗材,诸如用ORthcordTM、 EthibondTM等高强度缝线联合固定袢、可调袢、界面螺钉等高强度固定装置修复重建髋膝踝的韧带损伤。
    韧带化(ligamentizition):指手术重建受伤的韧带后,移植物经缺血坏死、血运重建、细胞增殖、组织成熟等时期过渡,成纤维细胞爬行替代原有坏死的肌腱细胞,最终形成细长坚韧的韧带纤维细胞,在形态学、组织学、生物力学等方面接近或达到原有韧带的过程。
    背景:前期研究已经成功建立了内减张技术联合自体跟腱重建前交叉韧带的滇南小耳猪动物模型,并验证了模型的稳定性和可靠性,但内减张技术能否促进自体跟腱移植物的韧带化进程问题仍未被研究。
    目的:从大体观、组织学、电镜检测多方面探讨普通重建与内减张重建前交叉韧带韧带化进程的差异。
    方法:选取30只成年雌性滇南小耳猪,左后肢膝关节取同侧膝关节跟腱行前交叉韧带重建(普通组n=30),右后肢膝关节取同侧膝关节跟腱联合内减张增强系统行前交叉韧带重建(减张组n=30),以自体右前肢作为对照组,暴露前交叉韧带但不行离断及手术处理。在术后12,24,48周分别处死10只动物,取左右膝关节标本行大体形态学观察评估移植物形态,MAS评分评估各个时间点韧带优良率,苏木精-伊红染色评估韧带移植物血管化程度,观察胶原纤维及细胞核形态并进行细胞核形态学评分,扫描电镜与透射电镜评估超微结构重塑。
    结果与结论:①在术后各个时间点减张组的韧带愈合形态更好,可以获得更高的MAS评分优良率(P < 0.05),并可以获得更高的韧带血管化评分(P < 0.05);②两组移植物胶原束及纤维束的排列均逐渐趋于有序,胶原间的横向纤维连接逐渐增多增粗,提示移植物的强度和塑形程度逐渐提升,术后各个时间点减张组韧带的重塑始终快于普通组;③术后各个时间点减张组胶原纤维的直径、分布密度、排列有序度均优于普通组,尤其在胶原纤维直径的比较上,组间及组内比较减张组均优于普通组(P < 0.05)。
    https://orcid.org/0000-0002-1593-5654(熊波涵)

    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

    脱细胞皮肤基质/聚氨酯混纺纤维支架促进大鼠皮肤缺损的修复
    吴 辰, 江佳慧, 苏 豆, 刘 晨, 慈 超
    中国组织工程研究    2025, 29 (4): 745-751.   DOI: 10.12307/2025.229
    摘要122)      PDF (2858KB)(180)   

    文题释义:
    脱细胞基质:是运用酶解、化学或机械等方法去除原有组织中的细胞成分,从而保存以细胞外基质为主的其他成分,不仅保留了细胞外基质的生物学功能,还明显降低了免疫原性。
    静电纺丝:是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流进行纺丝加工的工艺,制备的材料纤维直径可达纳米级,具有较高的孔隙率和较大的比表面积。
    背景:研究证实,将脱细胞基质与聚合物进行混合纺丝不仅可改善纤维的结构性质,还可保存脱细胞基质的生物学活性,但是目前将聚氨酯与脱细胞皮肤基质进行静电纺丝制备皮肤组织工程支架还没有相关报道。
    目的:观察脱细胞皮肤基质/聚氨酯混纺纤维支架对大鼠皮肤缺损的修复作用。
    方法:利用静电纺丝技术分别制备聚氨酯静电纺丝纤维支架和脱细胞皮肤基质/聚氨酯混纺纤维支架。扫描电镜下观察纤维结构;将大鼠脂肪间充质干细胞分别接种于两组支架上,扫描电镜下观察支架上的细胞形态。取10只SD大鼠,在每只大鼠背部制作3个1 cm×1 cm的全层皮肤缺损,其中2处缺损分别植入聚氨酯静电纺丝纤维支架(对照组)、脱细胞皮肤基质/聚氨酯混纺纤维支架(实验组),剩余缺损处不植入任何材料(空白对照组)。术后第1,2,3周,观察皮肤创面愈合情况;植入后第3周,进行创面苏木精-伊红染色,计算创面瘢痕面积。
    结果与结论:①扫描电镜下可见两种静电纺丝纤维均为网状结构,并且大鼠脂肪间充质干细胞在两种支架上沿纤维附着,黏附良好。②随着术后时间的延长,各组皮肤创面逐渐愈合,至术后第3周,实验组、对照组皮肤创面基本愈合,空白对照组创面可见小溃疡形成。皮肤创面苏木精-伊红染色显示,对照组、实验组创面表皮覆盖基本完整,真皮层内可见成纤维细胞长入和炎症细胞浸润,并且实验组创面胶原纤维较为丰富、排列规则有序,与表皮面基本平行;空白对照组创面表皮仍有缺损。实验组创面瘢痕面积小于其他两组(P < 0.05,P < 0.01)。③结果表明,脱细胞皮肤基质/聚氨酯混纺纤维支架可以有效修复大鼠全层皮肤缺损、改善创面瘢痕形成。
    https://orcid.org/0000-0003-4825-0722(吴辰)

    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

    负载肝细胞生长因子水凝胶对心肌梗死组织区域的作用
    王南峰, 沈胜梅, 张佩生, 滕 伟
    中国组织工程研究    2023, 27 (30): 4802-4808.   DOI: 10.12307/2023.547
    摘要306)      PDF (1221KB)(159)   


    文题释义:

    肝细胞生长因子:是一种间质细胞衍生的多功能细胞因子,在细胞分裂及运动、血管形成与组织损伤修复中发挥着重要作用。研究显示肝细胞生长因子还是一种心肌营养因子,也是一种特异的促内皮细胞生长因子,具有非常强的促血管内皮细胞有丝分裂作用,可抑制细胞凋亡与组织重构,促进内皮损伤的修复。  
    心肌梗死:是心血管疾病中最常见且致死率最高的一种,心肌梗死后冠状动脉阻塞,缺血性损伤将导致心肌细胞发生凋亡,诱发负性左心室重构,此为机体心室代偿性修复与继发性改变的自然过程,该过程伴随心室容积、形态、大小等的改变,进而导致心脏功能与结构异常,最终将诱发心力衰竭。

    背景:研究证实肝细胞生长因子可显著减轻糖尿病大鼠心肌梗死后心肌细胞凋亡、改善心功能,但是以往的研究多是静脉注射或是基因转染的给药方式,利用药物缓释系统给药的研究不多见。
    目的:以水凝胶作为肝细胞生长因子的载体,有效注射至心肌梗死部位,观察其改善心功能的效果。
    方法:制备甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/肝细胞生长因子水凝胶,检测该水凝胶对心肌细胞的相容性与体外生长因子释放特征。取3月龄雄性SD大鼠54只,结扎冠状动脉左前降分支复制心肌梗死模型,采用随机数字表法分3组处理:未治疗组于心肌梗死边缘分多点注射PBS,无生长因子水凝胶组于心肌梗死边缘分多点注射甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠水凝胶,载生长因子水凝胶组心肌梗死边缘分多点注射甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/肝细胞生长因子水凝胶,每组18只,于设定时间点进行相关检测。

    结果与结论:①活死染色与CCK-8实验结果显示,甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/肝细胞生长因子水凝胶具有良好的细胞相容性,可促进心肌细胞的增殖与存活;甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/肝细胞生长因子水凝胶可持续释放肝细胞生长因子达42 d以上;②造模后第7,14,35天,与未治疗组、无生长因子水凝胶组比较,载生长因子水凝胶组大鼠舒张末期左室容积及收缩末期左室容积减小(P < 0.05),左室射血分数、左室短轴缩短率增加(P < 0.05);③造模后第35天的苏木精-伊红与Masson染色显示,与未治疗组相比,两治疗组大鼠心肌组织病理均有明显改善,其中以载生长因子水凝胶组改善更明显;④造模后第35天的Tunel染色与α-平滑肌肌动蛋白免疫荧光染色显示,载生长因子水凝胶组大鼠的心肌细胞凋亡数量低于未治疗组、无生长因子水凝胶组(P < 0.05),微血管密度大于未治疗组、无生长因子水凝胶组(P < 0.05);⑤结果表明,将甘油磷酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/肝细胞生长因子水凝胶注射于心肌梗死部位,可抑制心肌细胞凋亡及心肌纤维化、促进血管新生、延缓左心室重塑,达到改善心功能的目的。

    https://orcid.org/0000-0003-0505-0368(王南峰)

    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

    导电水凝胶治疗脊髓完全横断大鼠的安全性评估
    蒋昇源, 邓博文, 刘 港, 范 筱, 白惠中, 陶经纬, 赵 毅, 任敬佩, 徐 林, 穆晓红
    中国组织工程研究    2023, 27 (21): 3314-3319.   DOI: 10.12307/2023.454
    摘要369)      PDF (1757KB)(209)   


    文题释义:

    导电水凝胶:通过将导电材料聚合至水凝胶中,使传统水凝胶具备电传导特性的同时还具备与软组织相匹配的力学特性。导电水凝胶可在损伤局部形成电学微环境,促进细胞间信号交流。
    脊髓微血管:由内皮细胞、细胞间连接、髓样细胞和基底膜组成,其结构的完整性是维持脊髓内环境稳定的基础。在脊髓损伤早期,微血管结构破坏,表现为血管周围实质的出血和水肿。

    背景:水凝胶作为生物支架已被广泛应用于脊髓损伤的基础研究,基于脊髓组织的电信号传导特性,导电水凝胶已有初步探索及应用,但疗效及机制尚不明确。
    目的:初步探索导电水凝胶促进脊髓损伤后轴突再生的潜在机制,评估导电水凝胶作为生物支架修复脊髓损伤的安全性与可行性。
    方法:在甲基丙烯酰化明胶水凝胶的基础上添加导电颗粒聚吡咯,制备导电水凝胶。将36只成年雌性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和导电水凝胶组,每组12只。假手术组仅行椎板切除,模型组和导电水凝胶组建立T9脊髓完全横断模型,缺损间隙2 mm,导电水凝胶组造模后立即予以导电水凝胶填塞缺损间隙。术后1,3,7,14,28 d进行大鼠BBB评分;术后28 d,进行血清炎性指标、肝脾肾及脊髓组织形态、微血管再生及轴突再生检测。
    结果与结论:①术后28 d,导电水凝胶组BBB评分优于模型组(P < 0.05);②导电水凝胶组C-反应蛋白水平低于模型组(P < 0.05),两组血沉比较差异无显著性意义(P > 0.05);③苏木精-伊红染色显示,3组大鼠的肝、脾、肾等实质性器官无炎性细胞浸润;模型组断端处炎性细胞浸润明显,细胞排列紊乱,周围组织溶解;导电水凝胶组炎性细胞较少,细胞排列相对规整;Masson染色显示,模型组断端有大量胶原纤维长入,导电水凝胶组导电水凝胶周围仅被少量胶原纤维包裹;④免疫荧光染色显示,模型组脊髓缺损处血管内皮细胞较少,无成熟神经元细胞存在,导电水凝胶组血管内皮细胞明显多于模型组,有成形的血管轮廓,神经元数量较模型组多,但相较于假手术组细胞核固缩;⑤Western blot检测显示,导电水凝胶组血管内皮生长因子、神经丝蛋白200的蛋白表达量高于模型组(P < 0.05);⑥导电水凝胶作为生物支架修复脊髓损伤安全有效,其促进轴突再生的机制可能与促微血管再生、改善微循环有关。
    https://orcid.org/0000-0003-4391-2360(蒋昇源)
    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
    脱细胞真皮基质水凝胶的制备及生物学评价
    徐 鑫, 刘曜玮, 穆云萍, 王建英, 李芳红, 赵子建
    中国组织工程研究    2023, 27 (21): 3325-3331.   DOI: 10.12307/2023.417
    摘要650)      PDF (2707KB)(878)   


    文题释义:

    脱细胞真皮基质:通过脱细胞的方案来去除真皮组织中具有免疫原性的各种细胞,而选择性地保留有生物活性的细胞外基质,具有良好的生物相容性,并且可以和生长因子及种子细胞复合,是一种理想的组织修复和填充材料,临床应用潜力巨大。
    水凝胶:是一种具有三维聚合物网络特征的支架材料,能够容纳大量的水,其具有良好的生物相容性、可预测的降解速率、可调节的机械性能和良好的弹性,已成为优异的生物医用材料。

    背景:最近脱细胞真皮基质水凝胶因其可注射性和能填充不规则空间,在组织填充与修复中有着广阔的应用前景,而细胞相容性和生物相容性是组织修复的关键,探究脱细胞真皮基质水凝胶的相容性具有重要意义。
    目的:构建一种脱细胞真皮基质水凝胶,用于组织填充和修复。
    方法:制备可注射型脱细胞真皮基质水凝胶,扫描电镜下观察其微观形貌。将质量浓度8,10 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别与骨髓间充质干细胞共培养,检测细胞增殖与细胞相容性。将蛋白质量浓度0.25,0.5 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别注射至同一SD大鼠背部皮下不同部位,术后2,4周,观察水凝胶降解情况。将蛋白质量浓度1,1.5,2 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别注射至同一SD大鼠背部皮下不同部位,术后8,16周,观察水凝胶降解情况,并进行组织学分析。
    结果与结论:①扫描电镜下可见,脱细胞真皮基质水凝胶呈现一种不规则随机走向的多孔纤维结构,孔径大小不一。②共培养1,3,5 d后,两种浓度的水凝胶对骨髓间充质干细胞的增殖无影响;共培养1,2,3 d后的Live/Dead染色显示,两种浓度的水凝胶对骨髓间充质干细胞的增殖无影响,但水凝胶上的细胞形态发生了一定变化。③蛋白质量浓度0.25 g/L的水凝胶皮下注射2周后降解,0.5 g/L的水凝胶皮下注射4周后降解,1,1.5,2 g/L的水凝胶皮下注射16周均未降解,甚至可能保留更长时间。苏木精-伊红染色显示,皮下注射8周后,3种蛋白质量浓度水凝胶组织较为致密,出现少量的炎症浸润,2 g/L组有微血管生成;16周后,水凝胶组织变得松散,以1 g/L组较明显,炎症浸润减轻。免疫组化染色显示,随着注射时间的延长,水凝胶中的微血管数量增加;并且随着蛋白质量浓度的增加,水凝胶中的微血管数量增加。④结果表明,可注射脱细胞真皮基质水凝胶具有良好的细胞相容性和生物相容性。
    https://orcid.org/0000-0002-4543-0595(徐鑫)
    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
    脱细胞、病毒灭活与灭菌组合工艺对猪真皮基质理化性能的影响
    黄森丽, 孙海港, 孙文全
    中国组织工程研究    2023, 27 (21): 3349-3355.   DOI: 10.12307/2023.170
    摘要481)      PDF (1181KB)(2111)   


    文题释义:

    脱细胞:将同种异体或异种组织中的细胞裂解、洗脱的过程,去除异体或异种细胞成分。
    病毒灭活:采用一定的方法,比如物理、化学或生物的方法使病毒失去传染性和复制能力的过程。
    灭菌:指杀灭或清除物体上所有的微生物的过程。

    背景:脱细胞、去抗原、病毒灭活与终端灭菌工艺的组合优化是制备符合临床要求组织再生材料的关键技术。
    目的:系统比较分析两种脱细胞、去抗原、病毒灭活与灭菌组合工艺对猪真皮基质理化性能的影响。
    方法:取新鲜猪皮,分两组工艺制备猪真皮基质:①方法A:采用1%Triton X-100、DNase和RNase、1%磷酸三丁脂进行脱细胞处理,1%过氧乙酸+25%乙醇病毒灭活,伽马射线辐照终端灭菌;②方法B:采用中性蛋白酶、0.5%Triton X-100和DNase进行脱细胞处理,α-半乳糖苷酶去除抗原,0.1%过氧乙酸病毒灭活,伽马射线辐照终端灭菌。对两种方法制备的猪真皮基质进行表征。
    结果与结论:①A组胶原蛋白含量低于B组,弹性蛋白、糖含量高于B组,材料硬度值高于B组;A组基质材料的悬垂性较差,B组基质材料的柔韧性较好;②A组脱细胞处理不影响基质材料的热稳定性,B组脱细胞略降低基质材料的热稳定性;伽马射线灭菌后,A组基质材料的热稳定性大幅度下降,B组基质材料的热稳定性下降很小;③与B组相比,A组基质材料的拉伸强度和弹性较小;体外酶降解实验显示,A组基质材料对胶原酶降解具有很强的抗性,对胰蛋白酶敏感、易降解,B组基质材料则相反;④扫描电镜显示,伽马射线灭菌后,A组基质材料基本看不到胶原三维结构,胶原纤维排列致密,胶原纤维之间存在非纤维结构性凝胶样物质;B组基质材料胶原纤维结构清晰,胶原纤维之间不存在非纤维结构性胶样物质。苏木精-伊红和三色染色显示,伽马射线灭菌后,A组基质材料可见少量细胞核,胶原纤维排列紧密,材料致密;B组基质材料无细胞核,保留了较好的胶原纤维三维空间结构;⑤结果表明,不同组合的制备工艺对脱细胞基质材料的理化性能影响极大,方法B在有效脱细胞和去抗原的同时较完整地保留了天然组织结构,方法A对材料的破坏性较大,制备的基质材料胶原成分含量、柔软度、热稳定性和力学性能均不如方法B。
    https://orcid.org/0000-0002-7005-5782(黄森丽);https://orcid.org/0000-0002-7002-4652(孙文全)
    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
    医用胶原蛋白海绵外敷糖尿病足溃疡创面Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白和基质金属蛋白酶2,9的变化
    赵紫熙, 徐 俊, 丁 敏, 李喜文, 张靖航, 王鹏华
    中国组织工程研究    2022, 26 (10): 1544-1550.   DOI: 10.12307/2022.201
    摘要882)      PDF (25251KB)(156)   
    文题释义:
    基质金属蛋白酶2、9:正常情况下,基质金属蛋白酶可直接参与降解细胞外基质成分,降解胶原蛋白,影响组织重塑,它与基质金属蛋白酶抑制剂两者的动态平衡维持细胞外基质的稳定。在糖尿病足溃疡伤口中,升高的基质金属蛋白酶2、9会导致蛋白水解的活性增加、水解胶原蛋白的能力增强,使伤口愈合过程的某些因子失活,并且由于胶原蛋白含量的减少,对基质金属蛋白酶的抑制作用也明显减弱,影响组织合成。
    Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白:是参与创面修复的重要细胞外基质成分,在创面的愈合过程中发生动态变化。胶原由成纤维细胞和肌成纤维细胞分泌,参与形成肉芽组织,故胶原蛋白的生成与成纤维细胞增殖密切相关。在伤口中Ⅰ型胶原蛋白起支架作用,Ⅲ型胶原蛋白决定胶原纤维的直径大小和弹性。

    背景:胶原蛋白已被广泛应用于口腔、血管、神经、骨及软骨组织等领域中,但胶原蛋白海绵在糖尿病足溃疡伤口的应用鲜有研究。
    目的:分析医用胶原蛋白海绵对糖尿病足溃疡伤口肉芽组织Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白及基质金属蛋白酶2、9表达的影响。
    方法:选择2019年1-12月天津医科大学代谢病医院足病科收治的46例糖尿病足溃疡患者,其中男25例,女21例,类随机法分2组治疗,对照组换药清创,实验组在对照组治疗的基础上创面填充胶原蛋白海绵。治疗前及治疗后第3,7,14天记录创面面积,计算创面愈合率;同时取创面肉芽组织,免疫组织化学染色观察基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9的表达情况,Western blot检测分析Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白表达情况。研究已通过天津医科大学朱宪彝纪念医院伦理委员会批准。
    结果与结论:①随着治疗时间的延长,两组创面愈合率增加,试验组治疗后3,7,14 d的创面愈合率高于对照组(P < 0.05);②随着治疗时间的延长,两组创面肉芽组织中的基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9沉积减少,实验组治疗后各时间点的基质金属蛋白酶2、9表达少于对照组(P < 0.05);③随着治疗时间的延长,两组创面肉芽组织中的Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白表达增加,实验组治疗后各时间点的Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白表达表达高于对照组(P < 0.05);④结果表明,医用胶原蛋白海绵可减少创面组织中基质金属蛋白酶2/9的表达,有助于Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的合成,提高创面愈合率。
    真皮细胞外基质水凝胶促进大鼠急性皮肤创面修复
    董鸿斐, 黄启林, 杨熊, 李帅, 古瑞, 孙红玉, 汤礼军
    中国组织工程研究    2022, 26 (10): 1555-1560.   DOI: 10.12307/2022.203
    摘要573)      PDF (34664KB)(62)   
    文题释义:
    真皮细胞外基质:是动物皮肤组织通过物理和化学方法方法处理去除其表皮及真皮层内细胞成分后,所保留下来的完整的细胞外基质成分,主要成分包括胶原蛋白、透明质酸、糖胺聚糖和弹性蛋白等。
    温敏性可注射水凝胶:通过冻干、酶消化的方法将细胞外基质制成温度敏感性可注射水凝胶,即在室温下为液体状态,在37 ℃时可凝固为胶冻样,可用于局部组织内注射并持续发挥作用。

    背景:真皮细胞外基质(dermal extracellular matrix,d-ECM)已在临床创面修复中广泛使用,但真皮细胞外基质水凝胶(dermal extracellular matrix hydrogel,d-ECMH)是否可改善急性皮肤创面愈合目前尚缺乏相关研究。
    目的:探讨d-ECMH对大鼠急性皮肤创面的促愈合作用及机制。
    方法:将24只SD大鼠采用随机数字表法分为模型组、d-ECM组及d-ECMH组,每组8只。所有大鼠先建立全层皮肤缺损模型,模型组与d-ECMH组在创面与创缘分别注射PBS、d-ECMH,d-ECM组创面覆盖真皮细胞外基质,观察并评估创面愈合情况。14 d时处死所有大鼠,取其创面处皮肤组织进行苏木精-伊红染色、Masson 染色、免疫组织化学染色及免疫荧光染色。实验获得西部战区总医院动物伦理委员会批准。

    结果与结论:①各组大鼠创面均随治疗时间延长而缩小,d-ECMH组术后14 d的创面愈合率与创面上皮化率高于d-ECM组、模型组(P < 0.05),创面挛缩比率低于d-ECM组、模型组(P < 0.05);②苏木精-伊红染色显示,相比模型组与d-ECM组,d-ECMH组皮肤创面修复更好,创面再上皮化程度更高,形成了新的皮肤附属器(如毛囊),真皮部分的基质更加整齐;③Masson染色显示,相比模型组与d-ECM组,d-ECMH组皮肤创面组织中胶原纤维明显增多且粗大;④免疫组化染色显示,d-ECMH组新生毛细血管数量多于模型组、d-ECM组(P < 0.05),肿瘤坏死因子α与白细胞介素6含量低于模型组、d-ECM组(P < 0.05);⑤免疫荧光染色显示,d-ECMH组新生创面内的M2型巨噬细胞数多于模型组及d-ECM组(P < 0.05),M1型巨噬细胞数少于模型组、d-ECM组(P < 0.05);⑥结果表明,d-ECMH可加速皮肤创面愈合,促进创面再上皮化,减轻创面挛缩,可能与促进创面内毛细血管新生与胶原纤维生成、减轻炎症、调控巨噬细胞向M2极化有关。

    https://orcid.org/0000-0002-4315-8145 (董鸿斐) 


    猪结肠脱细胞支架联合结肠癌HCT116细胞的体外共培养
    朱茗祺, 周京旭, 林丽珠, 陈泽仁, 廖志晓
    中国组织工程研究    2021, 25 (10): 1533-1538.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.3049
    摘要528)      PDF (795KB)(116)   

    文题释义:
    猪结肠脱细胞支架:一种通过化学、物理等方法对新鲜猪结肠组织进行脱细胞处理后得到的天然支架,能为细胞提供天然细胞外基质成分的三维生长环境。
    浸润性生长:指肿瘤细胞生长增殖并破坏周围组织(包括组织间隙、淋巴管或血管)的生长方式。

    背景:近年来脱细胞支架已被广泛用于各种肿瘤的研究,支架的空间排列、生物力学性质和生物相容性等特性均有助于还原肿瘤细胞生长的微环境。
    目的:探讨猪结肠脱细胞支架作为结肠癌体外模型的特点与优势。
    方法将新鲜猪结肠以2%SDS、1%Triton X-100及0.5%EDTA浸泡结合反复振荡的方法进行脱细胞处理,制备猪结肠脱细胞支架。将人结肠癌HCT116细胞接种于猪结肠脱细胞支架黏膜面,活-死染色观察支架上的细胞生长情况,鬼笔环肽染色观察支架上的细胞形态,苏木精-伊红染色与免疫荧光染色观察细胞在支架上的纵向生长情况。
    结果与结论:①活-死染色显示,培养第1天,HCT116细胞能很好地聚集在支架黏膜层的孔隙内,少见死细胞;第3天时,细胞逐渐向孔隙外蔓延生长,小部分细胞已生长连接成片,无死细胞;第7天时,细胞生长密度进一步增大,在黏膜层表面生长成片,无死细胞与脱落细胞;②培养第7天苏木精-伊红染色及免疫荧光染色显示,部分HCT116细胞可在孔隙内生长成团,并有部分细胞沿着孔隙继续向黏膜下层生长,表现出原位肠癌浸润性生长的特点;③培养第7天鬼笔环肽染色显示,HCT116细胞与支架黏膜层在超微结构水平上有紧密的接触,并且具有分化良好的上皮形态特征;④结果表明,猪结肠脱细胞支架可作为结肠癌细胞三维培养的载体。
    https://orcid.org/0000-0003-2602-3254 (朱茗祺) 

    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

    制备表面图案化的聚丙烯酰胺-丙烯酸水凝胶
    李淑华, 李美兰
    中国组织工程研究    2020, 24 (10): 1553-1556.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2230
    摘要602)      PDF (18168KB)(278)   

    文题释义:
    水凝胶图案化:将印章带有图案的一面朝上,另一面用双面胶紧贴多孔板单孔的中心,用手指压紧以防止在加热过程中印章漂浮,这样水凝胶可以很好地将印章覆盖,不会出现水凝胶中间产生空洞的现象,使水凝胶很好图案化。
    聚丙烯酰胺-丙烯酸水凝胶:聚丙烯酰胺水凝胶具备良好的生物相容性,但力学性能较差。通过微模塑图形化压印制备具有特殊尺寸的聚丙烯酰胺-丙烯酸水凝胶,依次将不同体积的聚丙烯酰胺溶液、丙烯酸与过硫酸铵溶液混合进行了6组实验研究。随着丙烯酸比例的不断增加,水凝胶的力学性能逐渐增强,当丙烯酸含量最多时即聚丙烯酰胺体积为0.9 mL时应力为30 MPa,应变最大为0.023%。

    背景:聚丙烯酰胺水凝胶具备良好的生物相容性,但力学性能较差,影响了其在生物材料领域的应用。

    目的:通过微模塑图形化压印制备具有特殊尺寸的聚丙烯酰胺-丙烯酸水凝胶。

    方法:依次将不同体积的聚丙烯酰胺溶液、丙烯酸与过硫酸铵溶液混合,加入含有微模塑图形化印章的孔板中,制备聚丙烯酰胺-丙烯酸水凝胶:A组聚丙烯酰胺溶液1.4 mL,丙烯酸0.1 mL;B组聚丙烯酰胺溶液1.3 mL,丙烯酸0.2 mL;C组聚丙烯酰胺溶液1.2 mL,丙烯酸0.3 mL;D组聚丙烯酰胺溶液1.1 mL,丙烯酸0.4 mL;E组聚丙烯酰胺溶液1.0 mL,丙烯酸0.5 mL;F组聚丙烯酰胺溶液0.9 mL,丙烯酸0.6 mL。6组过硫酸铵溶液均为50 µL。光镜下观察水凝胶的图案化结构,电子万能试验机检测水凝胶的力学性能。

    结果与结论:光镜显示各组水凝胶表面的条纹清晰可见;丙烯酸的加入有效改良了水凝胶的力学性能,随着丙烯酸比例的不断增加,水凝胶的力学性能逐渐增强。结果表明,聚丙烯酸-丙烯酰胺水凝胶具有良好的力学性能,有望在组织工程损伤修复领域具有良好的应用前景。

    ORCID: 0000-0001-7773-7930(李淑华)

    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


    不同交联透明质酸复合凝胶在体内的宿主反应及基质金属蛋白酶9表达
    聂 卫, 刘伟伟, 刘大卫, 崔晓雪, 刘山海, 李 旭, 肖光礼, 王世炜, 牛换云, 李睿智
    中国组织工程研究    2020, 24 (10): 1557-1562.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2243
    摘要568)      PDF (29211KB)(94)   

    文题释义:
    宿主反应:指生物材料或组织工程产品植入体内后引起的机体反应,包括植入部位的局部反应和全身反应。宿主反应是一把双刃剑,可引起全身毒性、过敏、致畸、致癌、溶血、凝血,炎症、过度纤维化等;但也可提供一种环境或支撑,适当的纤维组织增生促进组织的修复或重构。如何调控机体宿主反应向组织修复方向发展,是生物材料发展的方向,也是研究的热点。
    基质金属蛋白酶9:属基质金属蛋白酶家族的明胶酶,可降解和重塑细胞外基质的动态平衡,参与伤口愈合、异物反应、炎症、血管生成和组织重塑,可在炎症早期阶段上调表达,促进可降解材料宿主组织的整合和修复。其在生物材料表面巨噬细胞内高表达,而且参与巨噬细胞融合、异物巨细胞形成和异物反应,还可以调节细胞外基质组分和各种因子,从而引起细胞外环境及纤维包囊和血管生成的改变,对于研究生物材料体内组织修复过程有重要意义。

    背景:利用羟丙基甲基纤维素分子内的羟基与透明质酸中的羟基、羧基发生相互作用,可降低透明质酸的酶解,提高其作为皮肤填充材料的可使用性。

    目的:观察不同交联方式透明质酸复合凝胶体内植入后的宿主反应及基质金属蛋白酶9表达变化。

    方法:取新西兰大耳白兔(购自北京隆安实验动物养殖中心)12只,在其脊柱两侧皮下共注射10个点,左侧4点注射化学交联透明质酸钠-羟丙基甲基纤维素凝胶(化学交联组),右侧4点注射物理混合透明质酸钠-羟丙基甲基纤维素凝胶(物理交联组),左右侧各一点注射已上市注射用修饰透明质酸钠凝胶(对照组)。注射后1,4,12周分别切取包括植入材料在内的皮下组织,苏木精-伊红染色观察炎症反应和纤维化程度,Masson染色观察胶原纤维形成状况,免疫组织化学染色观察基质金属蛋白酶9表达变化。实验经天津市医药科学研究所动物伦理委员会批准(批准号:IMPS-EAEP-H-2017030)。

    结果与结论:①苏木精-伊红染色:化学交联组注射后1,4周时的炎症反应较对照组明显,囊壁及微囊壁较对照组增厚,注射后12周时炎症反应及纤维化程度与对照组类似;物理交联组注射后1周时可见少量炎细胞浸润,纤维包裹及微囊壁形成较对照组稍明显,注射后4周时纤维包裹及微囊壁较对照组增厚,注射后12周时炎症反应及纤维化程度与对照组类似;②Masson染色:化学交联组与物理交联组注射后1,4周时的胶原纤维较对照组增多,12周时胶原纤维进一步增加,与对照组无差异;③免疫组织化学染色:化学交联组注射后1周的基质金属蛋白酶9阳性表达低于对照组,其余时间点与对照组无差异;物理交联组注射后1周的基质金属蛋白酶9阳性表达低于对照组,注射后4周的阳性表达高于对照组,注射后12周与对照组无差异;④结果表明:两种交联透明质酸钠复合凝胶皮下植入后12周内的生物相容性良好,胶原纤维生成和基质金属蛋白酶9表达逐步增加,有利于组织重塑的进行,并且物理交联的样品植入早期组织反应更小,中期基质金属蛋白酶9表达明显增多,更利于组织修复和重塑。

    ORCID: 0000-0002-1774-6808(聂卫)

    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


    真皮脱细胞基质复合骨髓间充质干细胞修复比格犬关节软骨缺损
    靳少锋, 郑 蕊, 杰永生, 陈 磊, 綦 惠, 孙 磊, 舒 雄
    中国组织工程研究    2020, 24 (4): 532-537.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1405
    摘要552)      PDF (25904KB)(96)   

    文题释义:
    骨髓间充质干细胞作为软骨组织工程中的种子细胞:目前软骨细胞作为种子细胞在体外已经构造出各种不同的成熟软骨组织,但软骨细胞体外扩增能力差,且易发生老化和去分化,效果都不够理想,而且软骨细胞在体内来源有限,取材时还会引起新的创伤,这些问题显著限制了其临床应用潜能。骨髓间充质干细胞是一种多能成体干细胞,具有多向分化及自我更新的潜能,还具有明显的可塑性,易于体外培养、扩增。在体外被诱导分化为软骨细胞,而且在体内可迁移到软骨损伤处,参与软骨缺损的修复。
    真皮来源细胞外基质:是动物皮肤组织通过各种物理和化学方式处理,去除其表皮及真皮层的细胞成分,保留完整的细胞外基质蛋白和基底膜。由于具有合适的孔隙率,良好的生物相容性和支撑效果,是一种修复软骨缺损合适的支架材料。


    背景:真皮来源细胞外基质作为软骨修复支架为软骨组织的生长提供空间支持,同时促进细胞黏附和增殖,骨髓间充质干细胞具有向软骨细胞诱导分化的作用,两者单独应用均有不足。

    目的:探索比格犬骨髓间充质干细胞复合小牛真皮脱细胞基质修复比格犬膝关节软骨缺损的可行性。

    方法:抽取比格犬骨髓血,采用密度梯度离心法获取骨髓间充质干细胞并传代。取新生小牛背部真皮组织,通过物理和化学方法脱除细胞成分,制备真皮脱细胞基质。真皮脱细胞基质表面缓慢滴加0.2 mL细胞悬浮液至完全覆盖支架,放在37 ℃、体积分数为5% CO2培养箱中静置48 h备用。选取12只成年比格犬构建膝关节软骨缺损动物模型,随机分为3组:支架复合骨髓间充质干细胞组软骨缺损处缝合真皮脱细胞基质复合自体骨髓间充质干细胞;单纯支架组软骨缺损处缝合真皮脱细胞基质;模型对照组不进行处理。术后12周获取比格犬右膝关节组织,进行体视显微镜观察、苏木精-伊红染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色。

    结果与结论:①扫描电镜显示骨髓间充质干细胞在脱细胞基质中黏附和生长良好;②苏木精-伊红染色显示,支架复合骨髓间充质干细胞组修复平面略低于周边正常组织,修复组织与周围软骨整合很好,单纯支架组软骨缺损处为纤维组织填充,模型对照组缺损周边仅有少量修复;③Ⅱ型胶原免疫组化染色显示,支架复合骨髓间充质干细胞组软骨缺损处为类软骨组织填充,单纯支架组软骨缺损处为纤维组织填充,模型对照组软骨缺损处无修复组织填充;④结果表明,新型小牛真皮脱细胞基质具有良好的生物相容性,可以促进骨髓间充质干细胞增殖,自体骨髓间充质干细胞与真皮脱细胞基质复合物可有效修复比格犬膝关节软骨缺损。

    ORCID: 0000-0002-5030-0349(舒雄)

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    流体明胶SurgifloTM与明胶海绵在腰椎融合手术中止血效果的对比
    覃文聘, 杨雨洁, 赵来赫, 石晓伟, 鹿 蕾, 杨鸿旭, 黄景辉
    中国组织工程研究    2020, 24 (4): 561-565.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2209
    摘要1078)      PDF (22358KB)(166)   

    文题释义:
    流体明胶SurgifloTM是一种可吸收的止血明胶基质,是从猪皮中提取的明胶提取物,适用于在毛细血管、静脉和细小动脉等出血而依靠压迫、结扎或其他传统方法控制无效或不可行时的手术辅助止血(眼科手术除外)。
    脊柱融合手术:是通过植骨和内固定等方式将原本活动的脊柱融合为一体的手术方式,在重建腰椎稳定中发挥着关键作用。

    背景:止血是脊柱外科术中最重要的手术环节,目前普遍应用的明胶海绵具有一定的效果,但止血时间长,止血效果不理想,需要探索新的止血方法。

    目的:比较流体明胶SurgifloTM与普通明胶海绵在腰椎融合手术中的止血效果。

    方法:纳入解放军第四军医大学西京医院2017年9至12月收治的98例腰椎融合手术患者,其中男52例,女46例,平均年龄54.32岁,所有患者均进行单节段L4/5腰椎融合手术,其中48例应用流体明胶SurgifloTM进行术中止血,50例应用普通明胶海绵进行术中止血。比较两组术中出血量、术后引流量、3 min止血成功率、围术期血红蛋白变化等。

    结果与结论:①流体明胶组手术时间短于普通明胶组[(105±26),(118±32) min,P < 0.05],术中出血量、术后引流量少于普通明胶组[流体明胶组:(156±57),(106±42) mL;普通明胶组:(204±62),(148±35) mL,P < 0.05],3 min止血成功率高于普通明胶组(94%,80%,P < 0.05),围术期血红蛋白变化量低于普通明胶组[(12.3±3.6),(22.8±4.3) g/L,P < 0.05];②两组患者均未发生过敏反应、免疫排斥反应、术后延迟血肿等并发症;③结果表明,流体明胶SurgifloTM可显著减少腰椎融合手术的术中出血量及术后引流量,具有更好的止血效果。

    ORCID: 0000-0002-0991-0591(覃文聘)

    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

    胶原/硫酸肝素支架联合神经干细胞促进脊髓损伤后运动功能的恢复
    曹宗锐,郑 博,钟 琳,胡良聪,张秀莉,屈 波,蒋 涛
    中国组织工程研究    2019, 23 (34): 5454-5461.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1445
    摘要422)      PDF (29277KB)(296)   

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    文题释义:
    硫酸肝素:是在所有动物组织中发现的线性多糖,为一种蛋白多糖,其中2个或3个硫酸肝素链紧密附着在细胞表面或细胞外基质蛋白附近,硫酸肝素结合大量细胞外蛋白质并调节多种生物活性。
    弥散张量成像:是一种描述脊髓结构的新方法,是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。举例来说,如果说核磁共振成像是追踪水分子中的氢原子,那么弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接,引导医疗人员进行脊髓手术,其还可以揭示同脑卒中、多发性硬化症、精神分裂症、阅读障碍有关的细微反常变化。
     
     
    背景:近些年来,胶原/硫酸肝素支架作为神经组织工程支架已被用于周围神经、脊髓和脑损伤的修复中。
    目的:观察胶原/硫酸肝素支架联合神经干细胞移植对脊髓损伤后运动功能恢复的影响。
    方法:将SD乳鼠神经干细胞接种于胶原/硫酸肝素支架上培养7 d,构建细胞-支架复合物。将60只成年雌性SD大鼠(购自成都达硕生物科技有限公司)随机分为4组,每组15只:假手术组仅切除T10椎板,模型组切除T10处1.5 mm脊髓建立脊髓损伤模型,支架组建立脊髓损伤模型后植入胶原/硫酸肝素支架,细胞-支架组建立脊髓损伤模型后植入细胞-支架复合物。术后1,2,3,4,6,8周进行BBB评分与斜板实验,观察大鼠肢体功能恢复;术后8周检测大鼠双后肢运动诱发电位,观察运动功能恢复情况;术后8周对脊髓损伤处进行核磁扫描,获得弥散张量成像图像,观察神经纤维再生情况。实验获得成都医学院第一附属医院伦理委员会批准。
    结果与结论:①术后2,3,4,6,8周,细胞-支架组的BBB评分、斜板实验角度均高于模型组、支架组  (P < 0.05,P < 0.01);②细胞-支架组大鼠双侧后肢的运动诱发电位振幅高于模型组、支架组(P < 0.05,P < 0.01),潜伏期短于模型组、支架组(P < 0.05,P < 0.01);③弥散张量成像显示,假手术组神经纤维完整,模型组病变部位周围神经纤维缺乏不同方向的连续性,支架组、细胞-支架组可见较多数量的神经纤维穿过损伤区域,并且细胞-支架组穿过损伤区域的神经纤维数量更多;④结果表明,胶原/硫酸肝素支架联合神经干细胞可促进大鼠脊髓损伤处神经纤维的再生,改善大鼠双侧后肢运动功能。
    整合素αvβ6与纤连蛋白相互作用的力调控机制
    杨碧珊,李 娜,李趣欢
    中国组织工程研究    2019, 23 (34): 5462-5467.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1949
    摘要703)      PDF (20864KB)(456)   

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    文题释义:
    整合素αvβ6是由αv链和β6链构成的异源二聚体跨膜蛋白,分为胞外区、跨膜区和胞质区,能与纤连蛋白上的RGD环(由氨酸-甘氨酸-天冬氨酸3个氨基酸组成)结合,介导细胞的黏附迁移。整合素αvβ6在正常的上皮细胞上不表达或者表达量较低,但是在胚胎发育、组织修复和癌症恶性发展时,整合素αvβ6表达量上调。
    纤连蛋白:是一种高分子质量约440 kD的细胞外基质糖蛋白,能与多种细胞外基质蛋白结合,与膜蛋白整合素αvβ6结合介导多种肿瘤细胞的黏附。
     
     
    背景:整合素αvβ6在多种肿瘤细胞上高表达,能促进肿瘤细胞的异常增殖和恶性转移。整合素αvβ6通过与配体纤连蛋白的相互作用介导了肿瘤细胞的黏附与迁移,该过程不仅受到整合素αvβ6与纤维蛋白相互作用强弱的影响,也受到血流环境下剪应力的调节。因此,揭示整合素αvβ6和纤连蛋白相互作用的力-化学调控机制具有重要的理论意义和应用价值。
    目的:通过定量化力条件下整合素αvβ6与纤连蛋白的相互作用,揭示蕴含在黏附现象背后的力调控机制。
    方法:在不同剪切力下,驱使包被纤连蛋白RGD片段的微球在铺有整合素αvβ6的底板上黏附,观察和记录该黏附现象,获取黏附微球的瞬时速度和累积距离随时间变化的曲线,提取生存时间和解离速率参数。
    结果与结论:整合素αvβ6与纤连蛋白片段相互作用存在流动增强型现象,随着流体剪切力的增加,两者相互作用的键生存时间出现先增加后减少趋势。相反,随流体剪切力的增加,键解离速率出现先减小后增加趋势。该力依赖的生存时间和逆反应速率的双态性表明,整合素αvβ6与纤连蛋白片段介导的流动增强型现象是由逆锁键所调控的。
    人工韧带聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面臭氧氧化
    史丰田, 张 梅, 孙仕超, 陈书香, 李登云, 孙雪莲
    中国组织工程研究    2019, 23 (26): 4212-4216.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1362
    摘要721)      PDF (696KB)(114)   

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    文题释义:
    人工韧带材料:人工韧带主要用于膝关节韧带的重建与修复,其制作材料从早期的碳纤维、聚四氟乙烯、聚丙烯等,逐渐发展为目前以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主。人工韧带材料具有来源广、强度大、恢复快、无供区并发症及疾病传播风险等优点,是缓解自体/异体移植物来源缺乏的重要途径。
    表面臭氧氧化:聚对苯二甲酸乙二醇酯分子结构对称、无强极性基团,故纤维表面的亲水性较差,提高纤维表面性能是发挥其功能的关键所在。在保证材料自身性能的前提下,通过臭氧氧化在纤维表面形成过氧基团,为后续接枝改性打下基础。臭氧氧化不需要化学试剂,无残余污染性副产物,需要的设备简单且操作容易。
     
     
    背景:人工韧带材料聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维具有较好的理化性能与力学性能,但其表面亲和性较差,不具备良好的细胞相容性,因此需要对材料表面进行改性处理。
    目的:采用臭氧氧化法在聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维表面生成活性位点,提高其细胞相容性。
    方法:取人工韧带聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维经编坯布,裁剪成合适大小,放入蒸馏水中进行臭氧氧化处理:室温,氧气流量1 L/min,水中臭氧质量浓度10 mg/L,臭氧化时间30 min,表征臭氧氧化前后聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面形貌、力学性能与甲苯胺蓝吸附情况。
    结果与结论:①扫描电镜显示臭氧氧化后,聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维表面的粗糙度稍有增加,但无明显龟裂降解迹象;②臭氧氧化后,聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维表面成功引入了过氧基团,过氧化物浓度10-5 mol/g数量级;③臭氧氧化后,聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维表面未出现明显降解,力学性能保持良好,可满足人工韧带材料对聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维拉伸性能的要求;④臭氧氧化前,聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维主链上缺乏亲水性基团,几乎不吸附甲苯胺蓝;臭氧氧化后,纤维表面亲水性基团增加,可吸附大量甲苯胺蓝;⑤结果表明,臭氧氧化处理既能保证聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的力学性能又可在其表面引入足够的过氧基团。
    肝脏细胞外基质水凝胶的制备及表征
    曹玉伦,程 远,何国林,李 阳,彭 青,高 毅,潘明新
    中国组织工程研究    2019, 23 (18): 2847-2851.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1682
    摘要728)      PDF (578KB)(250)   

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    文题释义:
    脱细胞技术:采用物理、化学、酶解等方法对组织或器官进行去除细胞成分,保留细胞外基质的结构和成分。通过去细胞技术得到的细胞外基质支架,可用于培养细胞。
    肝脏细胞外基质水凝胶:采用脱细胞技术制备脱细胞肝脏基质,再通过研磨、消化等步骤及后续渗透压、pH值、温度的调节,多肽自组装为富含水分的三维网状立体结构水凝胶。肝脏基质水凝胶扩展了脱细胞肝脏支架的应用,是一种比较有应用前景的生物材料。
     
     
    背景:研究表明,肝脏细胞外基质水凝胶可促进肝脏特异性细胞的行为更加接近体内的状态,可增强肝细胞的活性及功能,促进内皮细胞的血管化和胆管上皮细胞的胆管化,但对于肝脏基质胶本身性质的研究较少。
    目的:采用温和去细胞技术制备肝脏细胞外基质水凝胶,并对水凝胶进行初步表征。
    方法:取新鲜冰冻的猪肝组织切片,常温下放入去离子水中搅拌4次;移入预热到37 ℃的0.02%胰酶/ 0.05%EDTA溶液中,37 ℃搅拌1 h,去离子水清洗肝片,放入3%Triton X-100溶液中搅拌1.5 h;去离子水冲洗肝片,放入4%脱氧胆酸钠溶液中搅拌1.5 h;过量去离子水冲洗肝片,获得去细胞肝脏支架;将肝脏支架移入0.1%过氧乙酸溶液中搅拌2.0-3.0 h,置入1×PBS溶液中搅拌15 min、去离子水中搅拌浸泡2次、1×PBS冲洗15 min;再通过冻干、液氮研磨、消化成肝脏基质溶液,经过后续的配平,多肽分子自组装成肝脏细胞外基质水凝胶。检测肝脏细胞外基质水凝胶的脱细胞程度、DNA含量、组成成分、浊度动力学及微观结构。
    结果与结论:①采用温和脱细胞技术得到了脱细胞肝脏支架,而且脱细胞较完全;②脱细胞肝脏支架的DNA含量较正常肝脏组织明显下降(P < 0.001);③肝脏细胞外基质水凝胶前体溶液保留了许多猪肝细胞外基质成分,比如胶原蛋白、弹性蛋白、糖安聚糖及其前体等;④浊度动力学实验显示,随着肝脏细胞外基质凝胶质量浓度的增大,平台期的吸光度值升高;⑤扫描电镜显示,肝脏细胞外基质水凝胶呈现纤维网状多孔结构,纳米级细胞外基质纤维互相交错,并且随着肝脏细胞外基质水凝胶质量浓度的增加,纤维密度相对增加,直径无变化;⑥结果表明,采用温和去细胞技术制备的肝脏细胞外基质水凝胶,具有三维立体网络结构,为细胞的黏附、生长提供了结构基础。