组织工程血管材料 tissue-engineered vascular materials 栏目所有文章列表

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    体外构建Stanford A型主动脉夹层3D三维动态模拟图及个体化组织工程血管
    程明光, 张超宇, 庄康乐, 阮 鹏, 左 逸, 周正春, 孔 祥, 葛建军, 程光存
    中国组织工程研究    2023, 27 (3): 335-338.   DOI: 10.12307/2023.021
    摘要994)      PDF (933KB)(38)   

    文题释义:
    个体化组织工程血管:针对个体化患者通过利用生物可降解材料来制备、重建和再生的血管替代材料。
    三维动态图:通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模对血管状态进行分析、体外重建。

    背景:Stanford A型主动脉夹层手术难度大、复杂程度高,需要在深低温停循环下行升主动脉全弓置换+降主动脉支架置入手术,对术者的操作要求很高。
    目的:探讨在体外构建Stanford A型主动脉夹层3D三维动态模拟图及个体化组织工程化血管制备的可行性,为未来为临床医师提供模拟手术过程。
    方法:选择2020年1月至2021年7月中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)收治的Stanford A型主动脉夹层患者17例,将患者CT影像数据导入到医学图像处理软件,重建出Stanford A型主动脉夹层的主动脉血管及其分支模拟图。对重建出的主动脉血管模型制作出夹层的3D三维动态模拟图,制定个体化组织工程化血管,同时测量主动脉夹层模型与CT血管造影在不同位置的血管内径。
    结果与结论:①精确制定出夹层的3D三维动态模拟图和模型,可以制备出个体化的组织工程化血管,满足临床人工血管材料需要;②在窦管交界水平主动脉、头臂干水平主动脉、左锁骨下动脉水平主动脉、头臂干、左颈总动脉、左锁骨下动脉部位,Stanford A型主动脉夹层3D三维动态模型的血管内径值与CT血管造影血管造影检测结果比较差异均无显著性意义(P > 0.05);③结果提示,在体外可构建Stanford A型主动脉夹层3D三维动态模拟图及精确打印出Stanford A型主动脉夹层复杂的解剖结构,可以精确制备个体化组织工程化血管。

    https://orcid.org/0000-0002-9347-8091 (程明光)

    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

    聚己内酯和β-磷酸三钙复合支架经血小板衍生生长因子BB修饰后的促血管生成作用
    赵金龙, 刘继超, 于 洋
    中国组织工程研究    2023, 27 (21): 3300-3306.   DOI: 10.12307/2023.415
    摘要318)      PDF (1239KB)(38)   


    文题释义:

    血小板衍生生长因子:是来源于血小板的一种双链二聚体可溶性糖蛋白,包含5种同分异构体,广泛存在于骨组织中,在骨损伤修复与创伤愈合中具有重要作用,其既是结缔组织细胞和其他类型细胞的主要有丝分裂原,又是一种高效促细胞趋化因子,可刺激成骨细胞等的增殖与迁移,促进血管再生。
    聚己内酯/β-磷酸三钙支架:聚己内酯具有良好的生物可降解性与生物相容性,是骨组织工程支架的主体材料之一,但其单独应用还存在很多问题,例如缺乏生物活性、机械性能差、降解速度较慢等,所以,改性与优化聚己内酯是目前的热点研究内容。β-磷酸三钙具有与天然骨矿物质相似的化学成分与晶体结构,拥有良好的机械强度、骨传导与骨诱导作用,将其与聚己内酯复合可提升支架的成骨诱导性与机械性能。

    背景:组织工程技术的发展为骨缺损的修复重建提供了新的思路,但是血管化问题使组织工程骨应用于临床受到了制约。血小板衍生生长因子在促进骨细胞形成的同时也可促进骨组织中血管的形成。
    目的:观察聚己内酯/β-磷酸三钙/血小板衍生生长因子BB支架对骨髓间充质干细胞成骨分化及人脐静脉内皮细胞增殖、黏附的影响,以及修复骨缺损的效果。
    方法:①利用3D快速成形机制备聚己内酯/β-磷酸三钙支架(记为PCL/β-TCP支架),将支架浸渍于血小板衍生生长因子BB溶液中制备聚己内酯/β-磷酸三钙/血小板衍生生长因子BB支架(记为PCL/β-TCP/PDGF BB支架)。②体外实验:将骨髓间充质干细胞、人脐静脉内皮细胞分别接种于两种支架上,检测骨髓间充质干细胞的成骨分化情况,检测人脐静脉内皮细胞的增殖、黏附与成血管基因表达。③体内实验:取21只成年大鼠,建立双侧胫骨缺损模型,实验组植入PCL/β-TCP/PDGF BB支架,对照组植入PCL/β-TCP支架,空白组不植入支架,每组7只。术后12周,进行Micro-CT扫描、骨组织形态学观察及成骨与成血管基因检测。
    结果与结论:①体外实验:与PCL/β-TCP支架相比,PCL/β-TCP/PDGF BB支架可促进骨髓间充干细胞的成骨分化,促进人脐静脉内皮细胞的增殖与黏附,促进人脐静脉内皮细胞血管内皮生长因子、CD31 mRNA的表达。②体内实验:Micro-CT扫描显示,空白组可见明显的骨缺损,对照组、实验组均可见大量新生的骨组织,实验组修复效果更明显。苏木精-伊红染色、Masson和番红固绿染色显示,空白组没有明显骨组织形成;对照组可见大量成熟度较高的骨基质及相对较少的不成熟软骨组织;实验组可见大量的骨样组织及成熟度较高的软骨组织,大部分髓腔再通。RT-PCR检测显示,实验组骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子、碱性磷酸酶、骨钙素、血管内皮生长因子、CD31的mRNA表达量均高于对照组(P < 0.05)。③结果表明:相比于PCL/β-TCP支架,PCL/β-TCP/PDGF BB支架可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉内皮细胞的增殖、黏附并表达成血管相关基因,促进骨缺损的修复。
    https://orcid.org/0000-0002-1062-9684(赵金龙)

    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

    石墨相氮化碳特异性吸附血液中血红蛋白的条件优化
    陆 甜, 陶 渊, 杨 托, 孙路路, 裴心阳, 赵 亮, 李温斌
    中国组织工程研究    2023, 27 (30): 4817-4823.   DOI: 10.12307/2023.546
    摘要285)      PDF (1980KB)(72)   


    文题释义:

    石墨相氮化碳:是一种人工合成的二维层状结构软质相聚合物,在常温常压下稳定。C、N原子以sp2杂化形成π电子基团,可与血红蛋白卟啉环发生π-π相互作用,进而使血红蛋白吸附在石墨相氮化碳材料表面,实现血红蛋白的分离纯化且不影响蛋白质构象,因此在实现血液中血红蛋白的特异性吸附方面具有很大优势。
    响应面分析法:是一种最优化方法,是将影响结果的多个因素作为函数的因变量,结果作为自变量,通过一系列实验数据作图(一般为等高线图),以图片显示因变量与自变量的函数关系,以便找到实验的最优条件,实现实验条件的优化。

    背景:心脏外科体外循环的安全时限仅6 h的主要原因是游离血红蛋白堆积,目前临床尚无有效的解决办法。
    目的:利用石墨相氮化碳可特异性吸附游离血红蛋白的特性,探究其可特异性吸附血红蛋白的最佳条件可达到的最高吸附效率。
    方法:配制不同质量浓度的血红蛋白溶液,研究石墨相氮化碳对血红蛋白的吸附能力。基于这些结果,考虑临床应用条件,探究pH值、石墨相氮化碳∶血样、反应温度、反应时间这4个单因素对吸附效率的影响。应用Design-Expert.8.0.6响应面分析软件提供的模型,设pH值、石墨相氮化碳∶血样、反应温度、反应时间4个因素为自变量,全血中游离血红蛋白吸附效率为因变量,设计四因素三水平实验,根据单因素实验结果选定三因素的零水平和波动区,检测吸光度值,计算血红蛋白吸附效率。利用电泳验证石墨相氮化碳对全血中血红蛋白的特异性吸附效果。 

    结果与结论:①随着血液中血红蛋白质量浓度的增大,石墨相氮化碳对游离血红蛋白的吸附量也逐渐增大,但不满足线性关系;②单因素实验显示,pH=8.0时,石墨相氮化碳对游离血红蛋白的吸附效率为93.5%,对其他蛋白吸附很少,当pH值进一步升高时,对游离血红蛋白的吸附效率先维持平稳后逐渐下降;随着石墨相氮化碳∶血样比值、反应温度及反应时间的增加,石墨相氮化碳对游离血红蛋白的吸附效率呈现上升趋势;③通过Design-Expert.8.0.6软件计算实验的多元回归方程,可以得到4个因素的最佳作用值:pH=7.5,石墨相氮化碳∶血样为6.00 mg∶1 mL,反应温度为36.5 ℃,反应时间为60 min,全血中游离血红蛋白的吸附效率为54.34%;SDS-聚丙烯酰胺凝胶实验,在最佳吸附条件下,石墨相氮化碳可实现对全血中血红蛋白的特异性吸附;④结果显示,石墨相氮化碳可特异性吸附游离血红蛋白,且在最佳吸附条件下可提高吸附效率,有望作为一种新型生物医用材料进一步推动组织工程材料的发展。

    https://orcid.org/0000-0002-7392-7582(陆甜)

    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