亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        聚羥基丁酸羥基辛酸關(guān)節(jié)一體化組織工程支架制備條件及性能優(yōu)化

        2013-10-23 09:21:10杜美麗張永紅呂利華劉堅(jiān)陳學(xué)英趙良啟
        關(guān)鍵詞:羥基軟骨支架

        杜美麗,張永紅,呂利華,劉堅(jiān),陳學(xué)英,趙良啟*

        (1.山西大學(xué) 化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030006;2山西醫(yī)科大學(xué) 第二醫(yī)院骨科,山西 太原 030001;3山西省醫(yī)用組織庫(kù),山西 太原 030006)

        創(chuàng)傷和骨性關(guān)節(jié)炎引起的關(guān)節(jié)骨軟骨損傷是臨床上的一種常見(jiàn)病,但由于軟骨自身修復(fù)能力極弱,使得關(guān)節(jié)骨軟骨損傷修復(fù)成為醫(yī)學(xué)難題之一[1-2].傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)骨軟骨損傷治療方法雖然取得了一些臨床效果,但分別呈現(xiàn)出不同的醫(yī)學(xué)缺陷與不足,如供體不足、供區(qū)繼發(fā)性受損、免疫排斥等,長(zhǎng)期療效不夠理想[3].1994年Vacanti等[4]首次將組織工程學(xué)引入關(guān)節(jié)骨軟骨損傷修復(fù)研究,為關(guān)節(jié)損傷修復(fù)開(kāi)辟了新途徑.關(guān)節(jié)骨軟骨組織工程研究包括支架、生長(zhǎng)因子和種子細(xì)胞三大部分,其中支架制備是最重要的基礎(chǔ)工作之一.制備支架曾經(jīng)歷了單層支架、雙層支架研究階段.初期是分別制備軟骨、硬骨單層支架,通過(guò)縫合/黏合組成兩層關(guān)節(jié)支架.這種關(guān)節(jié)支架的缺陷是兩層連接不緊密,容易分離或脫落.于是人們開(kāi)始研究一次制備骨軟骨雙層支架,較好地解決了雙層分離的問(wèn)題,但未能解決阻止血管進(jìn)入軟骨部分的問(wèn)題.為此,參照關(guān)節(jié)組織結(jié)構(gòu),研制仿生多層一體化關(guān)節(jié)組織工程支架成為新課題.

        本實(shí)驗(yàn)室自主開(kāi)發(fā)出一種新型生物材料——羥基丁酸與羥基辛酸共聚體[P(HB-HO)],該材料具有良好的可塑性、加工性、生物相容性、生物可降解性和降解產(chǎn)物無(wú)毒性等特性[5].本文通過(guò)溶劑澆鑄/顆粒瀝濾法[6-7]技術(shù)路線,以PHBHOx為連續(xù)相,研制骨層、過(guò)渡層、軟骨層一體化仿生關(guān)節(jié)組織工程支架,優(yōu)化支架制備條件和支架性能,并進(jìn)行支架與細(xì)胞的復(fù)合培養(yǎng)試驗(yàn),為該一體化支架修復(fù)關(guān)節(jié)損傷研究提供技術(shù)支撐與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

        1 材料與方法

        1.1 材料:羥基丁酸與羥基辛酸共聚體(山西大學(xué)生物技術(shù)研究所)、一周齡新西蘭白兔(購(gòu)自山西醫(yī)科大學(xué))、豬骨頭(購(gòu)自太原市田和食品集團(tuán)有限公司)

        1.2 主要儀器:RGT1-20A萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(深圳瑞格爾儀器有限公司),JSM-6701F掃描電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社),酶聯(lián)標(biāo)記檢測(cè)儀(美國(guó)BioRad-550型).

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        1.3.1 豬膝關(guān)節(jié)軟骨脫細(xì)胞基質(zhì)的制備

        為了制備軟骨層復(fù)合材料,參照改良的Courtman法[8]對(duì)關(guān)節(jié)軟骨行脫細(xì)胞處理后,進(jìn)行HE、甲苯胺藍(lán)、Masson染色.

        1.3.2 軟骨層/過(guò)渡層/硬骨層一體化關(guān)節(jié)支架制備條件優(yōu)化

        各層支架的制備:氯仿溶液溶解PHBHOx及復(fù)合材料(脫細(xì)胞基質(zhì)、β-磷酸三鈣),加入一定粒徑NaCl顆粒作為致孔劑充分混勻,置于自制模具內(nèi),壓實(shí)常溫干燥后脫模,蒸餾水浸泡去除NaCl,真空干燥至恒質(zhì)量.

        一體化支架的制備:選擇各層支架的最優(yōu)參數(shù),以PHBHOx為連續(xù)相,氯仿為溶劑,在同一模具內(nèi)連續(xù)制作3層支架,常溫壓實(shí)干燥后,脫模去鹽制得軟骨層/過(guò)渡層/骨層PHBHOx一體化關(guān)節(jié)組織工程支架.

        1.3.2.1 孔隙率的測(cè)定:采用比重法[9],在25℃條件下進(jìn)行孔隙率測(cè)定.

        1.3.2.2 力學(xué)強(qiáng)度的測(cè)定:萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試支架的抗壓強(qiáng)度,支架為直徑10mm、高度15mm的圓柱狀.測(cè)試時(shí)以5mm/min加載速率進(jìn)行,測(cè)定受力壓縮達(dá)30%時(shí)的荷載,計(jì)算抗壓強(qiáng)度.計(jì)算公式:

        其中бc、P、A分別代表抗壓強(qiáng)度(Pa)、壓縮30%時(shí)的荷載(N)及試樣面積(m2).

        1.3.2.3 掃描電鏡觀察:將支架切成6mm×3mm×3mm的長(zhǎng)方體,真空噴金后,觀察支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及孔徑大小.

        1.3.2.4 吸水率的測(cè)定:將支架切成質(zhì)量大體相同的6塊并稱重記為m0,然后將其放在PBS緩沖液中,每隔1h用濾紙吸干稱重記為m1.計(jì)算公式為

        1.3.3 兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與關(guān)節(jié)一體化支架的復(fù)合培養(yǎng)

        將兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)與關(guān)節(jié)一體化支架進(jìn)行復(fù)合培養(yǎng),檢測(cè)支架對(duì)BMSC生長(zhǎng)和增殖的影響.

        1.3.3.1 BMSC的分離:采用全骨髓分離法[10]提取并分離BMSC,接種于培養(yǎng)瓶,在37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2、飽和濕度條件下的培養(yǎng)箱進(jìn)行原代培養(yǎng),首次24h換含體積分?jǐn)?shù)20%胎牛血清的L-DMEM液,以后每隔3d換液.

        1.3.3.2 BMSC在支架上的生長(zhǎng)情況:取第二代BMSCs,質(zhì)量濃度0.25%的胰酶消化后調(diào)整濃度至1.0×103個(gè)/mL,在96孔板內(nèi)放置20塊相同規(guī)格的經(jīng)消毒過(guò)的支架,將細(xì)胞懸液用移液槍滴注于支架上,每塊材料接種150μL.在37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2、飽和濕度條件下的培養(yǎng)箱內(nèi)靜置4h后,每孔加入培養(yǎng)液200μL充分覆蓋材料,作為實(shí)驗(yàn)組.將細(xì)胞以1.0×103/mL直接接種于96孔板內(nèi)作為對(duì)照組.培養(yǎng)10d后經(jīng)MTT法處理后在酶聯(lián)免疫分析儀測(cè)定490nm處的OD值.所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析.

        1.3.3.3 細(xì)胞在支架上的黏附情況:將支架切成體積大小相似的小塊并用體積分?jǐn)?shù)75%酒精浸泡24h,再用L-DMEM浸泡12h,在超凈臺(tái)上紫外線照射30min,然后將細(xì)胞滴加在支架上復(fù)合培養(yǎng)7d,用體積分?jǐn)?shù)2.5%的戊二醛固定24h,體積分?jǐn)?shù)10%、30%、50%、70%、90%的酒精梯度脫水,自然晾干后真空噴金,掃描電鏡觀察細(xì)胞在支架上的黏附情況.

        2 結(jié)果

        2.1 豬膝關(guān)節(jié)軟骨脫細(xì)胞基質(zhì)的制備結(jié)果

        將脫細(xì)胞基質(zhì)(ACTM)石蠟包埋、切片、倒置顯微鏡觀察,結(jié)果見(jiàn)圖1(P110).經(jīng)HE染色,細(xì)胞中空,無(wú)細(xì)胞核殘留,只有細(xì)胞外基質(zhì)(紅色)(圖1a).經(jīng)甲苯胺藍(lán)染色,細(xì)胞外基質(zhì)呈深藍(lán)色,表明蛋白多糖呈陽(yáng)性(圖1b).經(jīng)Masson染色,細(xì)胞外基質(zhì)呈藍(lán)色,表明膠原呈陽(yáng)性(圖1c).結(jié)果顯示:豬軟骨細(xì)胞已去除干凈,僅保留了細(xì)胞外基質(zhì)成分,表明該脫細(xì)胞基質(zhì)不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng),可用于BMSC培養(yǎng).

        2.2 支架各層支架制備條件優(yōu)化及關(guān)節(jié)一體化支架制備結(jié)果

        以孔隙率和力學(xué)強(qiáng)度為主要技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行了單因素優(yōu)化試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表1(P110).結(jié)果顯示,致孔劑的粒徑和含量分別影響著支架的孔徑大小、孔隙率及力學(xué)強(qiáng)度,支架的孔隙率與NaCl含量成正比,力學(xué)強(qiáng)度與NaCl含量及β-TCP、ACTM含量成反比.根據(jù)人體骨軟骨組織工程對(duì)各層的要求:軟骨層選擇ACTM/PHBHOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、NaCl/PHBHOx為4g/g;過(guò)渡層選擇 NaCl/PHBHOx為3g/g;硬骨層選擇β-TCP/PHBHOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、NaCl/PHBHOx為4g/g.

        圖1 豬膝關(guān)節(jié)軟骨脫細(xì)胞基質(zhì)的染色觀察(×400)Fig.1 Staining observation of pig knee joint acellular matrix

        表1 軟骨層、過(guò)渡層、硬骨層性能測(cè)定Table 1 Performance test of cartilage,interlayer and bone

        按照各層支架優(yōu)化后的技術(shù)參數(shù)制作一體化支架.一體支架的光學(xué)照片見(jiàn)圖2a,圓柱狀、白色、表面粗糙.支架分為三層,上層為軟骨層,中間為過(guò)渡層,下層為硬骨層.由支架的橫截面電鏡照片(圖2b)可以看出支架各層連接緊密,由圖2c可以看出層內(nèi)與層間孔道相通,連通性良好.由圖2d、2e、2f電鏡圖可以看出支架的孔徑大小與致孔劑的粒徑大小有關(guān),軟骨部分孔徑大小為(125±10)μm、過(guò)渡層孔徑為(30±5)μm左右、硬骨部分孔徑大小為(300±35)μm.

        圖2 支架宏觀圖及電鏡圖Fig.2 Microstructure and SEM of scaffold

        從表2(P111)可以看出支架在1h時(shí)吸水率已經(jīng)達(dá)到75%以上,5h時(shí)吸水率劇增達(dá)到200%以上.這說(shuō)明支架的吸水率很好,為后期BMSC與支架的復(fù)合培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ).

        表2 一體化支架的吸水率Table 2 Water absorption of integrative scaffold

        2.3 BMSC與關(guān)節(jié)一體化支架的復(fù)合培養(yǎng)

        經(jīng)全骨髓分離法提取得到BMSC,在首次換液后的第2天出現(xiàn)零星的貼壁細(xì)胞,見(jiàn)圖3a.在第5天時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)漩渦狀的細(xì)胞群,見(jiàn)圖3b.在第9天時(shí),細(xì)胞增殖融合達(dá)到整個(gè)細(xì)胞瓶底的80%以上,見(jiàn)圖3c.全骨髓分離法提取的細(xì)胞增殖能力強(qiáng),在換液過(guò)程中逐漸去除不貼壁的雜細(xì)胞,得到純BMSC.

        圖3 倒置顯微鏡下觀察兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(×100)Fig.3 Observation of rabbit bone marrow stromal cells under inverted microscope(×100)

        將第二代BMSC與支架共培養(yǎng)10d后經(jīng)MTT法檢測(cè)得到的結(jié)果(表3).進(jìn)行t檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析.可見(jiàn)空白軟骨、空白硬骨與對(duì)照組二者之間差異非常顯著(P<0.01),說(shuō)明支架適合細(xì)胞的生長(zhǎng).復(fù)合軟骨與空白軟骨二者之間差異顯著(P<0.05),說(shuō)明ACTM為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng);復(fù)合硬骨與空白硬骨二者之間差異顯著(P<0.05),說(shuō)明添加了β-TCP后支架表面更加粗糙,有利于細(xì)胞的黏附.

        表3 細(xì)胞在支架上的生長(zhǎng)Table 3 Cell growth on the scaffold

        圖4 掃描電鏡下觀察兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞黏附在支架上Fig.4 Rabbit bone marrow stromal cells were attached to scaffold under SEM

        掃描電鏡觀察表明,BMSC在支架的軟骨層和硬骨層都可以完全黏附,而且細(xì)胞表面有分泌物的產(chǎn)生(圖4a、4b),表明一體化支架無(wú)毒,且內(nèi)部結(jié)構(gòu)適宜細(xì)胞的生長(zhǎng).

        3 討論

        關(guān)節(jié)骨軟骨擁有復(fù)雜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu),從軟骨頂層到硬骨依次為軟骨儲(chǔ)備區(qū)、軟骨增生區(qū)、軟骨成熟區(qū)、軟骨鈣化區(qū)、成骨區(qū),如果嚴(yán)格按照關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支架比較困難,因此在支架制備時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)過(guò)渡層而代之.過(guò)渡層的致孔劑粒徑≤38μm,獲得的孔徑約在30μm左右,可以阻止成骨細(xì)胞的遷移以及血管伸入軟骨部分.將過(guò)渡層的孔隙率控制在70%以上,以便于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的交換輸送.

        在軟骨部分復(fù)合了ACTM,為BMSC的生長(zhǎng)、增殖、分化提供了營(yíng)養(yǎng)成分并促進(jìn)軟骨組織形成.硬骨部分復(fù)合了β-TCP,β-TCP有較強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度,其表面部分遇水后會(huì)形成羥基磷灰石結(jié)晶,成為硬骨的主要無(wú)機(jī)成分,很好的仿生了骨的物質(zhì)結(jié)構(gòu),也使支架表面更加粗糙有利于BMSC的黏附.

        采用溶劑澆鑄-粒子濾瀝法,制備軟骨層/過(guò)渡層/硬骨層三層一體化支架的過(guò)程中,以PHBHOx為連續(xù)相,建立了分步操作一次成型新工藝.

        BMSC與支架復(fù)合培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明支架不僅對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性,而且為細(xì)胞生長(zhǎng)提供了良好的生存環(huán)境.這一結(jié)果也說(shuō)證實(shí)在支架制備過(guò)程中沒(méi)有氯仿殘留.

        關(guān)節(jié)一體化組織工程支架的成功制作,僅為關(guān)節(jié)組織工程研究奠定了支架基礎(chǔ),接下來(lái)尚有一系列的研究工作有待進(jìn)行,如生長(zhǎng)因子的介入及體內(nèi)外的細(xì)胞及組織培養(yǎng)、關(guān)節(jié)損傷修復(fù)的動(dòng)物試驗(yàn)、臨床試驗(yàn)等.

        [1]Havla J B,Lotz A S,Richter,et al.Cartilage Tissue Engineering for Auricular Reconstruction:in Vitro Evaluation of Potential Genotoxic and Cytotoxic Effects of Scaffold Materials[J].Toxicol In Vitro,2010,24(3):849-853.

        [2]Galois L,F(xiàn)reyria A M,Grossin L,et al.Cartilage Repair:Surgical Techniques and Tissue Engineering Using Polysaccharide and Collagen-based Biomaterials[J].Biorheology,2004,41(3):433-443.

        [3]Boopalan P R,Sathishkumar S,Kumar S,et al.Rabbit Articular Cartilage Defects Treated by Allogenic Chondrocytetransplantation[J].Int Orthop,2006,30(5):357-361.

        [4]Langer R,Vacanti J P.Tissue Engineering[J].Science,1993,260(5110):920-926.

        [5]張嬋,董岳峰,王海賓,等.費(fèi)氏中華根瘤菌合成羥基丁酸和羥基己酸共聚體的研究[J].微生物學(xué)通報(bào),2007,34(6):1077-1081.

        [6]Mikos A G,Sarakinos G,Leite S M,et al.Laminated Three-dimensional Biodegradable Foams for Use in Tissue Engineering[J].Biomaterials,1993,14(5):323-330.

        [7]Mikos A G,Thorsen A J,Czerwonka L A,et al.Preparation and Characterization of Poly(L-lactic acid)Foams[J].Polymer,1994,35(5):1068-1077.

        [8]張晨,景士兵,楊琨,等.軟骨脫細(xì)胞基質(zhì)支架材料的軟骨組織工程實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)修復(fù)重建外科雜志,2008,22(7):846-850.

        [9]鄒俊,狄東華,周海駿,等.聚-L-乳酸/β-磷酸三鈣多孔支架材料的制備及性能研究[J].化工時(shí)刊,2006,20(11):1-4.

        [10]黃家志,陳前芬,肖曾明,等.兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的體外分離及鑒定[J].廣西醫(yī)學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,21(1):9-12.

        猜你喜歡
        羥基軟骨支架
        支架≠治愈,隨意停藥危害大
        給支架念個(gè)懸浮咒
        鞍區(qū)軟骨黏液纖維瘤1例
        前門(mén)外拉手支架注射模設(shè)計(jì)與制造
        模具制造(2019年3期)2019-06-06 02:10:54
        羥基喜樹(shù)堿PEG-PHDCA納米粒的制備及表征
        中成藥(2018年2期)2018-05-09 07:20:05
        N,N’-二(2-羥基苯)-2-羥基苯二胺的鐵(Ⅲ)配合物的合成和晶體結(jié)構(gòu)
        TEMPO催化合成3α-羥基-7-酮-5β-膽烷酸的研究
        原發(fā)肺軟骨瘤1例報(bào)告并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)
        星敏感器支架的改進(jìn)設(shè)計(jì)
        航天器工程(2014年5期)2014-03-11 16:35:55
        對(duì)羥基苯乙酸的合成
        99久热在线精品视频观看| 加勒比久草免费在线观看| 一区二区高清免费日本| 亚洲av精品一区二区| 亚洲av迷人一区二区三区| 欧美白人战黑吊| 精品免费久久久久久久| 日韩精品大片在线观看| 蜜桃av无码免费看永久| 精品日本免费观看一区二区三区| 国产av精品一区二区三区久久 | 天天狠天天透天干天天| 91免费国产| 丝袜美腿亚洲综合第一页| 欧美精品videosse精子| 亚洲男同帅gay片在线观看| 久久精品国产亚洲AV香蕉吃奶| 91久久精品一区二区| 99久久免费只有精品国产| 18分钟处破好疼哭视频在线观看| 国产又爽又黄的激情精品视频| 中文字幕一区二区网站| 那有一级内射黄片可以免费看 | 毛片在线播放a| 天堂av无码大芭蕉伊人av孕妇黑人| 亚洲视频专区一区二区三区| 亚洲精品无码永久在线观看你懂的| 91av国产视频| 被暴雨淋湿爆乳少妇正在播放| 五月激情在线观看视频| 日本人妖熟女另类二区| 开心五月激情综合婷婷色| 欧洲亚洲视频免费| 亚洲综合精品一区二区三区| 国产内射一级一片内射视频| 大地资源在线观看官网第三页| 四虎精品视频| 亚洲av精品一区二区| 亚洲va久久久噜噜噜久久天堂| 国产手机在线αⅴ片无码观看| 国产精品原创av片国产日韩|