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【研究目的】 研究人尿源干细胞(human urine-derived stem cells,hUSCs)、图案化细菌纤维素(surface-structured bacterial cellulose,S-BC)和图案化细菌纤维素复合人尿源干细胞复合体促进创面愈合的作用及机制,构建一种能够促进创面愈合的人工阴道成形术腔道覆盖材料。 【研究方法】 1.尿源干细胞的提取和鉴定: 从人的尿液中提取人尿源干细胞,通过Cell Counting Kit-8(CCK-8)实验检测hUSCs的增殖能力,并通过流式细胞术进行表面标记物的检测。 2.图案化细菌纤维素的制备和表征: 利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)的透氧性,以及菌种(木醋杆菌)发酵的需氧性,通过原位培养方式,将PDMS上的图案精确复制到细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)表面上,制备图案化BC。扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察BC表面图案。将hUSCs接种到图案化BC上,通过SEM、CCK-8实验、活/死细胞染色实验观察细胞在材料上的粘附性、增殖和存活情况,全面评价图案化BC的生物相容性。 3.动物实验: 建立大鼠背部皮肤缺损模型,分别用非图案化BC、图案化BC、PBS、hUSCs、非图案化BC+hUSCs、图案化BC+hUSCs处理创面,并设空白对照Control组。在术后通过大体观察、创面面积测量、HE染色、Masson染色、CD31免疫组化染色评价各组处理因素促进创面愈合的效果。 4.体外实验: 将人脐静脉内皮细胞株EA.hy926接种至图案化/非图案化BC上,分别在普通培养基和尿源干细胞完全培养基中培养。通过活/死细胞染色实验评价在有和没有尿源干细胞条件培养基的情况下EA.hy926细胞在BC上的生长表现。 【研究结果】 1.人尿源干细胞(hUSCs)原代培养7天,观察到细胞集落,将细胞集落消化传代培养后细胞生长状态良好。流式细胞术结果显示:CD29、CD73、CD90、CD146阳性, CD34、CD45、CD133、HLA-DR阴性,证实提取细胞为尿源干细胞。 2.成功制备图案化BC,扫描电镜观察到完整均一的条纹图案。hUSCs接种至图案化BC上后,通过SEM可观察到细胞与材料粘附性好,CCK-8实验结果显示hUSCs在图案化BC上增殖活跃,活/死细胞染色实验观察细胞在材料上存活率高。 3.通过大体观察、HE染色、Masson染色、CD31免疫组化染色显示图案化BC组、非图案化BC组、hUSCs组较空白对照组均显示大鼠背部皮肤缺损愈合速度显著加快,新生组织胶原密度更大、排列更加有序,新生血管数显著增加。图案化BC组促进创面愈合的效果优于非图案化BC组。图案化BC与hUSCs共同作用于创面可取的良好的促进创面愈合的效果,且效果优于图案化BC、hUSCs单独作用。 4.脐静脉内皮细胞EA.hy926与BC复合的体外实验结果显示:图案化BC可能够促进EA.hy926在BC上的粘附,并提高其增殖能力,hUSCs条件培养基能够促进EA.hy926细胞在BC材料上的增殖。 【研究结论】 图案化细菌纤维素和尿源干细胞均可促进创面愈合,两者复合后可取得更好的修复效果,为其应用于人工阴道成形术腔道覆盖材料提供实验依据。