论文部分内容阅读
【目的】
软骨组织工程的兴起为软骨缺损修复提供了广阔的前景。我们以纤维蛋白凝胶为支架、猪软骨细胞为种子细胞已在裸小鼠和裸大鼠体内培养出稳定的组织工程软骨。但是,在大型动物猪体内纤维蛋白凝胶有着降解过快的缺点,难以维持组织工程软骨形状。本实验就如何在大型动物猪体内延长纤维蛋白凝胶吸收时间以及如何维持组织工程化软骨形状做一系列研究,以构建形态稳定的组织工程化软骨。
【材料和方法】
第一部分:猪耳软骨细胞分离的研究:10头4月龄猪(体重50kg左右),以物理分离+酶消化法分离软骨细胞,观察所分离的猪耳软骨细胞情况。
第二部分:以纤维蛋白凝胶为支架组织工程化软骨的研究:以纤维蛋白凝胶及纤维蛋白凝胶中加入抑肽酶(8000KIU/ml)及氨甲环酸(20mg/ml)的增强型纤维蛋白凝胶为支架,与软骨细胞(最终细胞浓度为40×10<6>软骨细胞/ml)混合后构建组织工程化软骨,对照组为单纯增强型纤维蛋白凝胶支架和单纯纤维蛋白凝胶,植入猪耳皮下培养,在1 w时对组织工程化软骨进行大体和组织学分析。另外,软骨细胞与增强型纤维蛋白凝胶混合前做荧光标记示踪,植入后1 w在荧光显微镜下观察细胞存活情况。
第三部分:以纤维蛋白凝胶复合材料为支架组织工程化软骨的研究:以单纯纤维蛋白凝胶/聚醚砜和增强型纤维蛋白凝胶/聚醚砜为复合支架,与软骨细胞(最终细胞浓度为40×10<6>软骨细胞/ml)混合后构建组织工程化软骨,植入猪耳皮下培养,于1 w时对组织工程化软骨进行大体和组织学分析。另外,软骨细胞与增强型纤维蛋白凝胶混合前做荧光标记示踪,植入后1 w在荧光显微镜下观察细胞存活情况。
【结果】
第一部分:猪耳软骨细胞分离的研究:每只猪耳约能分离出65-140×10<6>个软骨细胞,平均为100×10<6>个软骨细胞,存活率均在95%左右。
第二部分:以纤维蛋白凝胶为支架组织工程化软骨的研究:单纯纤维蛋白凝胶组和软骨细胞/单纯纤维蛋白凝胶组植入猪耳皮下1 w后,植入物完全被吸收。以软骨细胞/增强型纤维蛋白凝胶组为支架植入后1 w时植入物体积缩小到植入前的21.8696,重量缩小为植入前的66.6796。H&E染色示植入物大部分有淋巴细胞浸润,并有相当大部分细胞呈梭形成纤维细胞样,但尚见散在巢状类软骨细胞团状组织;Masson三色和PAS染色示植入物大部分未见软骨细胞基质,但可见散在巢状软骨基质。荧光显微镜检查示样本内有散在分布的荧光细胞存在。
第三部分:以纤维蛋白凝胶复合材料为支架组织工程化软骨的研究:1 w时,软骨细胞/单纯纤维蛋白凝胶/聚醚砜组和软骨细胞/增强型纤维蛋白凝胶/聚醚砜组的植入物体积分别为植入前的24.42%、203.37%,重量总量分别为96.91%、135.31%。尽管能维持植入物体积,但组织学分析显植入物外围为炎症细胞包裹,但聚醚砜纤维周围炎症细胞未见异常聚集。聚醚砜纤维间组织内可见散在巢状类软骨细胞团状组织;Masson三色和PAS染色示植入物大部分未见软骨细胞基质,但可见散在巢状软骨基质。荧光显微镜检查示样本内有散在分布的荧光细胞存在。另外,有一样本见一处未降解的纤维蛋白凝胶,其内未见炎症细胞浸润,散布在该处的细胞外形类似软骨细胞,并见软骨陷窝样结构。
【结论】
以物理分离联合酶消化法,可以高效率、高质量地分离软骨细胞。抑肽酶和氨甲环酸虽可以延长纤维蛋白凝胶在猪体内吸收的时间,但植入大型动物猪体内后的吸收速率仍显过快,尚不足以为软骨细胞提供可靠的生长支架,若能延长纤维蛋白凝胶的降解速率可以在猪耳皮下环境内构建组织工程化软骨。聚醚砜中空纤维可以弥补纤维蛋白凝胶植入物外形变化程度,尚无证据提示聚醚砜中空纤维在大型动物猪体内有致炎作用。