不同來源細胞外基質(zhì)外科補片的生物學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、第一部分 真皮來源細胞外基質(zhì)材料對細胞生長代謝影響及其機制
　　研究背景與目的:自上個世紀80年代起,合成材料一直是外科醫(yī)生在修復(fù)大面積組織缺損時的首選。然而隨著醫(yī)學(xué)及生物科技的發(fā)展,越來越多生物來源的材料被用于臨床,不論是以人為供體還是來源于動物組織的外科支架材料正越來越頻繁地用作生物補片,促進組織修復(fù)和再生。在成為成形的臨床產(chǎn)品之前,生物來源的補片材料需經(jīng)過一系列嚴格的去細胞過程只保留細胞外基質(zhì)。好的生物材料在早期能同時提供良

2、好的結(jié)構(gòu)支撐以及在修復(fù)期通過釋放各種信號指導(dǎo)宿主細胞有效遷移并合成,并減少疤痕生成,從而有效完成組織重塑以及組織再生。此實驗旨在比較幾種成形的真皮來源的醫(yī)用外科補片材料在影響細胞遷移、代謝、凋亡等過程中的作用,更進一步探討經(jīng)不同方法處理過的真皮來源的細胞外基質(zhì)材料在影響宿主細胞的早期滲透及代謝重塑方面的差異,為進一步實驗提供前期的理論準備。
　　方法:在這項研究中,我們設(shè)計了一組體外實驗,來使直接比較幾種類似的真皮來源的生物材料:

3、包括人真皮來源的Alloderm(LifeCell,Branchburg,NJ)、豬真皮來源的MedeorMatrix(KenseyNash,Exton,PA)、經(jīng)交聯(lián)處理的豬真皮來源的Permacol(Covidien,Mansfield,MA)、未經(jīng)交聯(lián)處理的豬真皮來源的Strattice(LifeCell,Branchburg,NJ)以及高度去細胞化處理的Gelfoam(Pfizer,NewYork,NY)。不同的材料都經(jīng)過嚴格無

4、菌操作水合并制成材料條件培養(yǎng)液用于細胞實驗。體外實驗所用材料皆經(jīng)過充分水合并按臨床要求植入。
　　結(jié)果:數(shù)據(jù)顯示,MedeorMatrix條件培養(yǎng)液在促進細胞增殖和誘導(dǎo)遷移具有最大積極效應(yīng)。Strattice能提供最大的趨化性信號且能最大程度抑制凋亡誘導(dǎo)。在結(jié)構(gòu)相關(guān)性性質(zhì)檢測的一系列實驗中,MedeorMatrix顯示了最好的細胞粘附性,其次是Permacol。只有Alloderm和MedeorMatrix支持細胞趨化進入最表淺的

5、區(qū)域以內(nèi)。在雞胚絨毛膜尿囊膜試驗中,MedeorMatrix是唯一支持大量細胞浸潤的材料。
　　結(jié)論:這些結(jié)果表明,生物活性和結(jié)構(gòu)屬性是生物材料在研發(fā)過程中兩個需要仔細評估的性質(zhì)。嚴格的去細胞處理有效的降低了生物材料的免疫源性,從而增強了其組織相容性。材料的交聯(lián)處理在增強其抗壓強度的同時也有效抑制了細胞的浸潤。較之種屬來源,生物材料的處理方法更多的影響其最終性質(zhì)。
　　第二部分 間質(zhì)來源細胞外基質(zhì)外科材料對細胞生長代謝影響及

6、其機制
　　研究背景與目的:先進生物材料制備脫細胞細胞外基質(zhì)(ECM)已經(jīng)被越來越多的用于再生醫(yī)學(xué)。真皮和小腸粘膜下層是早期的細胞外基質(zhì)材料的主要供體來源組織。隨后,膀胱,心包膜,心臟瓣膜,腹膜等組織也逐漸應(yīng)用于去細胞材料補片的制備。有臨床研究報告這些新型的細胞外基質(zhì)材料有良好的臨床效果,但在比較生物學(xué)特性方面,特別是關(guān)于生物材料與宿主相互作用和誘導(dǎo)組織愈合方面,這些新型材料受到了相對較少的關(guān)注。此部分實驗研究旨在比較間皮來源的去

7、細胞生物材料與小腸粘膜下層來源及真皮來源的生物材料在影響細胞遷移、代謝、凋亡等過程中的差異作用,進一步探討生物材料來源及處理方式對材料性質(zhì)的影響。
　　方法:在這項研究中,我們比較了三種不同組織來源的脫細胞ECM支架材料:真皮來源的Alloderm和Gelfoam明膠海綿,小腸粘膜下層來源的SurgiSIS和Oasis,以及和間皮來源的MesoBiomatrix和Veritas;通過體內(nèi)及體外實驗系統(tǒng)地評估不同生物材料的內(nèi)在生物屬

8、性,包括調(diào)節(jié)細胞代謝和招募宿主細胞遷移,直接細胞粘附,以及雞胚絨毛尿囊膜試驗等。
　　結(jié)果:材料條件培養(yǎng)液的數(shù)據(jù)顯示,MesoBiomatrix、Oasis和Gelfoam明膠海綿支持細胞增殖程度優(yōu)于Verital,SurgiSIS和Alloderm。MesoBiomatrix提供了最強的細胞遷移和趨化性信號,其次是Veritas和Oasis。Oasis有最好的抑制細胞凋亡作用。直接粘附試驗提示MesoBiomatrix,Veri

9、tas和Alloderm有兩面性。在雞絨毛膜尿囊的膜(CAM)測定中,Gelfoam明膠海綿有最大細胞浸潤比(2062±576/cm2),其次是MesoBioMatrix(1565±473/cm2)和Veritas(1986±165/cm2)。Alloderm和SurgiSIS細胞浸潤率最小。
　　結(jié)論:我們設(shè)計了一個相對全面的評價脫細胞生物支架材料的系統(tǒng)。在測試材料中,MesoBiomatrix和Oasis在誘導(dǎo)細胞遷移整合再生