论文摘要
背景脊髓损伤近年来发病率有增高的趋势并呈现出高发生率,高致残率,高耗费,低死亡率的特点。组织工程学治疗脊髓损伤是目前研究的热点之一,它能整合治疗研究的各种有效策略,诱导轴突再生并提供良好的三维通道,减少胶质瘢痕和空洞形成。支架是组织工程研究中的关键,目前尚无与脊髓三维结构高度相似且在理化性能也与脊髓相似的支架材料。近年来一种新的趋势是采用天然的脱细胞基质作为神经组织的修复材料,即用同种异体来源的材料,采用脱细胞技术制备的脱细胞基质,经过去细胞、部分或完全去除有机质或无机质、去抗原等处理,形成生物衍生材料(bio-derived material ),用于组织工程研究。理论上讲将脊髓组织进行脱细胞处理构建理想的组织工程支架是可行的,但目前尚无相关文献报道。目的通过采用物理冻融结合化学萃取方法初步构建大鼠脱细胞脊髓支架并优化脱细胞方案,应用HE染色、髓鞘染色及扫描电镜等方法评价制备脱细胞脊髓支架的可行性,然后通过对支架的成分分析、免疫原性分析、细胞毒性、组织相容性,血液相容性、全身毒性反应等检测评价脱细胞脊髓支架的生物安全性,并将神经干细胞与支架复合,观察细胞在支架材料上的生长情况,评价支架材料的细胞相容性,从而为构建理想的组织工程脊髓支架提供实验基础。方法1.脱细胞方案的确定:采用冻融结合化学萃取方法制备脱细胞脊髓支架,并应用HE染色、髓鞘染色及扫描电镜等方法检测脱细胞效果以确定最合适脱细胞方案。2.脱细胞脊髓支架成分分析及免疫原性检测:应用免疫组织化学方案分析支架可能存在的成分;将脱细胞脊髓支架及同种异体脊髓组织分别进行大鼠椎旁皮下埋植后,于术后1w,2w,3w,4w周取材检测免疫排斥反应情况(免疫组织化学方法),评价免疫原性。3.脱细胞脊髓支架细胞毒性及全身毒性研究:通过浸提液与细胞共培养评价细胞毒性;通过溶血试验、凝血时间测定评价血液相容性;通过热原试验、全身毒性反应评价支架的全身毒性。4.脱细胞脊髓支架复合神经干细胞体外组织工程脊髓构建研究:将神经干细胞以不同浓度梯度接种在脱细胞脊髓支架上进行联合培养,观察细胞存活情况,比较不同接种密度上架细胞黏附率(Adhesive rate),绘制生长曲线。免疫组化结果用生物医学图像分析仪行平均光密度(AOD)分析,以重复资料的方差分析、t检验统计结果。结果及结论1、用冻融结合化学萃取法构建脱细胞脊髓组织工程支架是可行的,该支架具有良好的三维网状结构,脱细胞彻底,细胞外基质得到保存;2.构建的脱细胞脊髓支架材料为三维网状结构,具有相互沟通的孔隙,其孔径为6-150μm,孔隙率平均为(93.6±1.5)%,含水能力平均为(58.2±1.6)%。初步显示出支架材料具有良好的结构性能;3.构建的脱细胞脊髓支架材料含有Ⅳ型胶原、LN,FN等对细胞黏附、增殖、分化有利的活性成分,植入大鼠皮下后,未引发明显的炎性细胞浸润显示出支架具有极低的免疫原性;4.构建的支架材料对体外NIH3T3细胞的生长、增殖及代谢无明显抑制作用,无致热原存留,无溶血作用,对凝血功能无影响,无急性全身毒性作用,初步显示出支架材料具有良好的血液相容性及生物安全性;5.构建的支架材料与神经干细胞细胞构建细胞-支架复合体后神经干细胞能在支架内较长时间生存,显示出支架材料良好细胞相容性及广阔的应用前景。
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