可注射人脱细胞真皮基质充填材料制备与应用的实验研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:pigyufish
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目的:制备人脱细胞真皮基质(ADM),利用研制的可控温高速软组织匀浆装置将人ADM进行匀浆处理,探索可注射人ADM充填材料的适宜制备参数,并将可注射人ADM充填材料进行肉眼观察、扫描电镜(SEM)观察、测定颗粒大小及粒径分布,同时利用L929细胞检测该注射填充材料的细胞毒性及对细胞增殖的影响。并进行Wistar大鼠皮内注射实验,通过将制备的可注射人ADM充填材料皮内注射后,观察大鼠皮肤厚度随时间的变化、注射部位皮肤组织学分析等,判断利用该可控温高速软组织匀浆装置制备的可注射填充材料的填充效果及对注射部位皮肤的影响,探索一种制备可注射软组织充填材料的新途径,为临床自体软组织充填材料的制备及应用提供参考。实验方法:本实验由两部分组成1.可注射人ADM充填材料的制备及性能检测方法:利用临床废弃的皮肤组织,采用Dispase-Triton法,制备人ADM,用研制的可控温高速软组织匀浆装置将其在不同的参数条件下进行匀浆处理,以通过80目及120目滤网后可通过27G针头为纳入排除标准,制备可注射人ADM充填材料,即ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II,以此来确定利用可控温高速软组织匀浆装置制备可注射人ADM充填材料的制备条件。将制备的材料进行肉眼观察、扫描电镜(SEM)观察,并测定粒径大小与分布,对制备的人ADM进行HE染色及DAPI染色,了解制备的充填材料的基本性能。2.可注射人ADM充填材料的细胞毒性及体内实验方法:将前述方法制备的可注射人ADM充填材料,即ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II,经60Co 1kGy辐照灭菌。L929细胞培养至第10-13代,成纤维细胞形态基本稳定,选用对数期生长细胞。制备ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II的混悬液,将L929细胞分别与不同浓度的ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II的混悬液在24孔培养板中共培养,分别设置空白对照组、100%ADM匀浆组织组、75%ADM匀浆组织组、50%ADM匀浆组织组、25%ADM匀浆组织组、阴性对照组。分别于共培养后第1天、第4天、第7天,用CCK-8检测450nm波长处细胞的OD值,各实验组及阴性对照组OD值减去空白对照组OD值,即代表该组对应实际OD值,即可注射人ADM充填材料的细胞毒性及生物相容性。并将经60Co 1kGy辐照灭菌ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II进行皮内注射实验。于15只清洁级成年雄性Wistar大鼠脊柱两侧选取8个直径约1.5cm圆形区域,记号笔标记,每侧4个,两侧对称,每只大鼠实验组及对照组于脊柱两侧对称部位重复。从头侧到尾侧,依次为A组(实验组1):皮内注射ADM匀浆组织I(注射量:0.2ml/部位)、B组(实验组2):皮内注射ADM匀浆组织II(注射量:0.2ml/部位)、C组(对照组):不注射任何物质,4号半针头在标记范围内均匀扎至真皮层(20次/部位)、D组(空白对照组):不做任何处理。将大鼠进行编号,单笼饲养,分别于注射后2w、4w、6w随机抽取5只大鼠取材(n=10),大体观察注射部位皮肤及周围组织有无明显炎症反应,并进行HE染色及Masson染色,以了解炎症反应、纤维化程度等,并利用HE染色及Image-Pro Plus 6.0软件进行真皮层厚度的测量,比较真皮厚度随时间的变化,了解不同处理方式对皮肤真皮层厚度的影响。结果:1.采用Dispase-Triton法制备的ADM呈瓷白色,透亮,边缘可见部分胶原纤维析出,质地柔软,有弹性,韧性好,HE染色和DAPI染色均显示无明显细胞残留,以此为材料,利用可控温高速软组织匀浆装置制备的可注射人ADM充填材料(ADM匀浆组织I、ADM匀浆组织II)呈乳白色、混悬状态液体。2.扫描电镜(SEM)观察可见ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II有大小不均一的颗粒,并且可见呈网状的胶原纤维,相互交织。用Image J软件测定颗粒大小后,Graph Pad Prism 8软件分析数据,ADM匀浆组织I的粒径为(0.5470±0.2156)μm,ADM匀浆组织II的粒径大小为(0.4415±0.2128)μm。3.不同浓度ADM匀浆组织I与II混悬液分别与L929细胞共培养的结果显示,随培养天数的增加,细胞整体均呈增殖趋势。25%与50%匀浆组织I混悬液对细胞增殖有一定影响,75%与100%匀浆组织I混悬液前期对细胞增殖有一定影响,后期有一定的促进作用,与阴性对照组进行统计学分析,差异均无统计学意义(P>0.05);75%与100%匀浆组织II混悬液对细胞增殖有一定影响,25%与50%匀浆组织II混悬液有一定的促进作用,与阴性对照组进行统计学分析,差异均无统计学意义(P>0.05);且不同浓度ADM匀浆组织组各组间进行统计学分析,差异均无统计学意义(P>0.05),提示不同浓度ADM匀浆组织I及II混悬液对细胞增殖有一定影响,但无显著差异。4.ADM匀浆组织I及ADM匀浆组织II Wistar大鼠皮内注射后,A组及B组的真皮层均较C组、D组的真皮层厚,且A组的真皮层较B组的真皮层厚。随时间变化,A组及C组在术后2w、4w、6w的真皮层厚度均呈逐渐下降趋势,B组在术后2w到4w呈下降趋势,但在术后4w到6w又呈升高趋势;且A组分别与C组、D组间真皮层厚度的差异在术后2w、4w、6w时均有统计学意义(P<0.05);B组分别与C组、D组间真皮层厚度的差异在术后2w、6w时均有统计学意义(P<0.05),在术后4w时无统计学意义(P>0.05);A组与B组间真皮层厚度的差异在术后4w时有统计学意义(P<0.05),在术后2w、6w时无统计学意义(P>0.05);C与D组间真皮层厚度的差异在术后2w、4w、6w均无统计学意义(P>0.05)。组织学观察见A组及B组各种炎性细胞集聚,早期可见较多中性粒细胞,后期以淋巴细胞为主,并可见嗜酸性粒细胞以及异物巨细胞,C组可见少量炎性细胞;A组及B组皮肤组织内初期均可见大量成纤维细胞产生,纤维组织生成,后期成纤维细胞减少,纤维组织大量增生并逐渐胶原化,结构重塑,C组在早期可见少量成纤维细胞产生。结论:1.用自行研制的可控温高速软组织匀浆装置能够制备出性能良好的可注射人ADM充填材料;2.制备的可注射人ADM充填材料无明显细胞毒性,不影响细胞增殖,具有良好的生物相容性;3.制备的可注射人ADM充填材料动物皮内注射后,真皮厚度可增加,且ADM匀浆组织I动物皮内注射后,真皮层厚度增加明显,具有更好的填充效果,提示ADM微粒的大小可影响真皮厚度的增加;4.制备的可注射人ADM充填材料动物皮内注射后,可发生胶原增生与组织重塑。
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