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

1、第一部分 真皮來源細(xì)胞外基質(zhì)材料對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)代謝影響及其機(jī)制
　　研究背景與目的:自上個(gè)世紀(jì)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(shí)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(dòng)物組織的外科支架材料正越來越頻繁地用作生物補(bǔ)片,促進(jìn)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(bǔ)片材料需經(jīng)過一系列嚴(yán)格的去細(xì)胞過程只保留細(xì)胞外基質(zhì)。好的生物材料在早期能同時(shí)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(hào)指導(dǎo)宿主細(xì)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(shí)驗(yàn)旨在比較幾種成形的真皮來源的醫(yī)用外科補(bǔ)片材料在影響細(xì)胞遷移、代謝、凋亡等過程中的作用,更進(jìn)一步探討經(jīng)不同方法處理過的真皮來源的細(xì)胞外基質(zhì)材料在影響宿主細(xì)胞的早期滲透及代謝重塑方面的差異,為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提供前期的理論準(zhǔn)備。
　　方法:在這項(xiàng)研究中,我們?cè)O(shè)計(jì)了一組體外實(shí)驗(yàn),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(xì)胞化處理的Gelfoam(Pfizer,NewYork,NY)。不同的材料都經(jīng)過嚴(yán)格無(wú)

4、菌操作水合并制成材料條件培養(yǎng)液用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。體外實(shí)驗(yàn)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(jìn)細(xì)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(hào)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(cè)的一系列實(shí)驗(yàn)中,MedeorMatrix顯示了最好的細(xì)胞粘附性,其次是Permacol。只有Alloderm和MedeorMatrix支持細(xì)胞趨化進(jìn)入最表淺的

5、區(qū)域以內(nèi)。在雞胚絨毛膜尿囊膜試驗(yàn)中,MedeorMatrix是唯一支持大量細(xì)胞浸潤(rùn)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(gè)需要仔細(xì)評(píng)估的性質(zhì)。嚴(yán)格的去細(xì)胞處理有效的降低了生物材料的免疫源性,從而增強(qiáng)了其組織相容性。材料的交聯(lián)處理在增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度的同時(shí)也有效抑制了細(xì)胞的浸潤(rùn)。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(xì)胞外基質(zhì)外科材料對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)代謝影響及

6、其機(jī)制
　　研究背景與目的:先進(jìn)生物材料制備脫細(xì)胞細(xì)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(xì)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(xì)胞材料補(bǔ)片的制備。有臨床研究報(bào)告這些新型的細(xì)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(duì)較少的關(guān)注。此部分實(shí)驗(yàn)研究旨在比較間皮來源的去

7、細(xì)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(xì)胞遷移、代謝、凋亡等過程中的差異作用,進(jìn)一步探討生物材料來源及處理方式對(duì)材料性質(zhì)的影響。
　　方法:在這項(xiàng)研究中,我們比較了三種不同組織來源的脫細(xì)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地評(píng)估不同生物材料的內(nèi)在生物屬

8、性,包括調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和招募宿主細(xì)胞遷移,直接細(xì)胞粘附,以及雞胚絨毛尿囊膜試驗(yàn)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(xì)胞增殖程度優(yōu)于Verital,SurgiSIS和Alloderm。MesoBiomatrix提供了最強(qiáng)的細(xì)胞遷移和趨化性信號(hào),其次是Veritas和Oasis。Oasis有最好的抑制細(xì)胞凋亡作用。直接粘附試驗(yàn)提示MesoBiomatrix,Veri

9、tas和Alloderm有兩面性。在雞絨毛膜尿囊的膜(CAM)測(cè)定中,Gelfoam明膠海綿有最大細(xì)胞浸潤(rùn)比(2062±576/cm2),其次是MesoBioMatrix(1565±473/cm2)和Veritas(1986±165/cm2)。Alloderm和SurgiSIS細(xì)胞浸潤(rùn)率最小。
　　結(jié)論:我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)相對(duì)全面的評(píng)價(jià)脫細(xì)胞生物支架材料的系統(tǒng)。在測(cè)試材料中,MesoBiomatrix和Oasis在誘導(dǎo)細(xì)胞遷移整合再生