辛基吡喃葡萄糖苷作為新型環(huán)保的去細(xì)胞試劑制備組織工程支架的研究.pdf

1、目前商業(yè)上使用的心臟瓣膜替代物都不具有任何可再生的或者生長的潛能。因此構(gòu)建有活性的、能夠生長、修復(fù)和重塑且沒有免疫性反應(yīng)和具有抗凝作用的心臟瓣膜一直是組織工程心臟瓣膜研究的主要課題。有許多不同的方法制備在結(jié)構(gòu)和功能上盡可能類似天然瓣膜的支架，同時滿足自體細(xì)胞的增殖。經(jīng)過去細(xì)胞的哺乳動物組織是由細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)組成的生物支架，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在外科手術(shù)重建和組織和器官的再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
　　

2、 最理想的去細(xì)胞方法是保存ECM完整的組成成分和三維超微結(jié)構(gòu)，但所有的去細(xì)胞方法都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞和表面結(jié)構(gòu)組成的潛在的丟失。有很多因素影響脫細(xì)胞的效果，包括組織和器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、密度，脂類含量和厚度等。去細(xì)胞的目的是使這些負(fù)效降到最低而不是完全避免。
　　 本文使用一種新型環(huán)保無毒可降解的去污劑—辛基吡喃葡萄糖苷(Octyl-glucopyranoside，OGP)進(jìn)行去細(xì)胞處理得到ECM支架材料，并與另外兩種常用的去污劑處

3、理方法—十二烷基硫酸鈉(sodium dodecylsulfate，SDS)和脫氧膽酸鈉聯(lián)合曲拉通(sodium deoxycholate and tert-octylphenylpolyoxyethylen(Triton X-100), SDT)進(jìn)行比較，旨在為組織工程心臟瓣膜的構(gòu)建提供一種組織結(jié)構(gòu)和成分保存完整的具有良好生物相容性的支架。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)首次采用OGP對豬心包進(jìn)行去細(xì)胞處理，并對不同濃度的OG

4、P(0.5％(w/v)、1％（w/v）、2％(w/v)和5％(w/v))進(jìn)行去細(xì)胞效果的研究。通過蘇木精-伊紅(haematoxylin and eosin，HE)染色和魏格特染色法(Weigert stain)從組織學(xué)上評價其脫細(xì)胞效果。HE和Weigert染色觀察顯示，新鮮豬心包內(nèi)有大量細(xì)胞且分布均勻，纖維連續(xù)性好，呈波浪狀，排列較整齊，較致密，彈力纖維清晰、連續(xù)，彈力纖維散在分布于纖維層間，基本與纖維層整體走向相對一致;0.5％O

5、GP能夠去除大部分細(xì)胞，且能較好地保存基質(zhì)結(jié)構(gòu)，但有細(xì)胞殘骸存在;1％OGP、2％ OGP和5％ OGP能夠完全去除豬心包中的細(xì)胞，1％ OGP能夠較好地保存組織結(jié)構(gòu)，處理后的豬心包組織學(xué)形態(tài)與天然豬心包類似;但當(dāng)OGP濃度分別為2％和5％時，處理后的豬心包的膠原纖維和彈性纖維結(jié)構(gòu)被破壞，這說明OGP濃度較高時會損害基質(zhì)結(jié)構(gòu)。本實驗結(jié)果證明，當(dāng)OGP濃度為1％(w/v)時，OGP脫細(xì)胞效果較好，不僅能去除豬心包內(nèi)大部分細(xì)胞且保存了以膠原

6、纖維和彈性纖維為主要成分的心包材料的結(jié)構(gòu)和成分的完整性，對基質(zhì)的損傷較小。
　　 (2)研究了1％(w/v) OGP與SDS和SDT脫細(xì)胞處理的效果。組織學(xué)染色（HE染色、Weigert染色和Mavot五色染色）結(jié)果表明OGP能夠完全去除細(xì)胞且保存ECM的結(jié)構(gòu)，SDS也能完全脫除細(xì)胞但對基質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞較大，SDT只能去除部分細(xì)胞且對基質(zhì)也有一定損傷。DNA含量測定結(jié)果進(jìn)一步表明，OGP和SDS能夠去除絕大部分細(xì)胞和核酸，而SDT只

7、能去除一部分核酸。掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)觀察結(jié)果顯示OGP處理的豬心包表面結(jié)構(gòu)和形態(tài)與天然豬心包類似，而SDS和SDT脫細(xì)胞處理的豬心包表面紊亂、纖維出現(xiàn)斷裂。單軸拉伸測試結(jié)果表明OGP脫細(xì)胞處理能夠保存基質(zhì)材料中膠原纖維和彈性纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對其力學(xué)性能影響較小，進(jìn)一步證明了組織學(xué)染色和SEM觀察的結(jié)果。生物化學(xué)成分測定(膠原蛋白含量、彈性蛋白含量、氨基聚糖(glycosa

8、minoglycan，GAG)含量和含水量的測定）結(jié)果表明OGP脫細(xì)胞處理對ECM成分影響較小，除了GAG含量顯著降低外。體外細(xì)胞毒性檢測和溶血性能檢測結(jié)果表明，OGP處理的豬心包與天然豬心包有輕微的細(xì)胞毒性，溶血率較低。而SDS和SDT脫細(xì)胞處理的豬心包的細(xì)胞毒性級數(shù)為2級，有一定的毒性，且溶血率比天然豬心包的較高。本實驗結(jié)果證明，1％ OGP脫細(xì)胞處理能夠完全去除細(xì)胞且能較好地保存ECM的結(jié)構(gòu)形態(tài)、力學(xué)性能和生化組成成分，同時脫細(xì)胞