新型注射型人工髓核假體的遺傳毒性研究.pdf

1、一、目的
　　 椎間盤源性腰腿痛是骨科常見的疾病。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,人們的工作及生活習(xí)慣的變化,腰腿痛的病例不斷增多。傳統(tǒng)手術(shù)治療方法如髓核摘除術(shù)和椎體融合術(shù)雖然有效,但會發(fā)生腰椎失穩(wěn)、腰椎負荷改變,加速了相鄰節(jié)段的退變。近十年來,隨著腰椎的動態(tài)固定及功能重建理念空前發(fā)展,以及各種動態(tài)固定裝置技術(shù)在臨床廣泛應(yīng)用,雖然取得了一定的臨床療效,但仍存在許多問題,為了解決這些問題,人們還在不斷探索完善各種非融合技術(shù)。其中,腰椎人工髓核

2、置換技術(shù)展現(xiàn)了良好的前景。人工髓核置換術(shù)更適合早、中期椎間盤退變性疾病,它盡量保留了椎間盤解剖結(jié)構(gòu)的完整性,并減緩臨近節(jié)段退變,手術(shù)創(chuàng)傷較小,恢復(fù)快。目前已知的人工髓核存在假體脫出等一系列弊病,臨床應(yīng)用并不廣泛。為此,我們研制出一種新型可注射性人工髓核,它由兩個部分組成,外部的髓核球囊由聚氨酯制成,內(nèi)部的核心是聚合制成的硅橡膠。雖然聚氨酯和硅橡膠在醫(yī)療行業(yè)有廣泛應(yīng)用,但作為一種長期內(nèi)植物,還需要根據(jù)植入醫(yī)療器械的生物相容性標準,通過一系

3、列實驗對人工髓核材料進行遺傳毒性的研究,來評估其生物安全性。
　　 二、方法
　　 1.參照醫(yī)療器械生物學(xué)評價標準,聚氨酯、硅橡膠樣品分別稱量25g,剪成2～3mm顆粒,按樣品質(zhì)量與浸提介質(zhì)比例為0.2g/ml加入125 ml浸提介質(zhì),制取浸提溶液。選健康雄性成年SD大鼠,多氯聯(lián)苯(ArOclor1254),按500 mg/kg腹腔注射,動物誘導(dǎo),5日后處死,取出肝臟,在組織勻漿器上制成肝勻漿,低溫高速離心,吸出上清液即

4、為S9組分,配成S9混合液。
　　 2.鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變試驗(Ames試驗):采用平板滲入法。分別為聚氨酯組、硅橡膠組,并設(shè)陰性對照組、溶劑對照組、陽性對照組。選用組氨酸缺陷型鼠傷寒沙門桿菌TA97、TA98、TA100、TA102、TA1535試驗菌株。將聚氨酯、硅橡膠浸提液稀釋,設(shè)置4ul/皿、10ul/皿、40ul/皿、100ul/皿、200ul/皿5個劑量,采用浸提介質(zhì)作為溶劑對照,陰性對照不加處理,陽性對照物如下

5、:不加代謝活化系統(tǒng)(S9)時,TA97選用阿的平(500 ug/皿),TA98選用對硝基喹啉(200 ug/皿),TA100和TA102選用甲基磺酸甲酯(1ul/皿),TA1535選用疊氮鈉(3μg/皿);加入S9時,TA97,TA98和TA100選用2-氨基芴(10μg/皿),TAl02選用1,8-二羥基葸醌(50μg/皿),TA1535選用2-氨基蒽(2μg/皿)。試驗菌株增菌液0.1ml、受試樣品溶液0.2ml和S9混合液0.5m

6、l(需代謝活化時),充分混勻到平板,置于37℃培養(yǎng)箱里孵育48h,記錄每皿回復(fù)菌落數(shù)。每個受試樣品檢測皿加或不加S9混合液均作三個平行皿。
　　 3.染色體畸變試驗:分為聚氨酯組和硅橡膠組,采用DMEM細胞培養(yǎng)基作為陰性對照,陽性對照在不加S9時使用絲裂霉素C(O.25μg/ml),加入S9時使用環(huán)磷酰胺(20μg/ml)。設(shè)置樣品濃度組如下:高濃度組5000μg/ml,中濃度組2500μg/ml,低濃度組1250μg/ml。試

7、驗前一天,選取生長良好的CHO細胞,配成2×105個/ml細胞懸液5ml接種于培養(yǎng)瓶中,放CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24h。試驗時吸去培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液,根據(jù)分組加入高、中、低三種不同濃度的受試樣品溶液或陰性、陽性對照物4.5ml,S9混合液0.5ml(不加S9混合液時用相應(yīng)溶液補足),放培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4h,吸出培養(yǎng)基,用Hanks液沈細胞3次,加入含10％胎牛血清的培養(yǎng)基5ml,放回培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h,于收獲前4h,加入秋水仙素(濃度為1μg/ml

8、)。按常規(guī)方法消化、低滲、固定、制片和染色,觀察各組細胞有絲分裂細胞數(shù),每組選200個分散良好的中期分裂相,鏡下觀察記錄染色體畸變數(shù)目及類型,計算染色體畸變細胞百分比。
　　 4.微核試驗:分為聚氨酯組和硅橡膠組,設(shè)置生理鹽水作為陰性對照,環(huán)磷酰胺(40mg/kg)作為陽性對照。1月齡昆明種小鼠32只,體重20～32g,按性別區(qū)分后隨機分入各組,每組8只,雌、雄性各半。采用口腔灌胃方式,試驗組注入材料浸提液(25ml/kg),陰

9、性對照組注入生理鹽水(25ml/kg),陽性對照組注入濃度為1.6mg/ml的環(huán)磷酰胺生理鹽水溶液(25ml/kg)。采用30h兩次給藥法,兩次給藥間隔24h,第二次給藥后6h取材。頸椎脫臼處死動物后,剝離取出一側(cè)股骨,用1ml小牛血清將骨髓細胞沖入離心管內(nèi),混勻、離心,棄去上清液,混勻剩余細胞后取一滴置于載玻片上,推片晾干,按常規(guī)方法瑞士-姬姆薩染色。每只小鼠計數(shù)1000個骨髓嗜多染紅細胞,記錄其中微核與微核細胞數(shù),計算微核細胞率。<

10、br>　　 三、結(jié)果
　　 1.Ames試驗受試樣品各個劑量組中5個試驗菌株在加入代謝活化系統(tǒng)(S9)和不加S9條件下,回變菌落數(shù)均低于陰性對照組的2倍,因此判定Ames試驗結(jié)果為陰性。
　　 2.染色體畸變試驗聚氨酯濃度為5.0、2.5、1.25mg/ml時,CHO細胞的有絲分裂指數(shù)分別為2.72％、2.60％、2.72％,而在相應(yīng)濃度硅橡膠作用下,CHO細胞的有絲分裂指數(shù)分別為2.54％、2.74％、2.68％,與

11、陰性對照組2.78％比較均無顯著性差異(P>O.05)。除部分試驗組(1.25mg/m1聚氨酯加S9、1.25mg/ml聚氨酯不加S9、1.25mg/ml硅橡膠加S9、2.5mg/ml硅橡膠不加S9)染色體畸變率為0.5％外,余各試驗組染色體畸變率均為0％。所有試驗組染色體畸變率與陰性對照組(加S9時為0.5％,不加S9時為0％)比較均無顯著性差異(P＞0.05),但與陽性對照組(加S9時為29.5％,不加S9時為26.5％)比較均顯著

12、降低(P＜0.01)。
　　 3.微核試驗5g/kg聚氨酯作用后,小鼠骨髓細胞的微核細胞率分別為2.38‰±1.06‰,而5g/kg硅橡膠作用后,小鼠骨髓細胞的微核細胞率為2.88‰±2.17‰,與陰性對照組(1.63±1.19‰)比較無顯著性差異(P＞0.05),但均顯著低于陽性對照組(36.25‰±8.54‰,P＜0.01)。
　　 四、結(jié)論
　　 Ames試驗、染色體畸變試驗、微核試驗從DNA、染色體和基因