新型胶原支架材料的结构特征与性能

为了克服猪脱细胞真皮基质作为组织工程支架材料渗透性差、降解速度过慢、免疫原性较强等缺点,采用多种化学、生物与物理综合方法处理猪皮制备了一种新型天然胶原支架材料,通过光学显微镜、扫描电镜观察以及体外降解时间、透水汽性、拉伸强度、孔隙率、收缩温度等的测定,对其性能进行了研究. 实验结果显示:支架中的成纤维细胞、脂肪细胞及组织纤维间质完全去除,胶原纤维得到了松散,并维持其原有的天然三维网络多孔结构;该材料透水汽性处于3 000 g·m-2·d-1左右,适合创面恢复;体外降解时间处于25～50 h之间,并可根据需要调整工艺条件控制降解时间;拉伸强度介于10.20～11.50 Mpa之间,具有良好的拉伸强度;收缩温度介于70～85 ℃之间. 上述结果表明该材料已解决了猪脱细胞真皮基质渗透性差、降解速度过慢的缺点,并且其透气性和拉伸强度高、降解性优良且可控,符合组织工程支架材料的要求.     

原花青素在酸性条件下交联制备心脏瓣膜的性能研究

为了明确原花青素(procyanidins,PC)在酸性条件下交联脱细胞心脏瓣膜是否能够维持其柔顺度、抑制其钙化成核和具备良好的生物学特性,以1 mg/mL PC在酸性条件下(pH3.0~7.4)交联脱细胞心脏瓣膜,采用万能力学测试仪测试研究其柔顺度,并用体外钙化、体外酶降解、细胞黏附、抗凝血和血小板黏附实验研究其抗钙化和相关生物学特性.结果显示,弱酸性条件下交联的脱细胞瓣膜(PC1-pH6.0)呈现出近似于未交联脱细胞瓣膜的柔软程度,交联后拉伸强度显著提高(5.95±0.6)MPa vs(4.64±0.81)MPa,同时弹性模量与未交联对照组相当,显示出较好的柔顺度;PC1-pH6.0组体外可有效抑制瓣膜钙化;PC交联能保护脱细胞瓣膜不被II型胶原酶降解,瓣膜间质细胞在交联脱细胞瓣膜表面黏附良好,交联后的脱细胞瓣膜具有更好的抗血栓潜能.因此,pH6.0条件下PC交联的脱细胞心脏瓣膜具有类似于未交联脱细胞瓣膜的柔顺性,能有效抑制钙化,具有抗酶降解、抗血栓和良好的细胞相容性,有望用作可再细胞化的生物瓣.     

胶原修饰快速成形PLGA/TCP人工骨支架体外生物相容性研究

探讨经Ⅰ型胶原修饰的快速成型(RP)聚乳酸-羟基乙酸/磷酸三钙(PLGA/TCP)支架的生物相容性,为进一步体内实验提供研究基础.以经Ⅰ型胶原修饰改性的PLGA/TCP支架作为实验组,未经胶原修饰的原始支架作为对照组,检测两组支架材料的亲水性.BMSCs接种两组支架,分别测定细胞黏附率、细胞增殖率.扫描电镜(SEM)观察细胞黏附形态,以检验支架材料的细胞相容性.结果表明胶原改性支架具有较高的亲水性,实验组细胞黏附率在接种4、8和12 h者,明显优于对照组(P<0.05).实验组在培养2、4、6和8 d的细胞增殖率也明显高于对照组(P<0.05).扫描电镜可见骨髓基质细胞在实验组支架上的增殖数量多于对照组.说明Ⅰ型胶原改性的PLGA/TCP支架具有良好的细胞生物相容性,可作为骨组织工程支架应用于骨缺损的修复研究.     

多孔β-Ca3(PO4)2降解材料

报道了多孔生物β-Ca3(PO4)2降解材料的研制工艺，同时结合动物实验及扫描电镜等测试手段对这种材料的结构特点及有关性能进行了讨论。所研制的材料中含有大量的气孔，其孔径大概为300－500μm。动物实验结果表明这种材料植入体内将具有良好的生物相容及降解性能。当材料植入动物内二个月内，与宿主骨之间的间隙完全愈合，但外形及密度变化不大。植入6个月后，两端的新骨向中心区生长，材料开始降解，边缘出现不整齐状。章的最后部分讨论了所制材料在动物体内的降解过程。关于β-Ca3(PO4)2陶瓷的生物降解机理，目前还没有统一认识，可以认为：材料在动物体内降解是由于细小晶粒被生物细胞吞噬的结果。同时，化学沉积是材料降解的另一个重要原因。材料的降解是从玻璃连结相开始突破的，其过程可以描述为：当材料植入动物体内后，骨组织沿材料孔隙长入，同时连结晶粒的玻璃相在体液作用下发生水解，并伴随晶相颗粒的分离。分离过程中小晶粒被生物细胞吞噬，残留大量晶粒在组织液中存在Ca3(PO4)2 ←→3Ca^2 2PO4^2-溶解出的一部分Ca^2 随体内代谢出体外，另一部分在体液与血清作用下沉积在新生骨上。由于大晶粒难以被细胞吞噬，溶解度相对又较小，最后则以分离的形式残存下来。交界处新骨中Ca含量较高正是化学沉积的结果。     

适用于不同尺寸血管的脱细胞方法研究

将胰酶消化与反复冻融相结合,旨在建立一种适用于各种类型血管的通用脱细胞方法,如隐静脉、颈动脉和主动脉。隐静脉、颈动脉和主动脉经胰酶消化和反复冻融脱细胞处理后,采用苏木精—伊红染色、Masson三色染色及弹性纤维染色来定性评价脱细胞效果和细胞外基质的保存效果,采用Image-Pro-Plus 5.1图像处理软件作进一步定量评价;扫描电子显微镜观察胞外基质的完整性。结果显示,组织染色及定量分析表明此胰酶消化与反复冻融相结合的方法完全脱除了隐静脉、颈动脉和主动脉得细胞,细胞外介质结构保存良好且完整。扫描电子显微镜观察亦表明细胞外基质保存良好,且基质纤维致密规整。表明胰酶消化与反复冻融相结合的脱细胞方法是一种很有前景的制备各种不同类型血管支架的方法。     

骨再生修复材料的仿生制备及生物分子调控矿化

采用冷冻干燥和纳米合成技术,仿生制备出BG-COL-HYA-PS骨修复材料,并利用体外仿生矿化实验、生物组装技术、动物体内植入实验和组织形态学观察以及扫描电镜(SEM)、能谱微区分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等技术,对材料分别在模拟体液、培养液中以及体内的生物矿化及其调控机制进行了研究.实验表明,胶原蛋白、透明质酸、磷酸丝氨酸等生物分子作为天然细胞外基质,在调控矿化方面起到了重要作用;所制备的材料可促进骨再生修复.     

不同pH值对京尼平交联胶原制备生物材料的影响

通过测定京尼平交联胶原后的颜色、交联度、吸液率、降解率及细胞毒性的变化, 研究交联pH值对京尼平交联胶原制备生物材料的影响.分别于pH5.0,5.5,6.0,6.5,7.0条件下, 在0.5%京尼平水溶液中交联24 h,以未交联的胶原作为对照, 评价所得材料的颜色、交联度、吸液率、降解率、细胞毒性及组织相容性特点.当pH为5.5时, 交联后材料的颜色较浅, 且较好的生物相容性以及良好的抗降解性.     

原花青素与戊二醛共交联心脏瓣膜的相容性

采用8mg/mL原花青素交联脱细胞猪主动脉心脏瓣膜4h后,再经1.25mg/mL戊二醛交联44h.生物相容性检测结果显示,共交联瓣膜组细胞粘附率较戊二醛单独交联提高59%((78.75±8.7)%～(19.75±3.27)%)、无明显溶血现象((0.75±0.36)%)、血小板粘附量较戊二醛单独交联显著减少((193±15.5)个vs(292.6±24.93)个)、免疫原性低((49.33±6.3)%vs(95.27±5.26)%).研究结果表明,共交联瓣膜材料有良好的细胞相容性、较好的血液相容性和较低的免疫原性,是一种优良的生物瓣材料,有望应用于生物瓣制备.     

铁掺杂纳米二氧化钛介孔材料的合成、结构与性能

以TiCl4、FeCl3·6H2O和NH3·H2O等为原料,以有机大分子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)为模板和结构导向剂,采用水热法制备出铁掺杂纳米TiO2介孔材料.X射线衍射分析结果表明,产品为锐钛矿结构.透射电镜观察发现样品为球形,粒径约为10～15 nm,颗粒之间显示出无序孔道.N2吸附-脱附等温线形状为Langmuir Ⅳ型,是典型的介孔结构吸附-脱附等温线,其最可几孔径为20 nm.利用该纳米TiO2介孔材料作为光催化剂对有机染料进行了吸附和降解实验,发现介孔材料比非介孔材料对染料具有更强的吸附性和降解效果,在日光照射60 min后对藏蓝染料的降解率达到了100%.     

氯过氧化物酶与苯酚降解菌株的协同降解动力学研究

氯过氧化物酶(CPO)催化苯酚与H_2O_2发生过氧化反应生成邻苯二酚,能减轻苯酚对降解菌株的抑制作用,加快降解菌株对苯酚的生物降解.实验结果表明:在2 h内适量的H2O2存在时10 U/L的CPO可以使300 mg/L苯酚降解率达到67.85%,而CPO与降解菌株协同作用下苯酚降解率则可达到70.72%,比单一菌株降解率8.52%提高了62.2%.在降解体系中补充邻苯二酚进一步揭示了CPO氧化苯酚的中间产物有利于菌体细胞形成共基质效应,提高细胞的苯酚生物降解效率.降解动力学分析显示:在苯酚质量浓度为100~1 200 mg/L时,CPO与菌株协同降解体系的最大比降解速率qmax=0.000195 h-1,基质饱和常数Ks=1.0501 mg/L,基质抑制常数KI=5.1272 mg/L.     

骨髓基质干细胞（BMSCs）细胞毒最佳实验条件的研究

目的探讨CCK-8法和MTT法在骨髓基质干细胞(Bone marrow stromal cells,BMSCs)细胞毒实验中的最佳实验条件.方法取对数生长期的P3大鼠BMSCs,制成不同浓度的细胞悬液,于96孔培养板中培养24 h,分别用CCK-8法、MTT法检测其吸光度(A)值,根据细胞浓度与A值关系曲线确定两种方法各自的最适细胞浓度;取最适浓度的细胞于0.5,1,2,3,4和5 h 6个不同时间点,分别于450,490,595 nm处测定吸光度A值,确定两种方法最佳的检测时间和最适检测波长;采用CCK-8和MTT法检测5个浓度的鹿茸Ⅰ型胶原对BMSCs的增殖的影响.结果 CCK-8法测得的A值与细胞数目之间的线性相关性优于MTT法;CCK-8法、MTT法最佳检测波长分别为450,490 nm,最佳检测时间分别为1,4 h;在检测鹿茸Ⅰ型胶原蛋白对BMSCs的增殖的影响时,CCK-8法测得数据的线性相关性优于MTT法,并且数据偏差较MTT法小.结论 CCK-8法与MTT法检测结果相比线性相关性好,灵敏度高,准确性好.在BMSCs细胞毒检测中CCK-8法优于MTT法.     

三维丝素蛋白/羟基磷灰石支架的生物学性能

综合运用丝素蛋白纤维网的非编织制作方法和仿生矿化法,构建三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合支架.通过体外蛋白酶降解和成骨细胞培养,对支架材料的生物学性能进行初探.发现蛋白酶对丝素蛋白降解的作用大小依次为,蛋白酶K＞胰蛋白酶＞α-糜蛋白酶＞Ⅰ型胶原酶.所构建的支架显示出良好的生物相容性并能促进成骨细胞生长和分化.三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架可望成为新型有机/无机复合生物材料,为骨组织工程支架的设计提供了新的思路.     

聚己内酯纳米纤维膜固定化溶藻菌对藻类和藻毒素的生物降解作用

采用电纺法制备并表征了聚己内酯纳米纤维膜(NMP).将从太湖水体中分离到的假单胞菌属溶藻菌固定化在聚己内酯纳米纤维膜(NMP)、维纶(VNL)和阿科蔓(AQUA)等人工介质材料上,分析与比较不同人工介质固定化溶藻菌对太湖土著铜绿微囊藻和微囊藻毒素LR(MC-LR)的生物降解作用.实验结果显示:NMP吸水率、孔隙率、拉伸强度分别为(81.33±1.58)%、(78.68±4.85)%、(89.8±7.5)MPa.NMP固定化溶藻菌的数量为5.65×107/cm2;NMP固定化溶藻菌对藻细胞的48h溶藻率和对MC-LR的48h降解率分别为85.68%和60.16%;溶解藻细胞可重复利用次数达到4次.上述结果表明,NMP是一种良好的固定化溶藻菌的纳米人工介质,可以增强溶藻菌对铜绿微囊藻和MC-LR的生物降解作用.     

牛松质骨脱细胞骨细胞外基质的制备

为寻找适合骨移植的骨组织替代物．脱细胞骨细胞外基质（Acellular bone extracellular matrix,ABECM）制备最佳方法。方法：根据析因设计原理用不同浓度曲拉通X-100液分别与高渗和低渗液联合后对牛肱骨上端松质骨组织进行适当的脱细胞处理．制成脱细胞牛松质骨,再进行HE染色,Massion染色及扫描电镜观察,寻求最佳的曲拉通X-100的浓度,脱细胞时间及最佳的制备脱细胞牛松质骨的方法。结果表明：10％氯化钠与0．5％曲拉通X-100联合处理48小时的脱细胞牛松质骨未见细胞成分,细胞外基质基本结构未被破坏。由此可见本方法可以成功的制备ABECM,曲拉通X-100是制备ABECM良好试剂,ABECM是一种新型的理想的骨替代物,有广泛的应用前景。     

脱钙人牙基质复合胶原骨修复材料的制备与性能研究

本研究探讨脱钙人牙基质(Decalcification Tooth Matrices DTM)复合胶原材料作为骨修复材料的可行性.采用冻干后高温交联的方法制备脱钙人牙基质复合胶原材料;利用扫描电镜、X射线衍射、红外(IR)分析及电子能谱(EDS)分析材料表征;通过成骨细胞MCT3T-E1与材料混合培养分析材料的生物相容性及诱导骨细胞生长活性.结果显示材料分布均匀,形成多孔疏松的支架,其主要成分为羟基磷灰石晶体,材料不影响成骨细胞的分裂,且对细胞增殖有明显促进作用.研究表明脱钙人牙基质复合胶原材料具有骨修复材料的结构特点,且具有良好的细胞相容性及诱导成骨细胞增殖活性.     

睾丸酮丛毛单胞菌Q_(10)休眠细胞对甲基喹啉的共降解作用

利用分离得到的能够高效降解喹啉的睾丸酮丛毛单胞菌Q10研究了Q10在休眠细胞状态下对甲基喹啉的共降解情况.结果表明,4-甲基喹啉和6-甲基喹啉均不能支持Q10休眠细胞的繁殖;Q10休眠细胞对4-甲基喹啉和6-甲基喹啉具有明显的共降解作用,在底物浓度50 mg·L-1、加菌量为5%实验条件下,6-甲基喹啉可在24 h完全去除,4-甲基喹啉在64 h内完全去除.在共降解过程中,4-甲基喹啉表现为多步转化作用,而6-甲基喹啉的降解中间产物不能进一步转化.     

苯酚高效降解菌的筛选及其降解特性研究

从某焦化厂处理废水的活性污泥中筛选到一株苯酚高效降解菌(Wust-C),该菌属革兰氏阴性菌.对Wust-C降解苯酚的特性进行试验研究.结果表明,在初始苯酚浓度为1 000 mg/L的试样中,培养24 h后,Wust-C对苯酚的降解率可达98％;初始苯酚浓度为300 mg/L试样中的苯酚可在8h内完全降解.采用海藻酸钠对菌体进行固定化后,Wust-C的降酚效率进一步得到提高.培养24 h后,固定化Wust-C对初始苯酚浓度为1 200 mg/L试样中的苯酚降解率达到100％,初始苯酚浓度为300 mg/L试样中的苯酚可在4h内完全降解.Wust-C的加入对混合菌群降解苯酚起到了促进作用.     

鱼类基质金属蛋白酶研究进展

基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinases,MMPs)是一类高度保守的生物活性依赖于金属离子的内切酶家族,是参与降解细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)的重要蛋白酶,MMP几乎能降解细胞外基质的所有成分.研究发现,MMPs参与鱼类胶原蛋白的降解,是导致鱼类死后肌肉软化的重要原因.综述了基质金属蛋白酶的分类、结构、调节机制以及它们对鱼类肌肉胶原蛋白的作用.     

PC交联脱细胞牛心包膜的力学性能、稳定性和血液相容性

测定了原花青素(PC)交联的脱细胞牛心包膜(dbpECM)的力学性能、稳定性和血液相容性.实验结果显示,2.5 mg/mL原花青素交联能将拉伸强度从29.1 MPa提高到51.3 MPa,并保持弹性模量基本不变,而抗胶原酶降解能力与戊二醛相当;PC-dbpECM浸泡于D-Hanks溶液中,仅过量未交联原花青素在一周内释放,而交联的PC在PC-dbpECM中保持稳定.1 mg/mLPC即可基本抑制体外钙化.PC或GA交联的dbpECM都有较好的血液相容性,但PC交联明显优于GA.2.5 mg/mL PC交联的dbpECM血小板的粘附率(7.8%)显著低于未交联组(26.1%)和GA交联组(36.6%),表明PC-dbpECM具有较好的抗血栓形成能力.结果表明PC-dbpECM具有良好的力学性能,稳定性和血液相容性,有可能成为制备人工心脏瓣膜的优良材料.     

树鼩小肠上皮细胞的体外分离培养与鉴定

目的从树鼩小肠分离小肠上皮细胞,探索分离培养方法和条件,为药物开发和病原感染机制研究提供体外细胞模型,并且为建立树鼩小肠上皮细胞系奠定基础。方法采用胶原酶Ⅺ和中性蛋白酶Ⅰ及DTT联合消化树鼩小肠组织块,得到的细胞经完全培养液培养,用相差显微镜观察细胞形态,通过MTT法测定细胞生长曲线,并采用细胞角蛋白荧光染色等方法鉴定细胞。结果经优化分离法得到的肠上皮隐窝细胞团在24 h后贴壁,6 d汇合成片,在显微镜下观察发现细胞团延辐射状向外长出铺路石样和多角状的细胞;第二代后,每隔2~3 d可传代1次;细胞接种3~6 d为对数生长期;细胞角蛋白18进行免疫荧光鉴定后确定为小肠上皮细胞。结论本实验成功地从树鼩小肠分离到了小肠上皮细胞,并且建立了树鼩小肠上皮细胞体外培养的方法。