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几种医用材料的生物相容性评价

贺亚敏  
【摘要】: 研究目的 生物材料研究领域内,生物相容性评价是其重要的研究内容。如何正确建立标准、有效的实验平台及指标体系,是迫切需要解决的问题。本研究通过几种生物材料的生物相容性研究,旨在建立一检测技术平台。(1)根据ISO 10993-1(1997及 GB/T16886(1-1997对两种羟基磷灰石(GSN与HA),两种聚丙烯酰胺水凝胶(FH与IT),类金刚石膜(DLC),壳聚糖(CHI)六种生物材料的体内外生物相容性进行评价(2)利用图像分析技术和免疫组化技术分析植入物周围包膜的增殖情况和增殖相关蛋白的表达,深入研究植入物对宿主的影响,探讨生物相容性评价的“新指标”。 研究方法 1. 体外细胞毒性实验: 将受试材料的系列浓度浸提液及阴、阳性对照与L929细胞(小鼠结缔组织成纤维细胞)培养24h、48h、72h后,应用MTT法检测并计算各组的细胞增殖率(RGR),进行毒级评定。琼脂覆盖法中,将无菌的大小相同的受试材料和阴、阳性对照放置在琼脂培养基(含1%的中性红,培养基覆盖生长接近融合的L929细胞)上,培养24h后在倒置显微镜下结合材料周围和材料下脱色区范围(zone)及脱色区内细胞溶解情况(lysis)记录材料的细胞毒性,根据Z/I评定毒性。 2. 体内植入实验:我们选用健康成年家兔24只,分别在背部肌肉植入两种羟基磷灰石和两种聚丙烯酰胺水凝胶,同种材料作组间对照,植入7天、20天、30天、45天、75天、90天后,取材,石蜡切片,HE染色。观察植入物周包膜的形态学变化和增殖情况,进行评级;利用图像分析软件测包膜厚度。 3. 免疫组织化学技术:将各材料不同植入时间组的包膜组织,利用SP法分别进行PCNA、Ki67检测。以细胞核内出现棕黄色颗粒者视为阳性细胞。每张切片随机选取5个高倍视野,计算:细胞PCNA或Ki67阳性表达率。 研究结果 1. 细胞MTT检测: L929细胞在分别与HA、FH、IT、DLC及CHI共培养的各时间段都表现出较好的细胞增殖率,与阴性对照间无显著性差异(P>0.05)。而GSN在培养72h 后的细胞增殖率为79.28%,细胞毒级分别为2级。其OD值与阴性对照组有显著性差异(P0.05)。 WP=5 2. 琼脂覆盖法结果: 在L929细胞与各种受试材料共培养24h后,阳性对照组材料周围脱色区约为3.5mm-5mm,镜下见细胞溶解达40%,Z/L值为2/2。而其他受试材料组和阴性对照组均未见脱色区及细胞溶解,Z/L值为0/0.。 3. 各种受试材料植入动物体内90天后,炎症反应程度和包膜形成评级,FH与IT的均为Ⅰ级,符合合格标准;HA的分别为Ⅳ级、Ⅲ级,GSN的分别为Ⅱ级,Ⅱ级,显示了较强的组织反应;与IT比较,HA、GSN包膜厚度,PCNA或Ki67表达均有显著性差异(P0.05)。 4. 每种材料包膜厚度总和与其PCNA总表达率呈正的直线相关(r=0.9540,t=4.4965,P0.05);与Ki67总表达率没有相关性(r=0.9150,t=3.2345,P 0.05)。 研究结论 1. CHI,DLC细胞毒性为0级,提示该材料具有良好的细胞相容性。 2. FH与IT无论体外体内实验,均显示出良好的相容性。 3. GSN对体外培养的细胞增殖有一定的抑制,植入90天后炎症反应程度和包膜形成评级分别为Ⅱ级,Ⅱ级,显示出较强的组织反应。 4. HA在细胞实验中未见明显的细胞增殖抑制,但植入90天后炎症反应程度和包膜形成评级分别为Ⅳ级、Ⅲ级,植入物周围组织PCNA表达持续至第90天,组织学显示HA在体内植入后局部异物反应持续而剧烈。提示生物材料的生物相容性应该结合体内外实验来综合评估。 5. 每种材料六个时间段的包膜厚度总和与其PCNA总表达率成正直线相关(r=0.9540,t=4.4965,P0.05), 表明植入物周包膜的厚度越厚PCNA蛋白表达越高,提示植入材料周围包膜组织中细胞的PCNA表达的强弱可反映受试材料的生物相容性。


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