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《第二军医大学》 2017年
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PDO-SIS补片的生物力学性能及其修复大鼠腹壁缺损的研究

谢亚运  
【摘要】:研究目的:本研究旨在合成一种杂化补片材料,该补片既具有细胞外基质材料的高生物活性,也拥有人工材料的高机械性能,并且在体内可逐渐降解。细胞外基质材料含有多种生物活性因子,具有高组织相容性,已广泛应用于临床,例如:Cook公司的Surgisis生物补片在临床中已被广泛认可,术后疝复发率与人工补片无明显差异,术后的并发症更少,本研究选用P-SIS材料作为本次实验的研究细胞外基质。因细胞外基质材料不能提供强劲的机械性能,拟选用PDO弹性纤维作为本次实验人工材料,相关研究表明:PDO弹性纤维具有超强的机械性能、形状记忆特性、可降解性,使之能够在一开始提供较强的力学支撑。两种材料具有一定得相似性,可分别提供生物活性和机械性能。本实验分为体外与体内两部分:1.在体外,首先对制备的P-SIS材料的生物学性能进行检测,再使用冻干的P-SIS材料合成8SIS生物补片、P-SIS与PDO弹性纤维构建出杂化的PDO-SIS补片,分别检测两类补片的机械性能。2.在体内,探讨PDO-SIS杂化补片和8SIS生物补片在修复SD大鼠腹壁部分缺损时是否存在差异性,包括:宿主反应、组织重建、血管再生等。研究方法:1.P-SIS组织的制备及检测:(1)机械法刮除空肠内的脂肪、血管、粘膜及肌肉组织。(2)按照Abraham法,依次使用去离子水、梯度酒精、异丙醇、氯仿等试剂除去P-SIS组织中的细胞结构,再冻干。(3)HE切片观察P-SIS组织是否有细胞残留,内毒素含量采用鲎试剂动态光度法检测,直接培养法检测其细胞毒性,ELISA法检测P-SIS材料的生长因子含量。2.补片的构建:(1)8SIS补片的构建:修剪整齐的单片SIS材料,通过水化法拼接成8层,使用抽真空加压法构建出8SIS生物补片。(2)PDO-SIS补片的构建:修剪整齐的单片SIS材料与PDO弹性纤维相互交叉编织,通过水化使P-SIS紧密结合,使用抽真空加压法构建出PDO-SIS杂化补片。(3)检测补片的抗拉强度和弯曲长度。3.腹壁缺损修复:(1)构建SD大鼠双侧腹壁部分缺损模型。(2)采用同体对照法,两侧的缺损分别以8SIS补片和PDO-SIS补片修复。(3)观察术后动物一般情况,包括血清肿发生率、感染率、死亡率等。(4)观察再生组织的一般情况,包括再生组织的厚度和皱缩情况。(5)获取的样本组织分别行HE、Masson、免疫组化(CD68、CD206、CCR7、CD31)染色,分析修复区域的炎症、组织结构、血管化及巨噬细胞构成比等。研究结果:1.制备的P-SIS组织无细胞残留,脂肪和内毒素含量低,含有适量的生长因子,在体外可促进细胞繁殖、无细胞毒性。2.通过交叉编织法成功构建出PDO-SIS补片,该杂化补片结构紧密,机械性能明显强于8SIS补片。水化后的PDO-SIS补片仍能保持较好的弯曲长度,操作起来更加灵活方便。3.在体内修复实验中,术后1周内修复区域内可观察到不同程度的血清肿,但是两种补片都没有引起急性免疫排斥反应或细胞毒性反应。在HE染色中可观察到慢性的炎症反应,随着时间的延长炎症逐渐减轻,两组的慢性炎症评分无明显的差异。在两组中的修复区域内,单核巨噬细胞一直存在,且随着P-SIS的逐渐降解巨噬细胞数量逐渐减少,在术后第8周时,只见到数个散在的巨噬细胞。修复区域内的巨噬细胞类型呈现出一种动态变化,在术后2周,M1型巨噬细胞的数量较多,到后期M2型巨噬细胞的数量占据优势。在修复后期,两组都长入结构规范、排列整齐的胶原组织,组织呈现出透明样,但再生组织的厚度低于正常腹壁组织。在两组的修复区域内观察到血管内皮细胞及环状的血管结构,PDO-SIS组的环状血管结构多于8SIS组。研究结论:1.本实验制备的P-SIS材料在体外能够促进细胞的繁殖,具有高生物活性,可作为组织修复材料。本实验成功构建出PDO-SIS补片,该补片的结构较为紧密,水化时亦不会松散。抗拉强度和弯曲长度明显好于8SIS补片,具有更灵活的操作性,可以弥补生物补片机械性能的某些不足。2.两种补片在体内都能促进组织的重建,在P-SIS材料中添加PDO弹性纤维未引起急性免疫免疫排斥反应,也未改变修复区内的免疫反应类型。PDO材料在体内逐渐降解,能够加速胶原的沉积,促进血管再生。3.两种补片都能促进组织的再生,但再生的组织主要是胶原蛋白,未观察到肌肉组织的再生,无神经支配,缺乏收缩性,无法达到功能性修复,组织修复材料需进一步完善。创新点:本实验通过将生物材料与人工合成材料相结合,制造出新型杂化补片,所使用的方法及技术为国内外首次探索,为研究新型疝修复材料提供一种新途径。
【学位授予单位】:第二军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318.08;R656.2

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