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左旋聚丙交酯(PLLA)降解过程中吞噬细胞的作用及其机理

朴仲贤  
【摘要】: 可降解生物材料植入人体后的不良反应是在植入中晚期局部出现无 菌性炎症(局部水肿),其主要原因之一是由于左旋聚丙交酯(PLLA) 的降解产生的大量微粒,同时降解产物羧酸的自催化水解加速了 羧酸的大量堆积,导致回流障碍。本文应用扫描电镜、透射电镜、超 高压电镜、共聚焦显微镜和酶细胞化学方法观察PLLA微粒的体外降 解,测定PLLA微粒在小鼠腹腔巨噬细胞内降解过程中巨噬细胞的酶细 胞化学活性变化,检测PLLA刺激后巨噬细胞Ca~(2+)、pH、膜电位变化, 旨在探讨PLLA降解过程中巨噬细胞的作用机理,全文共分为3部分。 一、PLLA微粒体外降解(2、4、6、8h)过程中的扫描电镜观察 结果表明:在PBS溶液中,孵育2h后,可观察到微粒轻度肿胀, 出现皱褶和微孔(直径0.12μm,微孔直径随孵育时间延长而增大)。 4h后PLLA微粒表面微孔数目增多,且延伸到PLLA微粒的深部,形 成管状隧道,并彼此连通呈网状隧道。第8h,PLLA微粒表面布满微孔 (直径为0.8μm),呈峰窝状,但仍保持球形结构。8h后,微孔间发生 融合,数目减少,孔径变大,微粒中央隧道相互融合形成大洞,最终脱 落形成碎片。在观察中还发现,PLLA微粒的降解有峰窝状、管束状、 板层状三种方式,其中最常见的是蜂窝状隧道。微粒的降解速度与孵育 温度、时间里正相关。微粒降解过程中形成的微孔有两种:一是降解早 期形成的原发性微孔,由表面向内部延伸形成PLLA微粒本体的管网状 隧道,称作隧道的入口;二是降解晚期形成的继发性微孔,由微粒内部 管网状隧道的盲端向表面突起腐蚀而成,称作隧道的出口。隧道出口的 微孔远远多于隧道入口的微孔,说明了微粒降解后期隧道形成的自催化 作用加速了局部羧酸产物的堆积,是导致局部水肿、无菌性炎症的重要 原因。 二、巨噬细胞吞噬PLLA微粒的电镜观察 结果表明:在含有小鼠腹腔巨噬细胞的PBS溶液中,孵育10~20min 后,巨噬细胞可大量吞噬调理素化的PLLA微粒;20~30min后,被吞 入的微粒与溶酶体融合形成均质吞噬溶酶体,并清楚地显示AcPase活 性。in m厚的 AcPase反应的切片用超高压电镜观察,清晰地显示峰 窝状和板层状的微粒三维结构,结果与扫描电镜观察相符合。证明了 卜**A的细胞内的降解与细胞外的降解基木相同,但细胞内降解明显加 快,加速了隧道形成的效应,这一现象提示细胞内腐蚀环境优于体外降 &8。 三、巨噬细胞吞噬PLLA微粒后理化性质的改变 结果表明:巨噬细胞在加入含PLLA微粒的溶液后胞浆内游离Ca’” 升高30%;巨噬细胞pH值下降70一80%;线粒体膜电位下降了约gO %;细胞膜电位短时间增高了100%;**DPH氧化酶活性迅速增高IS0 %。结果提示胞浆酸化有助于激活溶酶体酶,促进巨噬细胞内吞,有助 于PLLA微粒的被吞噬;巨噬细胞线粒体膜电位下降是由于大量吞噬 PLLA后出现凋亡造成的;细胞膜电位的升高可能是Ca’“大量内流导致 细胞膜去极化所致;NADPH氧化酶活性升高 15 0%,表明 PLLA微粒 刺激巨噬细胞后,巨噬细胞在极短时间内即出现呼吸爆发,有助T‘巨噬 细胞自身清除异物。


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