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生物医用高分子材料在人造红血球的应用研究与进展
输血作为一种生命救治和人体机能维持的重要手段,已经广泛应用于临床实践当中.人造红血球的研究是解决目前临床使用上存在的诸多弊端(血型、病毒感染、保质期短等),并可以安全高效的应用于紧急突发事件中的一个重要手段.本文从人体红血球的构造和基本功能出发,详细介绍并评价了人造红血球研究的发展过程和新进展,归纳了新型人造红血球材料的设计要求,论述了医用高分子材料在人造红血球领域的应用优势,提出了生物可降解高分子与血红蛋白分子结合开发新型人造红血球的设计思路并开展了初步的科研工作.
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血管内生物可吸收支架现状与挑战
尽管目前介入用血管支架各类药物涂层技术较从前已经获得长足的进步,涂层支架的临床使用数量也远远超过裸支架,但远期疗效仍有待继续验证.无论何种药物涂层支架,当其被植入生物体内一段时间后,表面携带的功能药物涂层都会被生物体逐渐吸收而终露出裸支架,带来晚期再狭窄及血栓的问题.因此,生物可吸收支架应运而生.由于其具有独特的可降解性,随着植入时间的延长而逐渐在生物体内被完全降解、吸收,终代谢出体外;同时,血管自有的部分原始功能也得到一定恢复,如同从未被植入过支架一般.重点介绍国内外高分子聚合物、镁合金、纯铁、锌合金等几种不同材质的生物可吸收血管支架研究现状,并分析各材质可吸收支架现存的主要问题,希望对血管介入用生物可吸收支架的了解起到一定的作用.
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可降解胆管修复材料的研究进展
医源性胆管损伤常用的处理方法，如胆肠吻合，由于放弃了奥狄括约肌功能，近远期有并发逆行性胆道感染、胆管炎，甚至胆管癌的风险。随着临床上对奥狄括约肌功能的重视，有必要寻找能维护胆管功能的修复材料。目前已报道的可降解胆管修复材料具有无免疫原性、暂时性支持作用、降解产物对身体无害等优点，有希望成为可供选择的胆管修复材料。本研究就可降解胆管修复材料的研究进展做一综述。
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可降解高分子材料在创面修复中的应用
创面修复过程由炎症期、增殖期、成熟期组成,当创面愈合过程失败或延迟时,就会导致慢性创面形成.随着人口老龄化加剧,慢性创面发生也越来越普遍,慢性创面治疗已成为医疗体系的沉重负担,在发达国家,慢性创面治疗费用占医疗卫生收支的2％ ～3％.传统的手术换药已满足不了复杂多变创面的治疗需要,可降解高分子材料的出现为创面修复和再生提供了新的治疗方案.它不仅有良好的生物相容性、可自行降解吸收性,还可为创面修复提供支架结构,并通过负载生物活性剂、抗菌剂、干细胞等有效促进创面愈合.本文对常用的可降解高分子材料特点及其在慢性创面修复中的新应用作了介绍,并对未来的发展方向作简要展望.
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脉动流预适应增强组织工程心脏瓣叶上内皮细胞的黏附性
将受体的细胞种植于可降解材料或去细胞的异种或同种瓣膜上制成的组织工程心脏瓣膜无需抗凝,耐久性好,且有生长潜力,理论上是理想的心脏瓣膜替代物.但生理情况下,心脏瓣膜要受到高速、高压的血流冲击,简单的将内皮细胞种到瓣膜支架,经过血流冲击,细胞很快被冲掉.
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可降解椎间融合器的研究进展
椎间融合器目前广泛应用在脊柱融合手术中.可降解椎间融合器能促进椎间骨性融合,同时自身逐渐降解被新生骨取代.本文对各种材料可降解椎间融合器在动物实验、临床研究方面的研究进展进行综述.
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新型可降解磷酸镁骨水泥的热原实验
目的 通过动物热原实验探讨磷酸镁骨水泥(magnesium phosphate cement,MPC)的生物安全性,补充磷酸镁骨水泥生物相容性的证据,为其在骨科临床领域应用提供依据.方法 选取健康新西兰白兔20只,分为MPC实验组(A组)和对照组(B组),每组各10只.制备MPC浸提液,将浸提液预热至38℃,按照10 ml/kg将浸提液通过耳缘静脉注入实验组(A组)兔体内;同样方法,将预热至38℃的0.9％氯化钠注射液注入对照组(B组)兔体内;输注速度为2 ml/min.输注前及给药后每隔0.5 h测量体温,共测量6次.结果 实验组(A组)及对照组(B组)兔体质量(kg)、输注液体量(ml)、初始体温(℃)差异无统计学意义(P＞0.05);实验组(A组)在输注浸提液0.5 h、1h、1.5 h、2h、2.5 h、3h测得体温与对照组(B组)相应时刻测得的体温差异无统计学意义(P＞0.05);实验组(A组)在输注浸提液后测得的高体温与对照组(B组)测得的高体温差异无统计学意义(P＞0.05);实验组(A组)及对照组(B组)测得的高体温与初始体温差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 MPC置入动物体内不发生热原反应,初步证明其热原检测安全可靠.
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应用新西兰白兔验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用
目的 通过观察新西兰白兔股骨内植入材料的降解及血液指标的变化验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用.方法 根据植入物不同分为实验组(植入可降解网状微孔球囊及钙盐骨水泥)和对照组(植入钙盐骨水泥),对术前、术后1,3,6个月的血液指标进行组间及组内比较,并通过影像学及病理学对植入物降解和骨组织生长匹配情况进行对比分析.结果 实验组和对照组血液指标无明显改变;在体内无明显免疫反应;骨组织均可伸入到骨水泥间隙内,取代降解的骨水泥,形成规则的骨小梁结构;实验组骨小梁较对照组粗大致密、分布规则.结论 通过新西兰白兔验证了可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥对活体无明显免疫反应,并利于骨折的修复愈合.
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组织工程在心血管病治疗中的应用
组织工程学是将细胞生物学和材料学、工程学相结合进行体外构建组织或器官的新兴学科.其基本原理是将体外培养、扩增的,具有特定生物学功能的种子细胞与可降解材料相结合,形成细胞-材料复合物,在体外培养一定时间后植入体内用以修复替代病损的组织器官.
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3D打印全降解冠状动脉支架的细胞相容性研究
目的 考察一种新型的三维(3D)打印全降解冠状动脉支架的细胞相容性.方法 选用高密度聚乙烯(批号:10K217)、3D打印全降解冠状动脉支架(医用级聚乳酸材料制成),以及小鼠成纤维细胞(L929)和人脐静脉内皮细胞(HU-VEC).通过细胞黏附实验观察细胞黏附情况,用含10％胎牛血清的改良伊格尔培养液(MEM)(空白对照组)、阴性对照液(高密度聚乙烯材料浸提液)(阴性对照组)、阳性对照液[含20％二甲基亚砜(DMSO)的MEM](阳性对照组)、3D打印全降解冠状动脉支架浸提液(实验组)做L929细胞、HUVEC细胞毒性实验,并做细胞凋亡实验,评价3D打印全降解冠状动脉支架的细胞相容性,验证其安全性和有效性.结果 3D打印全降解冠状动脉支架适合细胞黏附.细胞毒性为0级;24 h、72 h实验组L929细胞相对生长率分别为101.00％、99.02％,阴性对照组分别为98.22％、97.65％,空白对照组为100.00％,阳性对照组为5.3 ％;24 h、72 h组HUVEC细胞相对生长率分别为102.58％、101.00％,阴性对照组分别为102.58％、97.19％,空白对照组为100.00％,阳性对照组为17.56％.24h实验组细胞凋亡率为7.45％,阴性对照组为4.64％,空白对照组为6.03％,阳性对照组为82.82％;说明3D打印全降解冠状动脉支架不会引起细胞凋亡.结论 3D打印全降解冠状动脉支架具有良好的细胞相容性,未见不良反应.
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组织工程技术的发展现状及趋势(三)——组织工程用生物材料的研究
1 组织工程用生物材料的概述生物材料又称生物医用材料,是指用于对生物体进行诊断、治疗和置换损伤组织、器官或增进其功能的材料[1].按发展阶段分为生物惰性材料、生物活性可降解材料以及细胞和基因活化的材料3大类.
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神经组织工程研究进展
组织工程近年来不仅在软骨、骨、皮肤、肌腱、血管组织等方面取得了蓬勃发展,而且随着可降解材料的研制和开发、神经干细胞研究的深入,神经组织工程研究也取得了一定的进展.
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镁铝合金大剂量的致敏试验
背景:镁合金作为潜在的新型医用可降解生物金属材料受到越来越多的关注,作为植入物需与人体具有良好的生物相容性.目的:评价镁铝合金(AZ31B)的致敏性.方法:白化豚鼠35只,随机分为生理盐水阴性对照组10只和体积分数为5％甲醛阳性对照组10只,镁铝合金浸提液组15只.根据
大剂量致敏试验步骤进行皮内诱导、局部诱导和激发.激发阶段去除贴附物后6,24,48,72 h的豚鼠皮肤反应按Magnusson和Kligman等级进行分级.激发阶段去除贴附物后72 h后对皮肤进行活检,行苏木精-伊红染色和光镜下观察.结果与结论:生理盐水阴性对照组和镁铝合金浸提液组激发阶段去除贴附物后24,48,72 h皮肤无致敏反应,而甲醛阳性对照组在这任一时间点均有中度以上红斑.活检皮肤光镜下镁铝合金浸提液组未见皮肤水肿,皮肤棘细胞层水肿,血管周围、弥漫的真皮和表皮单核细胞浸润,见散在少量的嗜碱性细胞.结果提示镁铝合金浸提液在致敏方面具有生物安全性. -
可变刚度可降解-DL-聚乳酸泡沫衬垫材料与钛合金组成接骨板系统治疗胫骨骨折
背景:理想的骨折固定系统,在骨折早期应能达到坚强固定,后期要能防止应力遮挡作用诱发的固定骨段的骨质疏松.可降解骨科内固定材料无疑为此种骨折固定系统提供了理论可能.目的:旨在评估自制可变刚度接骨板系统(由可降解聚-DL-乳酸泡沫衬垫材料和钛合金接骨板组成)对兔胫骨干中段骨折的固定效果和对骨折愈合的影响.方法:新西兰大白兔64只采用随机数字表法分为实验组和对照组,线锯造成兔右侧胫骨中段骨折模型.用相对分子质量为 200 000的自制超高相对分子质量聚乳酸材料膜垫(厚1 mm)和4孔钛合金Tc4接骨板制作成可变刚度接骨板系统固定实验组兔胫骨中段骨折,以单纯Tc4钛合金接骨板固定对照组.于第2,4,8,12周处死动物,从大体观察、X射线平片、组织学和骨生物力学等方面观察和评定骨折愈合情况.结果与结论:X射线及大体标本示术后两组对位效果佳,无移位.组织学观察可见术后同期实验组标本较对照组标本骨痂内骨小梁排列紧密、髓腔开通完全、新生骨组织改塑重建完整.生物力学结果显示8周时两组愈合骨大抗弯曲强度差异无显著性意义.12周时实验组愈合骨抗弯曲刚度优于对照组.提示自制可变刚度接骨板系统用于兔胫骨骨折固定效果可靠,有利于骨折段骨痂改塑重建,利于骨折愈合,用于骨折内固定治疗效果优于单纯钢板,为其进一步临床应用研究提供了实验依据.
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可降解组织工程骨材料及其血管化研究：问题与应用前景
背景：利用可降解组织工程骨材料治疗骨缺损是目前的佳选择，如何保证材料充分地血管化已成为骨组织工程从基础研究向临床应用过渡的关键性问题。
目的：综述可降解组织工程骨材料及促进其血管化的方法。
方法：由第一作者检索PubMed数据库及PMC数据库1993至2013年有关可降解组织工程骨材料及促进其血管化方法的文献，检索词为“degradable materials；bone tissue engineering；angiogenesis；vasculogenesis；osteogenesis”。
结果与结论：目前常用的可降解组织工程骨材料包括合成高分子材料、镁合金、生物活性玻璃、钙磷盐陶瓷及其复合物。可从支架构建，生长因子、内皮祖细胞的应用，细胞共培养、显微外科技术支持等方面促进组织工程骨材料血管化。虽然血管化组织工程骨研究取得了很大发展，但仍然存在诸多不足。相信随着血管形成机制及分子基础研究的深入、改进材料的结构性能、控释生长因子及提高其协同作用能力、优化种子细胞混合培养及提高显微外科技术，血管化组织工程骨将具有日益广阔的前景。 -
心肌组织工程可降解支架材料的新研究
健康细胞移植到心肌损伤部位是当前关注的热点.组织工程的三维支架材料可替代丢失和损伤的细胞外基质,对自我或移植细胞提供支持,避免或减少梗死区移植细胞被冲洗掉或死亡,并通过微环境线索获得组织的再生和修复,从而预防和改善心功能.就生物活性可降解材料的设计、修饰及目前常用的类型的研究现状做一综述,为可降解材料的应用研究提供理论依据.
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可吸收结扎钉夹在腹腔镜下子宫全切术中的应用价值
背景：以往在腹部手术及妇产科手术中常用的金属钛夹对血管组织损坏很大，过度夹闭可引起血管切割，MRI和CT检查有伪影和偏转，而且其生物相容性也不够理想，增加了局部炎性反应、瘢痕形成等风险。
目的：观察腹腔镜下子宫全切术中应用可吸收结扎钉夹的实际疗效，评价其临床应用价值。
方法：选择98例行腹腔镜下子宫全切患者，随机均分为2组，观察组49例患者用强生可吸收结扎钉夹夹闭子宫动脉后，完全切除子宫；对照组采用常规金属钛夹夹闭子宫动脉。记录并比较两组患者住院时间及术后并发症。
结果与结论：腹腔镜下子宫全切术中应用可吸收结扎钉夹，显著缩短了住院时间，且术后疼痛、粘连、盆腔积液、发热等并发症明显减少(P <0.05)，此外，两组患者术后均未发生感染，甲级愈合率组间无显著差异(P >0.05)。这一结果提示生物相容性更好的可吸收结扎钉夹有助于减轻组织反应，促进受创组织的修复，效果显著，安全可靠。 -
联合钙盐骨水泥及可降解网状微孔球囊椎体成形的体外实验
背景：椎体成形、椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折中存在骨水泥外溢、伤椎及临近椎体继发骨折等风险。
目的：验证高分子可降解网状微孔球囊应用于骨质疏松性椎体压缩骨折的可行性。
方法：以聚乳酸-已内酯共聚物为原材料，采用静电纺丝技术制备可降解网状微孔球囊，同时制备涂层球囊，扫描电镜观察其形貌；向球囊内分别注入水和骨水泥，观察外渗情况；测试球囊的断裂强度和断裂伸长率。采用细胞染色法和CCK-8法测试小鼠胚胎成骨细胞在两种球囊上的增殖情况。观察两种球囊在模拟体液、猪胰脂肪酶溶液和新鲜的人血清中的降解。将球囊置入猪椎体后测试球囊的爆破压。将钙盐骨水泥注入球囊后密封，固化后置于6 atm压力的超纯水中，定期检测钙离子浓度。
结果与结论：网状微孔球囊具有良好的纤维形态，粗细分布均匀，存在孔隙；涂层球囊表面无具体形态结构及孔隙存在。与涂层球囊相比，网状微孔球囊具有更好的力学性能和液体渗透性及爆破压力，可防止骨水泥渗漏，促进成骨细胞的黏附与增殖，降解更均匀、稳定，可较好保持钙离子浓度，更利于新骨生长和骨折愈合。 -
椎体成形过程中磷酸钙骨水泥及可降解网状微孔球囊的应用
背景：体外实验研究证明可降解高分子网状球囊具有较好的防渗漏性，并能保证周围钙离子处于一恒定状态，对细胞生长及新骨与钙盐骨水泥形成微观绞锁无抑制作用。目的：通过动物实验评估可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗椎体骨折的作用。方法：穿刺48只新西兰兔左下肢近股骨端，建立通道后引入骨钻，建立骨折模型，随机均分为两组，实验组于骨折处植入可降解网状微孔球囊与磷酸钙骨水泥，对照组植入磷酸钙骨水泥。术后1，3，6个月测试血细胞、生化指标，并行X射线摄片或CT扫描，将标本固定处理后进行病理分析。结果与结论：骨水泥注入过程顺利，实验组球囊膨胀良好，未见明确骨水泥外渗；对照组骨水泥弥散，3只出现肺栓塞。两组手术前后血细胞、生化指标组内与组间比较差异均无显著性意义。两组材料在骨骼内生物相容性好，病理学无明显免疫反应；实验组1个月时囊壁变薄，部分部位骨组织长入骨水泥内，3个月时有大量骨组织进入骨水泥间隙，骨水泥体积减少，6个月时球囊消失，骨组织内可见部分骨水泥成分；对照组骨水泥降解时间不确定。表明可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的效果满意，优于单独骨水泥治疗效果。
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可降解血管支架材料的表面性能及生物相容性
背景:临床治疗多种心血管疾病的过程中,可降解支架植入治疗是一种常用的手段,相应的支架应该具备良好的表面性能和生物相容性.目的:观察可降解血管支架材料的表面性能,并对其生物相容性进行分析.方法:制备人工血浆,对可降解镁合金支架进行浸泡,利用电镜扫描观察材料表面的腐蚀情况.制备材料浸提液,进行细胞毒性实验,观察浸提液培养人脐静脉内皮细胞的毒性反应级别.进行血小板黏附实验和溶血率测试,检测材料的细胞相容性和血液相容性.结果与结论:人工血浆中浸泡10d后对材料进行电镜扫描和观察,可以观察到在材料表面形成了一层均匀分布的腐蚀层.在对材料进行吹干的过程中,腐蚀层出现裂纹.对腐蚀产物进行清洗之后观察,材料腐蚀表面主要为呈均匀分布的腐蚀坑点.细胞毒性实验中,阳性对照组中细胞无吸光度值,几乎全部死亡.材料浸提液组中不同人脐静脉内皮细胞培养时间,反应级别均为0或1级.经黏附实验,电镜扫描可以发现在材料表面血小板大多呈圆盘状,一些血小板发生形变,伸出伪足,未出现血小板聚集现象.经溶血率测试,材料的溶血率为3.15％.对国家医疗器械生物学评价标准进行比较,符合溶血率小于5％的要求.结果表明,可降解镁合金血管支架材料具有良好的耐腐蚀性能,且具有良好的细胞形容性和血液相容性,可以满足临床应用的需求.
