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交联对氧化纤维素/蚕丝蛋白复合膜结构和性能的影响
本研究的目的是探讨交联剂对纳米细菌纤维素/蚕丝蛋白复合物的理化性能的影响.一种方法是将细菌纤维素膜和氧化的细菌纤维素膜分别与蚕丝蛋白溶液直接混合;另一种方法是两者混合时加入交联剂.对复合膜进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和力学强度测试分析.FTIR、NMR等结果表明蚕丝蛋白能结合在氧化的细菌纤维素膜上,XPS表明无论是否加交联剂,C1s、O1s和N1s能谱峰没有显著不同.BC/SF复合膜,未加交联剂的C/N摩尔比与加交联剂的C/N摩尔比相比较,从9.63减到3.94,而TBC/SF的C/N比从5.03增到7.41.FE-SEM表明加入交联剂组的膜表面比较平整,结构有明显改变,力学强度测试表明未加交联剂TBC/SF和加交联剂TBC/SF的断裂伸长率比较,有显著性差异(P＜0.01).通过添加交联剂所制得的复合膜的性能更好,并且在医用材料方面尤其在细胞化的血管支架方面的应用有一定的前景.
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蚕丝蛋白/PCL共混取向纤维的力学性质与细胞响应
蚕丝蛋白因其良好的机械强度、生物相容性和耐灭菌性,是目前骨修复领域不可多得的天然蛋白支架材料.为提高蚕丝蛋白支架对细胞定向移动的引导能力和力学强度,采用静电纺丝方式制备较高取向度的PCL/蚕丝蛋白共混纤维支架,并与非取向型对比.通过扫描电镜图像分析技术表征静电纺丝纤维表面的取向度,并比较不同纤维排列结构下的力学性质.间充质干细胞在骨修复中应用广泛.人源骨髓间充质干细胞来自健康献髓者,在体外培养条件下,测试不同结构材料对间充质干细胞增殖的影响,并使用活细胞工作站实时追踪细胞在不同材料表面的运动功能.结果表明,在取向静电纺丝纤维支架中,91％的纤维分布于±10°范围以内,且该支架具有力学的各向异性,具有较大的轴向拉伸模量.在间充质干细胞增殖96 min后,中取向静电纺丝纤维支架组的细胞数量产生显著差异.在取向纤维材料表面生长的间充质干细胞展现出小的细胞分布夹角,仅为6.57°±4.45°,同时,取向纤维表面的细胞长度有显著提高(236.46±82.00) μm.在进一步的实时细胞追踪中,在细胞的主要移动方向上,取向纤维表面的细胞分解移动速度达6.66 μm/h,远远高于其他表面.因而,取向静电纺丝纤维支架可能在体内应用中支持成体干细胞增殖,并加快早期细胞定向迁移.
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静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的细胞相容性
背景:有报道以生物可降解的胶原盘或聚L-乳酸、聚羟基乙酸、聚L-乳酸/聚羟基乙酸共聚物等作为骨骼肌组织工程的支架材料,各有优缺点,不能完全满足骨骼肌组织工程的需要.目的:探讨静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的可行性.方法:制备7种不同组分的静电纺丝纳米纤维膜,以其浸提液为培养基培养第3代SD乳鼠成肌细胞,以含体积分数20%新生小牛血清的F12培养基培养的为对照.采用MTT法和扫描电镜检测成肌细胞在各组材料的黏附及生长情况.结果与结论:各组分静电纺丝纳米纤维膜吸光度值与对照组间差异无显著性意义(P > 0.05).各组分静电纺丝纳米纤维膜组成肌细胞黏附率差异有显著性意义(P < 0.05).扫描电镜与上述结果一致.含70%聚乳酸+20%蚕丝蛋白+10%胶原组成电纺丝纳米纤维膜组可见大量成肌细胞黏附,呈梭形,两极伸展,排列规律,效果好.其他各组细胞少,形态不规则,似衰退期成肌细胞.提示静电纺丝纳米纤维膜无细胞毒性,对成肌细胞的增殖无影响,成肌细胞能良好地黏附;以70%聚乳酸+ 20%蚕丝蛋白+10%胶原组分效果佳.
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不同来源蚕丝蛋白修复骨软骨组织缺损的效果比较
背景：目前还没有研究比较不同种属来源蚕丝蛋白修复骨软骨的效果。目的：观察桑蚕和柞蚕来源蚕丝蛋白支架材料修复骨软骨缺损的效果差异。方法：取新西兰兔20只，制备单侧膝关节骨软骨缺损模型，随机分为5组：其中1组不植入任何材料，作为空白对照；实验1组将3层桑蚕丝蛋白支架粘在一起，充填于缺损处；实验2组将1个包被转化生长因子β3的桑蚕丝蛋白支架与2个包被骨形态发生蛋白2的桑蚕丝蛋白支架粘在一起，充填于缺损处；实验3组将3层柞蚕丝蛋白支架粘在一起，充填于缺损处；实验4组将1个包被转化生长因子β3的柞蚕丝蛋白支架与2个包被骨形态发生蛋白2的柞蚕丝蛋白支架粘在一起，充填于缺损处。术后8周，取关节骨软骨修复区行组织病理学观察，检测Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白表达。结果与结论：实验1组胶原蛋白广泛分布于缺损区全层；实验2组胶原纤维在修复区表面呈平行分布，在中间和底部呈垂直顶部的方向分布；实验3组在修复区表面可见胶原；实验4组在支架表面和底部可见软骨样细胞有成团分布。4个实验组修复区Ⅰ型胶原蛋白呈强阳性表达；实验1组、实验2组修复区Ⅱ型胶原蛋白呈微弱表达，实验3组、实验4组修复区Ⅱ型胶原蛋白呈强阳性表达。表明两种蚕丝蛋白均能修复骨软骨缺损，桑蚕丝蛋白倾向于形成骨组织，柞蚕丝蛋白倾向于形成软骨组织。
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蚕丝蛋白和明胶复合组织工程材料与肝细胞相容性的实验研究
目的:研究蚕丝蛋白-明胶三维材料支架对人永生化肝细胞系QZG 贴附及增殖的影响.方法:采用四氮唑盐比色法(MTT)、细胞计数法检测QZG 细胞在纯蚕丝生物材料上与在蚕丝蛋白-明胶复合材料上的增殖情况,用扫描电镜观察QZG细胞在两种三维生物材料上的贴附与增殖情况.结果:QZG细胞可以在蚕丝蛋白生物材料贴附及增殖.在引入明胶的蚕丝蛋白材料上细胞贴附更紧密,增殖更明显.结论:蚕丝蛋白与明胶复合材料支架具有良好的细胞贴附性能.通过改进在肝组织工程应用方面将具有一定应用前景.
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蚕丝蛋白材料对鼠胚表皮细胞毒性的实验研究
目的研究不同蚕丝蛋白材料对鼠胚表皮细胞的毒性及其影响细胞增殖的因素.方法采用组织块培养法体外原代培养鼠胚表皮细胞,用直接接触法和浸提液法体外培养鼠胚表皮细胞,MTT比色法检测其在不同蚕丝蛋白材料上的增殖活力和细胞相对增殖率,进行毒性分析;并用活细胞计数法观察不同蚕丝蛋白材料对鼠胚表皮细胞生长的影响.结果鼠胚表皮细胞在1、2、4、5、7、8、10号各型蚕丝蛋白材料上生长,其增殖活力与细胞对照组相当(P＞0.05);在3、6、9号化学交联或HY-823交联型蚕丝蛋白材料上生长,其增殖活力均低于细胞对照组(P＜0.05);而在11号蚕丝蛋白材料其增殖活力显著低于细胞对照组(P＜0.01).1、7号丝胶材料细胞毒性分级为0级(无毒),2、3、4、5、6、8、9、10号各型蚕丝蛋白材料细胞毒性分级为1级(轻微毒),而11号蚕丝蛋白材料细胞毒性分级为2级(中度毒).活细胞计数结果与MTT检测结果基本相一致.结论除11号蚕丝蛋白材料外,1～10号各型蚕丝蛋白材料无明显细胞毒性,能支持鼠胚表皮细胞正常生长,具有良好的细胞相容性.
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羟基磷灰石/丝蛋白复合骨材料应用于椎体间融合的研究
羟基磷灰石是一种脆性材料,强度较低,只具有骨引导作用.为提高力学性能以及加快新骨形成,人们通过各种途径引入其他物质对其改性以制成各种羟基磷灰石复合材料[1].我们以成年山羊为动物模型.使用羟基磷灰石-蚕丝蛋白纳米级复合材料(HAp-SF)作为骨移植替代物行椎体间融合,观察其成骨能力.
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内皮祖细胞联合脂肪干细胞促进糖尿病模型中泌尿系组织工程移植物的血流重建
目的 评估蚕丝蛋白(SFSs)体外负载兔内皮祖细胞(EPCs)和脂肪干细胞(ADSCs)构建复合移植物后,植入糖尿病兔模型体内评估移植物新生血管的形成,探讨其促进糖尿病环境下血流重建的可行性.方法 体外分离、培养和扩增EPCs,通过Dil标记的乙酰化低密度脂蛋白(DiI-Ac-LDL)和异硫氰酸荧光素(FTTC)标记的荆豆凝集素(FITC-UEA-1)染色的直接免疫荧光法进行鉴定;体外获取和扩增ADSCs,通过流式细胞术进行鉴定;利用SFSs负载扩增的EPCs和ADSCs作为实验组(n=24),复合物进行7d的培养后植入糖尿病兔模型体内,以单纯SFSs负载ADSCs为对照组(n=24).分别于8、16周处死兔并获取上述移植物,通过组织学方法对血管的再生情况进行评估.结果 成功获取并扩增种子细胞,免疫荧光鉴定和流式细胞术证实为EPCs和ADSCs.兔ADSCs表达间叶干细胞特异性抗原CD105 (96.39％)、CD44(94.73％)和CD73 (97.19％),而不表达造血干细胞表面标志物CD34(0.97％)和CD45 (2.91％).SFSs负载种子细胞后,种子细胞增殖良好,苏木素-伊红(HE)染色显示种子细胞广泛的附着于SFSs表面,提示SFSs未对细胞产生毒性作用.在8周和16周时间点,所有兔均存活,组织学切片镜下显示实验组移植物可见显著的新生血管形成,对照组不明显(P＜0.05).结论 SFSs负载EPCs和ADSCs为促进糖尿病环境下的泌尿系组织工程移植物的血流重建提供了实验基础.
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蚕丝蛋白负载兔脂肪干细胞构建尿流改道装置的研究
目的 利用蚕丝蛋白负载兔脂肪干细胞构建尿流改道装置,在兔模型上评估其进行尿流改道的实验效果.方法 体外分离培养兔脂肪干细胞,通过流式细胞术进行鉴定.将脂肪干细胞种植于制备的蚕丝蛋白支架材料表面,在条件培养液中诱导培养7 d后,将细胞-支架材料复合物制作成尿流改道装置.将尿流改道装置植入20只膀胱切除术兔体内,行尿流改道手术.术后在特定的时间点(术后1、2、3、4月)分别处死5只动物,取出尿流改道装置行组织学和免疫组织化学分析.对照组制成未种植脂肪干细胞的尿流改道装置(单纯蚕丝蛋白支架材料),以同样的步骤种植于另外5只兔体内.结果 成功分离、培养兔脂肪干细胞,通过流式细胞术鉴定证实为脂肪干细胞.成功制备蚕丝蛋白支架材料.实验组动物在特定时间点均存活,组织学和免疫组化分析显示多层的尿路上皮组织结构覆盖于尿流改道装置的腔面,并且随着时间的推移,上皮细胞层逐渐增厚.对照组动物在术后3周内全部死亡,尸检显示对照组动物发生尿外渗,并伴随有严重的炎性反应、瘢痕形成或组织的破坏.结论 成功利用蚕丝蛋白负载兔脂肪干细胞构建尿流改道装置,通过兔模型证实其用于尿流改道的可行性,为将这种组织工程尿流改道装置用于临床提供了一定的实验基础.
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蚕丝蛋白对动脉粥样硬化模型大鼠脂质代谢的影响
目的 研究蚕丝蛋白对动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)模型大鼠脂质代谢的影响,为蚕丝蛋白治疗AS提供实验依据.方法 选用40只雄性SD大鼠以高脂饲料喂养4周建立早期的动脉粥样硬化(AS)模型,并随机分为五组(每组8只),分别为A组:AS模型组；B组:辛伐他汀组；C组:1 g·kg-1·d 1蚕丝蛋白组；D组:2 g·kg1·d-1蚕丝蛋白组；E组:3 g·kg1·d-1蚕丝蛋白组.另选8只以基础饲料喂养4周的健康雄性SD大鼠作为F组(空白对照组).B组大鼠以10 mg·kg-1·d-1辛伐他汀悬浊液灌胃.C、D、E组大鼠以灌胃方式分别给与不同剂量的蚕丝蛋白.A组和F组给予等体积生理盐水灌胃,实验周期为4周.分别于治疗前后检测空腹血脂水平,抗氧化酶含量,并观察血管内皮细胞的结构改变.结果 实验结束时,与A组比较,B、C、D和E组的血清总胆固醇(TC),甘油三酯(TG),低密度脂蛋白(LDL-C)明显下降(P＜0.05)；E组高密度脂蛋白(HDL-C)明显升高(P＜0.05)；C、D、E组大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性明显升高(P＜0.05)；同时主动脉的管壁结构得到明显改善.结论 蚕丝蛋白对高脂饲料诱导的早期动脉粥样硬化模型大鼠脂质代谢紊乱具有明显的改善和调节作用.
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天然氨基酸生物材料的自组装与细胞相容性研究
天然氨基酸(NAA)是一种具有良好生物相容性的材料,对其进行功能化设计是近年来的热门研究领域.本文中将基于蚕丝蛋白的特征氨基酸序列(Gly-Ala)与离子互补多肽序列(Arg-Ala-Asp-Ala)混编,设计了多肽RAG-16.采用原子力显微镜、旋转流变仪、傅立叶变换红外光谱仪、倒置荧光显微镜等技术对多肽RAG-16的自组装结构、流变学性能以及细胞相容性等性质进行了表征.结果表明:多肽RAG-16在溶液中具有自组装特性,能够形成纳米级三维网络结构,所形成的水凝胶力学性能较佳.通过分析得知,多肽二级结构中Silk Ⅰ结构比例增加是其力学性能增强的主要原因.荧光染色显示,绝大多数接种于多肽水凝胶中的MC3T3-E1细胞能够存活,且能在不同的三维平面上生长增殖,表明该材料具有良好的细胞相容性.综上所述,本实验中设计的NAA材料在生物医学领域有较大的应用潜力.
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壳聚糖复合蚕丝蛋白支架的制备及其性能研究
目的 通过调节壳聚糖(chitosan,CS)与蚕丝蛋白(silk fibroin,SF)的质量比制备不同质量比支架材料,并检测比较其性能. 方法 通过冷冻干燥法按照SF∶CS质量比分别为6∶4(A组)、6∶8(B组)、6∶16 (C组)制备CS-SF支架.观察各组支架材料的结构、孔隙率、热水溶失率、弹性模量和吸水膨胀率,扫描电镜观察孔径大小及形态.采用密度梯度离心法分离4周龄SD雄性大鼠BMSCs,取第3代BMSCs接种至各组支架,MTS法检测细胞在支架上的增殖情况. 结果 傅里叶红外光谱仪检测示,随着CS含量增高,代表无规卷曲/α螺旋结构的吸收峰1 654 cm-1和1 540 cm1不断减小,而对应于1 628 cm1和1 516 cm1相当于β-折叠结构的吸收峰不断增大.A、B、C组孔隙率分别为87.36％±2.15％、77.82％±1.37％、72.22％±1.37％,A组显著高于B、C组(P＜0.05),B组显著高于C组(P＜0.05).A、B组热水溶失率均为0,C组为3.12％±1.26％.各组支架均具有良好的黏弹性,A、B、C组弹性模量在人正常膝关节软骨的弹性模量范围(4～15 kPa)内,组间比较差异无统计学意义(F=5.523,P=0.054).A、B、C组吸水膨胀率分别为1 528.52％±194.63％、1 078.22％±100.52％、1 320.05％±179.97％,A组显著高于B组(P=0.05),A、C组间及B、C组间差异无统计学意义(P＞0.05).扫描电镜观察示,A组支架孔径大小较均一(50～250 μm),孔隙相通性好;B、C组结构紊乱,孔径大小不一,孔隙相通性差.MTS检测示,1、3、5、7d时A组活细胞数明显高于B、C组(P＜0.05);3、5、7d时,B、C组间差异亦有统计学意义(P＜ 0.05). 结论 按SF∶CS质量比为6∶4制备的CS-SF支架适合软骨组织工程的要求.
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个性释放，热辣蔓延
光洁、细腻的蚕丝蛋白面料是本季法国斐妮丝塑身内衣的主打元素，配合精致的蕾丝花边，尽显女性柔美、高贵。独树一帜的设计，在刺绣、蕾丝、彩色的组合中，呈现与众不同的低调奢华……
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不同移植部位对组织工程化脂肪存活的影响
目的：采用人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs)与蚕丝蛋白生物支架构建组织工程化脂肪组织，研究不同移植部位对组织工程化脂肪存活的影响。方法：将人脐带间充质干细胞接种于蚕丝蛋白支架上，体外成脂诱导培养1-2周，扫描电镜观察细胞在支架上的生长及黏附情况；同时，将细胞-支架复合物分别移植于6只Wistar雌性大鼠背部皮下和股二头肌内，观察其成脂及存活情况。结果：移植8周、12周后，组织冰冻切片油红0染色、HE染色及扫描电镜显示，实验组移植复合物内有脂肪细胞生成，背部移植复合物表面皮肤结合紧密，与底部肌肉组织结合疏松，体积较移植前增大，支架材料随移植时间延长逐渐降解；股二头肌内移植复合物移植8周后，与肌肉组织结合紧密，但体积较移植前明显减小，支架材料降解明显，到移植12周后移植处不见移植物存在。空白对照组移植物内无脂肪细胞生成，移植物体积较植入前减小，股二头肌内移植物减小更明显；股二头肌内移植物移植12周后，移植处不见移植物存在。结论：蚕丝蛋白生物支架具有良好的三维空间结构和生物降解性，人脐带间充质干细胞接种于蚕丝蛋白生物支架可用于组织工程化脂肪组织的研究；不同移植部位对该组织工程化脂肪存活有一定的影响，而背部皮下为良好的移植位点。
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人脐带间充质干细胞与蚕丝蛋白支架构建组织工程脂肪的研究
目的:将体外以人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)与蚕丝蛋白支架初步构建的组织工程脂肪移植到大鼠体内,观察其演变过程.方法:hUCMSCs与蚕丝蛋白支架复合培养10天后,进行成脂诱导;6周后将其移植到Wistar大鼠后肢肌肉内,同时,以同体积支架材料作为对照;分别于移植后4周和8周取材,行油红0染色、HE染色以及扫描电镜观察.结果.hUCMSCs与蚕丝蛋白支架复合培养及成脂诱导6周后,见大量成脂样细胞生成,并与支架牢固粘附.移植4周,移植物体积略小,质稍硬,表面有透明薄膜形成,膜中分布新生血管网;油红0染色见支架内新生脂肪组织及细胞呈橙红色;HE染色显示支架网眼内有新生脂肪组织,并可见少量炎性细胞浸润;扫描电镜见支架网眼内有球形、表面光滑的脂肪细胞.移植8周,移植物体积进一步缩小,质变软,表面薄膜内血管网丰富;油红0染色见支架中着橙红色组织较前明显增多,部分呈片状融合;HE染色显示新生脂肪明显增多,仍有少量炎性细胞浸润;扫描电镜显示脂肪细胞较前增生明显.对照组同样可见炎性细胞浸润,未见新生脂肪组织生成,支架材料8周时较4周时降解更加明显.结论:随着时间推移,蚕丝蛋白支架网眼内脂肪细胞逐渐增多,支架材料在体内呈现逐步降解趋势,说明体内环境有利于组织工程化脂肪的进一步形成.同时,也提示支架材料在组织相容性方面尚存不足.
关键词： 人脐带间充质干细胞 蚕丝蛋白 支架材料:脂肪组织:组织工程学
