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剪切力对内皮细胞及其与小肠黏膜下基质复合培养的形态学影响
目的 探讨切变应力对猪髋动脉内皮细胞单独培养和猪髋动脉内皮细胞与猪小肠黏膜下基质联合培养形态学特征的影响.方法 对猪髋动脉内皮细胞单纯培养组,小肠黏膜下基质与猪髋动脉内皮细胞联合培养组均施与40×10-5 N/cm2的剪切应力,持续12 h,两组均每隔30 min记录细胞图像,计算定向角.结果 单纯培养组:第1小时可见有明显的细胞脱落,细胞形态变化不明显;第4小时,细胞脱落已不明显,细胞由多角形逐渐变圆;第8小时,看不到明显的细胞脱落,细胞由第4小时时的类圆形向长梭形发展,细胞变得细长,局部可见细胞沿流场方向排列;第12小时,细胞变得更加细长,细胞沿流场方向排列趋势更为明显;定向角第12小时时与剪切前相比有显著性差异.联合培养组:第1小时有少数细胞脱落,但不如单纯培养组第1小时细胞脱落明显;第2小时后看不到明显的细胞脱落;定向角在12 h内未发生显著性变化.结论 40×10-5 N/cm2的脉动剪切力对猪髋动脉细胞的形态和排列在12 h内产生影响;但对与猪小肠黏膜下基质复合培养的内皮细胞影响不大.
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小肠黏膜下基质的特性及组织修复应用现状
小肠黏膜下基质以其抗感染、免疫原性低等特性已应用于基础及临床研究的多个领域,但其在部分组织修复中出现的收缩等问题较为普遍,且在一定程度上影响着被修复组织的功能恢复,因此,如何有效避免修复后收缩等不良效果仍是有待解决的问题.本文通过对小肠黏膜下基质特性及组织修复现状进行查阅和总结,尤其是对收缩等问题的提出,为进一步正确认识小肠黏膜下基质组织修复能力提供可靠依据.
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生物补片在腹壁缺损修补中的应用与进展
腹壁缺损如何修补一直是外科医生必须面临的问题.随着材料科学的进展,多种材料被尝试应用于腹壁缺损的治疗,并取得了巨大的成功.其中,生物补片的出现与应用,在国内外引起广泛关注.本文就生物补片的生物学特性以及在腹壁缺损巾的动物实验与临床研究做一综述.
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猪小肠黏膜下基质在组织重建中的研究进展
小肠黏膜下基质(small intestine submucosa,SIS)是一种不含细胞的天然细胞外基质材料.它有良好的细胞相容性,可促进多种细胞在材料上的黏附、生长和分化[1-2].在超过1 000次的跨种交叉移植实验中,均表现为无免疫原性,而且直接免疫激惹实验无应答反应.体内降解速度也较快.与合成材料相比,所提供的环境和纤维结构更有利于细胞的生存、扩展及新陈代谢[3].如将SIS植人宿主体内,可迅速诱导细胞浸润,刺激血管生成和宿主细胞生长分化,产生的再生组织在结构和功能上均与原有组织相似.研究表明SIS基本符合组织工程理想支架材料的条件,极有可能在组织体内完全再生.已用于包括血管在内的多种组织的重建[4-10].本文就近年来诸多学者对SIS作为组织工程学中支架材料的研究报道加以综述.
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IL-10/JAK1/STAT3通路对SIS转归影响的体内实验研究
目的：探讨白细胞介素（interleukin，IL）10能否通过激活JAK1/STAT3通路抑制小肠黏膜下基质（small in-testinal submucosa，SIS）收缩，为SIS更好地修复组织功能缺损寻找新思路。方法：大鼠背部植入2.0 cm×2.0 cm的4层SIS补片。60只SD大鼠随机分为4组(n=15)：IL-10组、S3I-201（IL-10下游通路阻断剂）组、IL-10+S3I-201组和生理盐水对照组。术后1、4、8周每组各处死5只。通过毫米尺测量SIS面积后计算其收缩率。HE染色及免疫组织化学法检测SIS中信号转导及转录活化因子（signal transducers and activator of transcription，STAT）3、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）和α平滑肌肌动蛋白（alpha-smooth muscle actin，α-SMA）表达与含量。结果：术后第1周各组SIS收缩率、STAT3、MMP2、VEGF及α-SMA表达无统计学差异（P＞0.05）。与对照组比较，第4、8周IL-10可明显抑制SIS收缩、增加STAT3通路激活数、促进SIS降解及新生血管生成、抑制肌成纤维细胞生成（P＜0.05）。S3I-201可对抗IL-10的以上作用（P＜0.05）。经测量，术后8周IL-10组、S3I-201组和IL-10+S3I-201组收缩率分别为(39.8±1.0)%、(84.3±0.8)%、(69.8±0.6)%。量化计分，8周时3组STAT3含量分别为22.3±1.4、9.2±0.9、15.4±1.0；MMP2含量分别为25.0±1.0、9.4±0.8、15.0±0.6；VEGF 含量分别为17.5±0.4、4.7±0.4、9.1±0.5；α-SMA含量分别为31.4±0.5、85.6±0.7、47.8±0.8。结论：IL-10通过激活JAK1/STAT3通路，促进外源性胶原基质降解、新生血管生成及减少肌成纤维细胞生成，发挥抑制SIS修复组织收缩的作用。
关键词： 小肠黏膜下基质 收缩 白细胞介素10 JAK1/STAT3通路 -
抗小肠黏膜下基质修复组织后收缩的研究现状
小肠黏膜下基质(small intestinal submucosa,SIS)是指小肠黏膜下层组织经脱细胞处理后的细胞外基质,具有抗感染、无免疫原性等特性.其作为组织修复材料,能为细胞聚集、毛细血管生成及胶原纤维爬入提供良好的框架,并因其可促进组织重构、原位组织再生和良好的生物相容性,被广泛应用于多种组织的缺损修复.但SIS修复组织后收缩的问题是其应用于组织修复时较为普遍的现象,严重影响组织器官功能的发挥.此收缩是指SIS修复缺损组织后自身发生降解时,由于肌成纤维细胞长入、微血管闭合及炎性细胞聚集,使周围正常组织向心性生长的一种组织修复表现形式.因此,探讨SIS修复组织后的收缩机制和逆转方法成为当今研究的重点.研究报道,白介素(interleukin,IL)-10介导的Janus激酶(Janus kinase,JAK)l/信号转导和转录活化因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)3通路可分泌抑制SIS修复组织后收缩的多种细胞因子,M2c型巨噬细胞可能参与此过程并发挥关键调控作用,本文就以上内容与SIS组织修复后收缩的相关性问题综述如下.
关键词： 小肠黏膜下基质 收缩 白介素10 JAK1/STAT3通路 巨噬细胞 -
小肠黏膜下基质的力学特性
目的对新型的生物衍生支架材料小肠黏膜下基质(small intestinal submucosa,SIS)的弹性模量进行测定.方法利用电子式万能材料实验机对完成所有处理的犬小肠黏膜下基质进行纵向和横向拉伸实验.结果得到了应力-应变曲线,采用幂指函数σ＝Kεα对应力-应变关系进行拟合,纵向拉伸组拟合曲线的平均相关系数R2达到0.991 6,横向拉伸组拟合曲线的平均相关系数R2为0.990 5,得到弹性模量表达式E=K1/ασ1-1/α.由实验得到纵向拉伸组α、K的平均值为3.966 9和374.55,横向拉伸组α、K的平均值为6.077 7和86.52,由此得到纵向拉伸组和横向拉伸组的弹性模量表达式分别为E=4.399 2σ0.75和E＝2.082 8σ0.84.结论小肠黏膜下基质为一种各向异性的生物材料,弹性模量随应力增加而增加,变化规律与血管弹性模量变化规律一致.此外,当σ取0.013 33 MPa(100 mmHg)时,SIS的纵向弹性模量约为0.16 MPa,与血管的弹性模量相似.
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IL-10活化M2c型巨噬细胞抑制SIS植入机体后收缩的研究
目的:探讨IL-10能否通过活化M2c型巨噬细胞抑制小肠黏膜下基质(SIS)植入机体后收缩.方法:40只SD大鼠随机分为4组,每组10只.背部各植入1片2.0 cm×2.0 cm的4层SIS补片.根据术后尾静脉注射IL-10浓度,分为40 JL/kg组、20 μL/kg组、10 μL/kg组及生理盐水对照组,每组于术后1、4周各处死5只,用毫米尺测量SIS植入机体后收缩率,并用病理方法检测SIS降解重构效果及M1型巨噬细胞、M2c型巨噬细胞的表达情况.结果:术后1周各组未见明显区别(P＞0.05);4周时10 μL/kg组与生理盐水对照组未见明显区别(P＞0.05),40 μL/kg组、20 μL/kg组较生理盐水对照组明显抑制SIS植入机体后收缩(P＜0.05),且IL-10剂量越大,其作用越明显(P＜0.05).术后4周40 μL/kg组、20 μL/kg组、10 μL/kg组及生理盐水对照组收缩率分别为(27.80±1.09)％、(39.50±0.89)％、(57.60±2.30)％、(58.00±1.46)％;量化计分,术后4周以上4组CD16含量(M1型巨噬细胞数)分别为20.00±0.47、27.10士1.42、35.12±0.83、35.20±0.76,CD163含量(M2c型巨噬细胞数)分别为86.60±1.30、70.60士1.80、55.96±1.05、55.80±1.14.结论:IL-10能通过活化M2c型巨噬细胞,发挥抑制SIS植入机体后收缩的作用.
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小肠黏膜下基质复合口腔黏膜细胞和转染TIMP-1 siRNA的成纤维细胞用于尿道重建的实验研究
目的:探索应用小肠黏膜下基质(small intestinal submucosa,SIS)复合口腔黏膜细胞(oral keratino cytes,OK)和转染金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)siRNA的成纤维细胞(fibroblasts,FB)构建组织工程化尿道的可行性.方法:分离培养OK,FB,并用TIMP 1 siRNA转染FB,检测转染前后FB分泌Ⅰ型胶原的改变.剥离24只雄性兔子腹侧尿道黏膜2.0 cm×0.8 cm,并将其平均分为3组,每组8只.第1组应用单纯SIS修复,第2组应用SIS复合OK修复,第3组应用SIS复合OK和转染TIMP 1 siRNA的FB修复.术后1个月、6个月行逆行尿道造影检查和组织学分析评估三组尿道重建的效果.结果:转染TIMP-1 siRNA的FB分泌Ⅰ型胶原明显减少.逆行尿道造影下,第1组兔子中有5只尿道管腔通畅,第2组有6只,第3组有7只.组织学上,第1组在1个月时形成了不完整的尿路上皮,在6个月时纤维化和炎症较明显.第2组和第3组在1个月时形成了完整的尿路上皮,在6个月时纤维化和炎症较轻,且第3组生长的尿路上皮、平滑肌和血管较第2组明显增多.结论:OK和转染TIMP-1 siRNA的FB可作为尿道组织工程中的种子细胞用于尿道修复重建,OK和转染TIMP-1 siRNA的FB可抑制尿道瘢痕的产生.
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小肠黏膜下基质用于胆管重建的研究
目的 探讨在肝外胆管节段性缺失时,小肠黏膜下基质(SIS)用于重建胆管的可行性及相关机制,为胆道重建寻找新的思路.方法 SIS制成管状,实验犬6条,胆总管节段性切除12～15 mm,以SIS管桥接.分别于术后3、9周取材,通过胆道造影、病理等方法观察胆道重建过程和组织重构效果.结果存活率100％,胆瘘、胆道闭塞发生率为0.胆管收缩、狭窄现象普遍,长度收缩约(13.5±4.1)％.病理检查见胆管内膜细胞覆盖植入SIS段胆管,管壁由成纤维细胞构成,新生血管丰富.结论 SIS材料制成管状用于替代胆管节段性缺失是可行的,可以避免胆漏,无管腔塌陷、闭塞.
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小肠黏膜下基质弹性模量的测定
目的对新型的生物衍生支架材料小肠黏膜下基质(small intestinal submucosa ,SIS)的弹性模量进行测定.方法用材料实验机对3只犬的21个SIS样本(每只犬各取7个)进行力学测试.沿管腔纵轴剖开SIS管壁,平行于管腔纵轴拉伸.经预调处理后进行正式拉伸实验,直至组织拉断,拉伸速度为5 mm/min,测试温度为常温.结果 21个样本测试后得到了应力-应变曲线,采用幂指函数σ＝Kεα对应力-应变关系进行拟合,拟合曲线的平均相关系数R2达到0.991 6,得到弹性模量表达式E=K1/ασ1-1/α.由实验得到α、K的平均值为3.966 9和374.550 0,由此得到E=4.399 2 σ0.75.结论弹性模量随应力增加而增加,变化规律与血管弹性模量变化规律一致.当σ取0.013 3 MPa(100 mmHg)时,SIS的弹性模量约为0.160 0 MPa,与血管的弹性模量相似.
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小肠黏膜下层复合上皮细胞及成肌细胞构建组织工程食管的初步研究
目的 初步探索利用小肠黏膜下层(small intestinal submucosa,SIS)作为支架材料,复合食管鳞状上皮细胞与成肌细胞构建组织工程食管的可行性. 方法 4周龄无胸腺小鼠20只,体重20.0±2.5 g,雌雄不限.体外分离、培养人胚胎食管鳞状上皮细胞、成肌细胞,并行5-BrdU标记;制备SIS材料并切割成1 cm×1 cm大小,在SIS材料同一表面接种两种细胞,待细胞在材料表面贴附后将其植入裸鼠体内深筋膜下,于术后第3天及1、2、3周取材行组织学和抗角蛋白、平滑肌肌动蛋白(smooth muscle actin, SMA)免疫组织化学观察,以了解食管鳞状上皮细胞、成肌细胞在SIS材料上的增殖、分化情况和复合物在裸鼠体内的血管化情况. 结果 人胚胎食管鳞状上皮细胞、成肌细胞能够渗透、生长于SIS材料中,并形成数层结构.植入体内第3天可见细胞增殖为多层覆盖于材料表面,并分泌大量细胞间基质.第2周时已经形成7～8层细胞,并伴有血管长入.3周时细胞增殖为十几层,大量血管长入.通过5-BrdU标记抗体染色观察,示SIS支架材料上生长的细胞多为所植入细胞.抗角蛋白,SMA免疫组织化学染色示移植细胞能够在体内分化. 结论 成肌细胞与鳞状上皮细胞在SIS材料上的复合培养物,在体内能继续增殖分化形成多层细胞结构,并能快速血管化,可用于组织工程化食管的构建.
