几丁质作为植骨材料生物相容性的实验研究

作者:陈富林 毛天球  曹梅讯 吴军正  文章来源:实用口腔医学杂志 

2008-1-18 16:57:45         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

〔摘要〕 目的: 观察几丁质作为植骨材料的生物相容性。方法:通过体外实验与体内实验相结合的方法研究。结果: 几丁质对人成骨细胞具有良好的相容性,不影响人成骨细胞的增殖及ALP活性,人成骨细胞可以在几丁质膜表面较好地贴附和伸展, 但增殖较慢。培养40 d时可以形成矿化结节。几丁质植入肌肉中,周围组织无明显炎症反应,未发现组织变性和坏死,并可完全降解。结论:几丁质具有较好的骨性生物相容性,但仍需提高其表面活性。
关键词  几丁质;植骨材料;成骨细胞

  医用材料的生物学评价已引起了人们的广泛重视,根据安全、有效的原则,理想的生物材料不仅要有临床所需的理化特性及有效性,同时还需要有良好的生物相容性。近年来,几丁质及其衍生物作为生物材料获得了广泛的重视〔1〕。本文重点研究了几丁质作为植骨材料的生物相容性。

1 材料与方法
1.1 材料
  精制蚕蛹几丁质(中科院上海昆虫研究所),MTT(Sigma), ALP检测试剂盒(台湾BGH公司),DMEM培养液(Gibco)。
1.2 方法
1.2.1 几丁质浸出液对培养人成骨细胞(OB)增殖的影响
  ①几丁质浸出液的制备
  盘状几丁质,计算其表面积后按每平方厘米加入10 ml DMEM培养液,置于37 ℃ DMEM培养液中, 24 h后取上清,加入FBS使之成为含体积分数为10%FBS的浸出液并作为起始浓度,按倍比稀释作梯度测试。
  ②人胚成骨细胞(OB)的培养
  按司徒镇强等〔2〕介绍的方法进行。
  ③几丁质浸出液对人OB增殖的影响
  取第五代人OB,胰酶消化后调整细胞浓度至2×104/ml,加入96孔板,每孔100 μl。培养24 h后,弃去培养液及未贴壁的细胞,加入倍比稀释的浸出液,共设6组,1/1(原始浸出液)、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32,每组4孔,对照组仅加培养液。培养96 h后,进行MTT测定,结果进行统计学分析。
  ④几丁质浸出液对人OB ALP活性的影响
  分组及浸出液加入同1.2.1.3, 细胞接种浓度为5×104/ml,每孔加入100 μl。培养96 h后,进行ALP测定,结果进行统计学分析。
  ⑤几丁质体内降解速度的实验研究
  重20 mg块状几丁质,无菌条件下植入小鼠背部皮下和股部肌肉中。分别于术后2、4、6、8、10、12 周各处死4只小鼠,取出材料,干燥后称重。
  ⑥多孔几丁质组织相容性的实验研究
  制备多孔几丁质,植入小鼠股部肌袋中,分别于术后2、4、6、8 周取材,进行材料周围软组织的肉眼观察及组织学检查。
  ⑦人OB在几丁质膜上生长及矿化的观察
  在几丁质膜上接种人成骨细胞后,用矿化液进行培养,倒置显微镜观察。连续培养40 d,分别于3、20和40 d时取出标本,扫描电镜观察。

2 结 果
2.1 人OB的培养
  人OB形状主要为三角形和四方形,5 d左右长满瓶底,此时细胞外观为铺路石状(图1)。用钙-钴法进行ALP染色,大部分细胞为阳性,胞浆染成棕黑色。

图1 第二代人成骨细胞(倒置显微镜,×100)

2.2 几丁质浸出液对人OB增殖的影响
  MTT加入后4 h,各培养孔底部都有紫黑色结晶形成,基本均匀一致。测量吸光度值,经统计学分析,各组间均无显著差异(表1)。

表1 不同浓度的几丁质浸出液对人OB增殖及ALP活性的影响
 
  浸出液浓度
对照组 1/1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/ 32
增殖 0.63±0.02 0.61±0.06 0.59±0.04 0.64±0.05 0.66±0.08 0.58±0.06 0.62±0.03
ALP活性 0.43±0.03 0.39±0.05 0.41±0.03 0.40±0.05 0.41±0.07 0.43±0.02 0.45±0.06

2.3 几丁质浸出液对人OB ALP活性的影响
  测量吸光度值,经统计学分析各组间均无显著差异(表1)。
2.4 几丁质的降解速度
  植入皮下2周时,几丁质与周围组织广泛粘连,体积膨胀;植入4周后,体积明显缩为原来大小的1/2左右;植入6 周后完全吸收。植入肌肉间隙中约10周完全吸收(图2)。

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责任编辑:姚红祥  

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