简介:摘要糖尿病会导致多种并发症如慢性创面(糖尿病足),是导致糖尿病患者死亡的重要原因之一。高血糖、高氧化应激水平、高炎症水平以及易感染等不利因素使糖尿病致慢性创面难以愈合,甚至进一步恶化。水凝胶材料由于具有含水量高、生物相容性好和理化性能可调控等优点,已成为当前创面敷料研究中的热点材料。相较于纱布等传统敷料,水凝胶敷料可为创面提供有利于愈合的湿润环境。通过负载活性物质和改变水凝胶组成及结构,水凝胶敷料可被赋予优异的组织黏附、抗菌、抗氧化以及调控炎症因子表达等功能,因此其在创面敷料应用领域中具有广阔的前景。本文基于糖尿病致慢性创面微环境和水凝胶材料的特点,总结了近年来用于治疗糖尿病致慢性创面的新型多功能水凝胶敷料的研究进展,同时探讨了当前水凝胶敷料的不足并提出展望。
简介:摘要目的观察猪大网膜来源的细胞外基质(ECM)水凝胶与人源诱导多能干细胞分化的心肌细胞(hiPSC-CM)的生物相容性及其作为细胞移植递送载体的可行性。方法通过化学、物理和酶解的系列方法对猪大网膜组织进行脱细胞处理,然后将提取的ECM制备成可注射性温敏水凝胶,通过组织学染色鉴定其生化成分,用扫描电镜观察其显微表观结构,并向小鼠心肌内注射水凝胶观察其原位凝胶形成能力。采用小分子诱导法将人源诱导性多能干细胞定向分化成心肌细胞,随后将获得的hiPSC-CM分组培养,接种在水凝胶上共培养的为凝胶组,常规培养的为对照组,通过活/死细胞染色、CCK-8和鬼笔环肽染色检测心肌细胞存活状况和生长形态,采用心肌细胞标志物免疫荧光染色及Western blot法分析心肌细胞生存数量和表型维持情况。结果苏木素-伊红染色、油红O染色和DAPI荧光染色结果显示制备的大网膜ECM水凝胶中无明显的细胞碎片、细胞核和脂质残留,天狼猩红和阿利新蓝染色显示该水凝胶保留了ECM的主要成分胶原蛋白和糖胺聚糖。所制备的水凝胶在4 ℃条件下表现为黏性液体,在37 ℃条件下呈凝胶态。扫描电镜结果显示该水凝胶的微观结构由不规则的纤维和大小不一的孔隙组成。在超声引导下可顺利将制备的ECM水凝胶注射到小鼠心肌内,注射后即刻超声下可见高回声信号,提示水凝胶在心肌内滞留,并通过后续的心肌组织苏木素-伊红染色发现注射区有团状凝胶的存在。活/死细胞染色结果显示凝胶组和对照组的hiPSC-CM均大多数存活,很少有死细胞,CCK-8实验结果显示两组吸光度值差异无统计学意义(P>0.05)。鬼笔环肽染色结果显示hiPSC-CM可以在与ECM水凝胶共培养时正常伸展,凝胶组与对照组细胞形态相似,且两组的每细胞F-肌动蛋白覆盖面积差异无统计学意义(P>0.05)。心肌细胞标志物免疫荧光染色结果显示,凝胶组与对照组每视野α-心肌肌动蛋白(α-actinin)和连接蛋白-43(Cx-43)的覆盖面积差异均无统计学意义(P均>0.05),DAPI染色的定量结果显示,两组细胞数量差异无统计学意义(P>0.05),同时Western blot结果显示凝胶组细胞的α-actinin和Cx-43蛋白表达水平与对照组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论该研究成功制备了猪大网膜来源的ECM水凝胶,其与hiPSC-CM的生物相容性良好,无明显细胞毒性,能够支持hiPSC-CM的体外生存并维持其表型,是一种具有潜在应用前景的可注射性心脏组织工程材料。
简介:摘要目的观察脂肪组织来源的脱细胞基质水凝胶(DAT-gel)对大鼠坐骨神经缺损的修复效果。方法2019年4月-2020年4月,收集在解放军总医院第一医学中心整形修复科行大腿或腹部吸脂术的健康成年女性的术后废弃无菌颗粒状脂肪组织,术前均获得患者知情同意。对脂肪组织行脱细胞和酶消化处理制备成DAT-gel。扫描电镜(SEM)观察水凝胶的超微结构,流变学测试水凝胶的凝胶动力学和粘弹性。建立大鼠坐骨神经缺损模型,并将其随机分为3组:单纯几丁质导管组(Chitin组)、DAT-gel加几丁质导管组(DAT-gel组)和自体神经反接组(Autograft组),每组10只动物。术后12周分别对再生神经的大体观、功能学以及形态学等一系列指标进行观察,评估损伤神经的修复情况。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行数据分析,如果组间差异有统计学意义,则进一步采用Turkey法进行两两比较,P<0.05为差异有统计学意义。结果SEM检查结果显示DAT-gel凝胶内部呈三维疏松多孔的纤维网络结构。流变学测试结果显示:水凝胶在4 ℃与37 ℃时复数粘度分别为148.91 mPa·s和801.29 mPa·s。DAT-gel随温度增高发生溶胶-凝胶相变结果显示DAT-gel具备良好温敏效应,其溶胶-凝胶相变临界点近似体内温度。动物实验结果显示,术后12周,DAT-gel组的再生神经形态及其功能均优于Chitin组(P<0.05)。结论DAT-gel可能对大鼠坐骨神经缺损的修复具有明显的促进作用。
简介:摘要水凝胶具有优良的生物相容性及与玻璃体类似的光学和流变性,能比较容易地进行玻璃体注射,且具有药物缓释的特点,可以作为抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor ,VEGF)药物缓释系统载体应用于各种视网膜脉络膜疾病的治疗。近年来,已有多种类型的水凝胶载体在动物模型中研制成功,包括天然和人工合成水凝胶,其中一些可在眼内持续释放贝伐单抗、康柏西普等抗VEGF药物最长达90天,且眼内无明显炎性反应。抗VEGF药物从水凝胶中的释放一般经过初始释放阶段、扩散释放阶段和降解释放阶段。如何控制其在水凝胶中的缓释速率、提高载药量以及延长水凝胶在玻璃体内的降解时间等是现阶段亟待解决的问题。(国际眼科纵览,2021, 45: 330-334)
简介:摘要组织工程是指将细胞、生物材料和生物反应器三部分结合,以构建开发三维人造组织和器官,最终用于增强、修复或更换受损或患病的组织。脂肪干细胞(ADSCs)来自于脂肪组织,具有多向分化潜能,能分泌多种生长因子,同时具有来源广泛、获取简单、创伤小、扩增迅速等优点,是组织工程中比较理想的种子细胞。水凝胶是一类包含大量水分的三维聚合物网络材料,具有优异的生物相容性、良好的弹性、可预测的降解率以及可调节的力学性能,是一种优秀的生物医学材料。近年来ADSCs联合水凝胶材料在组织工程中的应用受到广泛关注,其相关研究涵盖了皮肤、脂肪、骨、软骨、肌肉、心脏、神经组织工程等多个领域。对脂肪干细胞联合水凝胶材料在组织工程中的研究进展进行综述,并对其今后的前景做出展望。
简介:摘要目的探讨水凝胶敷料在深Ⅱ度烧伤创面磨削痂术后应用的临床效果。方法采用前瞻性随机对照研究方法。2015年11月—2019年8月,淄博市第六人民医院收治的168例深Ⅱ度烧伤患者符合入选标准,将其按随机数字表法分为磨削痂术后进行相应治疗的水凝胶敷料+凡士林油纱组(84例,男67例、女17例)和单纯凡士林油纱组(84例,男65例、女19例),其年龄分别为(31±16)、(35±17)岁。每3~5天换药1次,对于创面超过21 d未愈合者或未超过21 d但创面位于关节部位后期可能影响功能活动者,取自体躯干或大腿刃厚或中厚皮片行植皮术。术后持续动态观察创面大体情况直至创面愈合;术后前4次换药时评估敷料粘连程度并采用数字分级评分法(NRS)评估疼痛程度,计算术后3、6、15 d换药时的创面愈合率,计算入院时及术后3、6、15 d换药时创面分泌物/清洗液细菌培养阳性比例,记录换药次数,计算手术植皮率,记录创面完全愈合时间,随访6个月时采用温哥华瘢痕量表(VSS)评估瘢痕增生情况。对数据行重复测量方差分析、独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、χ2检验或Fisher确切概率法检验、Bonferroni校正。结果术后观察期间,水凝胶敷料+凡士林油纱组患者内层敷料较容易去除、疼痛轻微,创面湿润且分泌物较少,创面愈合较快;单纯凡士林油纱组患者内层敷料去除时粘连较明显、疼痛感较强、有渗血,创面分泌物多于水凝胶敷料+凡士林油纱组,创面愈合较慢。与单纯凡士林油纱组比较,水凝胶敷料+凡士林油纱组患者术后前4次换药时敷料粘连程度与疼痛NRS评分均明显降低(χ2=52.625,Z=-10.854,P<0.01);术后3、6、15 d换药时的创面愈合率均明显升高(t=10.347、41.150、167.627,P<0.01);创面分泌物/清洗液细菌培养阳性比例在入院时及术后3 d换药时无明显变化(P>0.05),于术后6、15 d换药时明显降低(χ2=15.616、15.226,P<0.01);换药次数明显减少(t=-11.986,P<0.01);手术植皮率明显降低(χ2=35.850,P<0.01)。水凝胶敷料+凡士林油纱组患者创面完全愈合时间为(17.6±2.8)d,明显短于单纯凡士林油纱组的(27.1±3.0)d(t=-21.288,P<0.01)。随访6个月,水凝胶敷料+凡士林油纱组患者瘢痕增生的VSS评分明显低于单纯凡士林油纱组(Z=-11.287,P<0.01)。结论与单纯使用凡士林油纱比较,深Ⅱ度烧伤创面磨削痂术后应用涂覆水凝胶敷料的凡士林油纱覆盖保湿作用明显,可明显减轻换药时敷料粘连程度和患者疼痛,提高创面愈合率,降低创面感染率和手术植皮率,减少换药次数,缩短创面完全愈合时间,有效减轻瘢痕增生。
简介:摘要目的制备负载银粒子的改性透明质酸黏性水凝胶,探讨其在小鼠细菌定植全层皮肤缺损创面愈合中的作用及可能的机制。方法采用实验研究方法。制备多巴胺修饰的透明质酸(HA-DA)和苯硼酸修饰的透明质酸(HA-PBA),傅里叶变换红外光谱检测其特征峰。在HA-DA和HA-PBA中加入不同质量的丙烯酰胺,制备质量分数为10%、15%、20%丙烯酰胺的黏性水凝胶。观察含质量分数20%丙烯酰胺的黏性水凝胶在37 ℃下倾斜状态和倒立状态的成胶情况,旋转流变仪检测前述3种黏性水凝胶的储存模量和损耗模量。在含质量分数20%丙烯酰胺的黏性水凝胶中加入纳米银离子,制备含银黏性水凝胶,采用电感耦合等离子体质谱仪测量含银黏性水凝胶释放的银离子浓度,并计算累计银离子释放率(样本数为5)。取小鼠成纤维细胞L929,分为磷酸盐缓冲液(PBS)组、黏性水凝胶组及含银黏性水凝胶组并进行相应处理,采用细胞计数试剂盒8法检测培养1、2、3 d细胞存活情况(样本数为5)。取24只6~8周龄雄性C57BL/6小鼠,在其背部建立48个接种大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌混合悬液的全层皮肤缺损创面模型,每只小鼠2个创面。将创面分成生理盐水组、黏性水凝胶组、含银黏性水凝胶组并进行相应处理,每组16个创面,且每只小鼠的2个创面纳入不同组。伤后3、7、10、14 d,观察创面愈合情况并计算创面愈合率;伤后3 d,观察并计数创面中大肠埃希菌及金黄色葡萄球菌菌落数;伤后14 d,行苏木精-伊红染色和Masson染色分别观察并分析创面上皮化的表皮厚度和胶原纤维的光密度;伤后3、7、10 d,采用免疫组织化学法检测创面中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、转化生长因子β1(TGF-β1)及血管内皮生长因子(VEGF)的表达。各指标各时间点创面数均为4个。对数据进行析因设计方差分析、单因素方差分析及Bonferroni校正。结果HA-PBA在波数为1 369、1 425 cm-1处检测到特征峰,表明苯硼酸成功接枝到透明质酸上;HA-DA在波数为1 516、1 431 cm-1处检测到特征峰,表明多巴胺已成功接枝到透明质酸上。含质量分数20%丙烯酰胺的黏性水凝胶在37 ℃下,无论是倾斜还是倒立时都保持稳定不流动的凝胶状态。随着丙烯酰胺含量的增加,黏性水凝胶储存模量和损耗模量均有所增加,但3种不同丙烯酰胺含量黏性水凝胶的储存模量和损耗模量随振荡频率或时间的增加变化不明显且储存模量均大于损耗模量。含银黏性水凝胶中银离子释放长达7 d,累计银离子释放率最高达65%。培养1、2、3 d,含银黏性水凝胶组细胞存活率明显低于PBS组和黏性水凝胶组(P<0.05或P<0.01);培养1 d,黏性水凝胶组细胞存活率明显低于PBS组(P<0.01)。随着伤后时间的延长,3组小鼠创面均不断缩小。伤后3、7、10、14 d,含银黏性水凝胶组创面愈合率分别为(53.0±3.6)%、(75.3±6.9)%、(93.3±1.2)%、(96.7±0.8)%,明显高于生理盐水组的(21.8±6.4)%、(53.9±8.2)%、(72.0±7.8)%、(92.5±0.4)%(P<0.01)。伤后3、14 d,含银黏性水凝胶组创面愈合率明显高于黏性水凝胶组的(43.5±2.4)%、(94.1±1.5)%(P<0.05);伤后3、10 d,黏性水凝胶组创面愈合率明显高于生理盐水组(P<0.01)。伤后3 d,含银黏性水凝胶组创面中2种细菌菌落数明显少于生理盐水组及黏性水凝胶组(P<0.01),黏性水凝胶组创面中2种细菌菌落数明显少于生理盐水组(P<0.05)。伤后14 d,含银黏性水凝胶组创面基本上皮化且表皮厚度更厚,胶原蛋白含量较其他2组明显增多且胶原排列更加有序;含银黏性水凝胶组创面的表皮厚度较其余2组明显增加(P<0.05),胶原纤维光密度较生理盐水组明显增加(P<0.05)。伤后3 d,含银黏性水凝胶组创面TGF-β1和VEGF的表达明显高于生理盐水组(P<0.05或P<0.01),黏性水凝胶组创面VEGF的表达明显高于生理盐水组(P<0.01)。伤后7 d,含银黏性水凝胶组创面TGF-β1的表达明显高于其余2组(P<0.01),VEGF的表达明显高于生理盐水组(P<0.01)。伤后10 d,含银黏性水凝胶组创面TNF-α的表达明显低于生理盐水组(P<0.05),TGF-β1和VEGF的表达明显高于生理盐水组(P<0.05或P<0.01),且VEGF的表达明显高于黏性水凝胶组(P<0.05)。结论本研究制备的含银黏性水凝胶具有良好的稳定性和弹性,可以持续释放银离子,有助于加速小鼠细菌定植全层皮肤缺损创面的愈合,生物毒性较低,可以促进创面再上皮化、胶原沉积和血管再生,可能涉及炎症细胞的浸润与消退。
简介:摘要目的应用3D生物打印技术制备明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂复合水凝胶负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)的仿生活性组织工程支架,探讨3D生物打印对含BMSCs水凝胶支架的成骨分化作用。方法常规提取2周龄SD大鼠BMSCs并用流式细胞术鉴定,将明胶、海藻酸钠、硅酸镁锂混合,加入BMSCs后应用3D生物打印技术制备含细胞的复合水凝胶支架,应用注模法制备含细胞的非打印支架。体外实验中根据是否打印分为含细胞打印组和含细胞非打印组,每组制备12个样品,并设置单纯细胞对照组。通过扫描电镜观察复合水凝胶内部结构,冻干法测定支架膨胀率和含水量。在培养3 d后用鬼笔环肽染色观察支架内细胞活性,分别于培养1,3,7 d后进行细胞增殖与毒性检测(CCK-8)实验测定吸光度值确定细胞增殖情况和培养7,14 d后使用RT-PCR检测成骨细胞特异性转录因子(Osterix)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原等成骨相关基因表达。体内实验根据是否打印及是否含有细胞分四组:含细胞打印植入组、含细胞非打印植入组、不含细胞打印植入组、不含细胞非打印植入组,每组支架制备9个样品。将四组支架分别植入36只8周龄SD大鼠臀后侧肌袋,左右随机,术后2,4,8周取材分别拍摄X线片,并对8周取材组织进行HE及Masson染色观察成骨分化情况。结果流式细胞术鉴定细胞为BMSCs。水凝胶内部孔隙明显,细胞在孔隙内可自由伸展。含细胞打印组的支架膨胀率为(1 039.37±30.66)%,支架含水量为(91.21±0.26)%,与含细胞非打印组的支架膨胀率[(1 032.38±35.05)%]和支架含水量[(91.16±0.28)%]比较,差异无统计学意义(P>0.05)。在体外培养3 d水凝胶内细胞生长状态良好。体外培养1 d,各组吸光度值差异无统计学意义(P>0.05);培养3 d时,含细胞打印组和含细胞非打印组吸光度值差异无统计学意义(P>0.05),但均高于单纯细胞对照组(P<0.05);培养7 d后,含细胞打印组吸光度值(2.72±0.17)高于含细胞非打印组(2.35±0.11)(P<0.05),且均高于单纯细胞对照组(1.95±0.12)(P<0.05)。体外培养7 d,含细胞打印组和含细胞非打印组的成骨分化相关基因表达量差异无统计学意义(P>0.05),但均高于单纯细胞对照组(P<0.05);体外培养14 d后,含细胞打印组的基因表达量[Osterix(1.650±0.095)、OCN(2.725±0.091)、Ⅰ型胶原(2.024±0.091)]均高于含细胞非打印组[Osterix(1.369±0.114)、OCN(2.174±0.198)、Ⅰ型胶原(1.617±0.082)]和单纯细胞对照组[Osterix(1.031±0.094)、OCN(1.116±0.092)、Ⅰ型胶原(0.736±0.140)](P<0.05)。体内植入2周,各组X线片灰度值差异无统计学意义(P>0.05);体内植入4周和8周,含细胞打印植入组和含细胞非打印植入组X线片灰度值高于不含细胞打印植入组和不含细胞非打印植入组(P<0.01);体内植入8周,HE染色显示载细胞支架不同程度降解并且与细胞相互浸入,Masson染色可见不同程度的胶原生成。结论复合水凝胶支架可为BMSCs生长提供良好的三维环境,3D生物打印可促进BMSCs在水凝胶支架内增殖和成骨分化;负载BMSCs的生物支架在体内可缓慢降解,具有较好的异位成骨能力。
简介:摘要目的探究按指征拔管联合水凝胶预防性应用对化疗患者留置针穿刺效率、并发症的影响。方法选取2018年3月至2019年2月在威海市中心医院通过留置针进行化疗的126例患者,将患者随机分为常规组及研究组,两组患者均进行常规化疗,且使用型号相同的一次性正压密闭式静脉留置针,在此基础上,对常规组患者行常规置管针护理,对研究组患者实施按指征拔管联合水凝胶预防性应用,比较两组患者留置针穿刺效果、静脉炎发生情况、穿刺针使用数目、穿刺成本及治疗后负性情绪。结果研究组患者一次穿刺完成率为92.06%,显著高于常规组的79.36%,差异有统计学意义(P<0.05);研究组静脉炎发生率显著低于常规组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组患者穿刺针使用数目、穿刺成本显著低(少)于常规组,差异有统计学意义(P<0.05);化疗结束时,研究组患者各维度负性情绪均显著优于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论对采用静脉留置针进行化疗的患者实施按指征拔管联合水凝胶预防性应用干预,能够有效提高患者穿刺一次成功成功率,同时降低静脉炎发生率,并降低穿刺针使用数目以及穿刺成本,能够避免患者因多次穿刺而出现的不良情绪。