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基于小动物荧光成像研究生物材料体内降解的实验方法

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复合材料学报 2021年第2期38卷 487-495页

作者：刘秀芸陈丹藜关淇峰刘田杨丰合牛旭锋北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100083 北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心北京100083

可降解材料作为生物材料的重要组成部分,其体内降解性能的好坏往往决定着材料植入后的成败。因此,对材料体内降解的评价显得尤为重要。传统的生物材料体内降解评价方法需要在各取样点取出不同批次的降解样品,阻止了对同一个实验样品降... 详细信息

可降解材料作为生物材料的重要组成部分,其体内降解性能的好坏往往决定着材料植入后的成败。因此,对材料体内降解的评价显得尤为重要。传统的生物材料体内降解评价方法需要在各取样点取出不同批次的降解样品,阻止了对同一个实验样品降解过程的连续测量,并且存在样品需求量大的问题。小动物活体成像系统(in vivo imaging system,IVIS)具有非侵入性、操作性强等特点,为解决上述问题提供了思路。本研究旨在建立一种利用小动物荧光成像系统检测可降解材料降解性能的方法,通过将近红外荧光染料经化学反应标记到可降解材料上,由荧光强度的变化反应材料的降解程度。体内降解实验表明此方法制得的荧光标记材料,荧光稳定性高,材料降解过程中荧光强度变化与质量损失拟合效果良好(R2=0.9994)。综上,该方法解决了测量材料降解样品量大的问题,并且提高了实验过程的连贯性。

关键词：可降解医用高分子材料体内降解小动物活体成像系统荧光标记评价方法

改性壳聚糖基导电复合材料神经导管的体内降解及组织相容性观察

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中国修复重建外科杂志 2021年第6期35卷 769-775页

作者：焦海山宋悦宁黄健李东印胡毅苏州卫生职业技术学院临床医学院江苏苏州215009 苏州卫生职业技术学院药学院江苏苏州215009

目的探讨改性壳聚糖基导电复合材料神经导管的体内降解及组织相容性,以期为组织工程神经构建提供新的支架材料。方法采用微乳液聚合法合成纳米聚吡咯(polypyrrole,PPy),与壳聚糖共混后注入定制的成管模型,冷冻干燥及脱酸后,制成改性纳米... 详细信息

目的探讨改性壳聚糖基导电复合材料神经导管的体内降解及组织相容性,以期为组织工程神经构建提供新的支架材料。方法采用微乳液聚合法合成纳米聚吡咯(polypyrrole,PPy),与壳聚糖共混后注入定制的成管模型,冷冻干燥及脱酸后,制成改性纳米PPy/壳聚糖复合材料导管(记作CP导管);再经不同程度乙酰化(乙酰化反应时间分别为30、60、90 min)改性,制备不同乙酰度的CP导管(记作CAP1、CAP2、CAP3导管)。各导管予红外光谱、扫描电镜进行表征,使用四探针电导仪测定电导率。取30只雌性SD大鼠,于背部左、右侧各制备4个皮下筋膜隧道,分别植入上述导管。术后2、4、6、8、10、12周取材,大体观察导管形态及完整性、扫描电镜观察导管微观结构、测量导管降解率,以观察导管体内降解性能;行HE染色及抗巨噬细胞免疫荧光染色,观察导管体内组织相容性。结果经表征证实乙酰化改性后的各导管1 562 cm^(-1)左右的酰胺Ⅱ谱带增强,表示壳聚糖乙酰化改性成功。各导管均具备导电性能,组间电导率差异无统计学意义(P>0.05)。扫描电镜观察示各导管表面相对光滑、结构致密,无明显差异。导管植入体内后,随时间延长均出现一定程度塌陷,其中CAP3导管尤为明显;亦出现不同程度质量丢失,且乙酰化度越高,质量变化越大(P体内生物相容性、可导电、可降解,且降解性与乙酰度相关,有望为组织工程神经构建提供一种新的支架材料。

关键词：组织工程神经纳米材料聚吡咯壳聚糖体内降解组织相容性神经导管

蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解及体外生物相容性的研究

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中国生物医学工程学报 2016年第1期35卷 88-95页

作者：赵亮陈红丽王勉解丽芹徐艳丽何孟冯志伟李敏福建师范大学生命科学学院福州350108 新乡医学院生命科学技术学院河南新乡453003 新乡医学院生物医用材料重点实验室河南新乡453003

探讨蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解性能和生物相容性,为其临床应用奠定基础。通过静电纺丝仪,将RGD-重组蛛丝蛋白(p NSR16)、聚己内酯(PCL)、明胶(Gt)、壳聚糖(CS)共混形成的纺丝液进行电纺,制得(p NSR16/PCL/CS)/(p NSR16/... 详细信息

探讨蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解性能和生物相容性,为其临床应用奠定基础。通过静电纺丝仪,将RGD-重组蛛丝蛋白(p NSR16)、聚己内酯(PCL)、明胶(Gt)、壳聚糖(CS)共混形成的纺丝液进行电纺,制得(p NSR16/PCL/CS)/(p NSR16/PCL/Gt)支架,并将其植入SD大鼠腿部肌肉中,通过肉眼外观观察、组织切片HE染色评价等方法,评价蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解情况。分析支架浸提液对间充质干细胞集落形成、细胞分裂指数、台盼蓝拒染率、细胞毒性和细胞周期的影响,评价血管支架的生物相容性。血管支架在整个植入期内不断降解,(p NSR16/PCL/CS)/(p NSR16/PCL/Gt)支架降解程度更深,纤维断裂严重,12周时失重率为20.3%,其降解速度明显快于(PCL/CS)/(PCL/Gt)支架,后者在12周时仅降解了13.2%。在(p NSR16/PCL/CS)/(p NSR16/PCL/Gt)支架浸提液培养条件下的大鼠骨髓MSC集落生成率、平均集落面积和分裂指数都显著高于(PCL/CS)/(PCL/Gt)支架组。血管支架毒性等级均低于1级,无细胞毒性。与血管支架浸提液复合培养的MSC生长状态良好,台盼蓝拒染率高于95%,复合培养48 h后,细胞G0/1期比例降低,S、G2/M期比例均升高。蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解和生物相容性良好,应用于临床具有一定的可行性。

关键词：组织工程血管蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架体内降解体外生物相容性

聚-L-乳酸/β-磷酸三钙复合物生物可吸收骨折内固定棒的体内降解和组织相容性

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生物医学工程学杂志 2007年第1期24卷 81-86页

作者：李新松邹俊朱国华齐新生浦跃朴东南大学化学化工系生物材料和药物释放实验室南京210018 东南大学附属中大医院骨科南京210009 东南大学公共卫生学院南京210009

将β-磷酸三钙(β-TCP)与聚-L-乳酸(PLLA)复合得到PLLA/β-TCP复合材料,用注射成型方法制备出可吸收骨折内固定棒,然后通过分子量、质量变化、扫描电镜观察、弯曲强度变化和组织学方法等研究可吸收骨折内固定棒的体内降解过程。结果表明... 详细信息

将β-磷酸三钙(β-TCP)与聚-L-乳酸(PLLA)复合得到PLLA/β-TCP复合材料,用注射成型方法制备出可吸收骨折内固定棒,然后通过分子量、质量变化、扫描电镜观察、弯曲强度变化和组织学方法等研究可吸收骨折内固定棒的体内降解过程。结果表明,降解初期聚乳酸的分子量有大幅度下降,重量损失滞后。随着降解的进行,可吸收棒表面逐渐粗糙,内部逐渐出现微孔和小“沟壑”,弯曲强度从初始的151MPa下降至12周的106MPa。组织学分析显示,PLLA/β-TCP复合材料具有良好的组织相容性。

关键词：聚-L-乳酸/β-磷酸三钙复合材料可吸收棒体内降解骨折内固定器组织相容性

人发角蛋白复合聚乳酸棒的力学强度及体内降解(英文)

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中国临床康复 2006年第1期10卷 174-176,i0008页

作者：尹东靳安民赵卫东黄文华余磊原林南方医科大学珠江医院骨科中心广东省广州市510282 南方医科大学人体解剖学教研室广东省广州市510515

背景:生物可降解内固定材料已应用于临床,但目前仅用于非承重骨的内固定。研究一种具有较高的初始力学强度和早期降解速度缓慢,并能用于承重骨内固定的器材是临床所需要的。目的:对自行研究的人发角蛋白复合聚乳酸骨折内固定棒进行初始... 详细信息

背景:生物可降解内固定材料已应用于临床,但目前仅用于非承重骨的内固定。研究一种具有较高的初始力学强度和早期降解速度缓慢,并能用于承重骨内固定的器材是临床所需要的。目的:对自行研究的人发角蛋白复合聚乳酸骨折内固定棒进行初始机械力学强度测试和动物体内降解观察。设计:重复测量设计。单位:南方医科大学珠江医院骨科中心,南方医科大学人体解剖学教研室。材料:实验于2002-09/2003-10在南方医科大学完成。选择54只成年SD大鼠。方法:①利用MTS-858MiniBionix型生物力学测试机分别对20根人发角蛋白复合聚乳酸棒的剪切强度、弯曲强度和弯曲模量进行测试,了解人发角蛋白复合聚乳酸骨科内固定棒的初始机械力学性能。②108个人发角蛋白复合聚乳酸试件随机植入54只SD大鼠双侧脊旁皮下组织中,分别于术后1,2,4,8,12,16,20,24,28周取出(每个时间点6只大鼠),测量重量损失,了解人发角蛋白复合聚乳酸在SD大鼠体内的降解情况。主要观察指标:①人发角蛋白复合聚乳酸骨折内固定棒的力学强度。②人发角蛋白复合聚乳酸骨折内固定棒动物体内降解情况。结果:54只大鼠均进入结果分析。①人发角蛋白复合聚乳酸骨折内固定棒具有良好的初始机械力学强度,其剪切强度为241MPa,弯曲强度为358MPa,弯曲模量为13GPa。②人发角蛋白复合聚乳酸在SD大鼠体内可以良好的降解,早期降解较慢,而晚期降解较快。结论:人发角蛋白复合聚乳酸骨科内固定棒具有良好的初始力学强度,且在体内可以良好的降解。

关键词：毛发角蛋白生物力学生物降解人发角蛋白复合聚乳酸棒力学强度体内降解

镁合金和PLGA体内降解比较及Micro-CT评价镁合金降解情况的初步研究

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中国修复重建外科杂志 2016年第7期30卷 885-891页

作者：徐亦驰尹合勇孟昊业孙振眭翔彭江汪爱媛卢世璧解放军总医院骨科研究所骨科再生医学北京市重点实验室全军骨科战创伤重点实验室北京100853 解放军医学院南开大学医学院

目的比较镁合金与聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly（lactic-co-glycolic acid）,PLGA]在体内降解情况,同时采用Micro-CT深入研究镁合金体内降解规律。方法取3月龄雄性新西兰大白兔40只,分别于右侧和左侧股骨髁钻孔植入40个表面微弧氧化处理... 详细信息

目的比较镁合金与聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly（lactic-co-glycolic acid）,PLGA]在体内降解情况,同时采用Micro-CT深入研究镁合金体内降解规律。方法取3月龄雄性新西兰大白兔40只,分别于右侧和左侧股骨髁钻孔植入40个表面微弧氧化处理的AZ31镁合金棒（镁棒）和40个PLGA棒。术后4、8、12、16周各处死10只动物,取出双侧股骨髁,采用Micro-CT扫描及生成数据定量评价植入物降解情况;然后取出植入物清洗、烘干后称重,与术前重量差值作为植入物降解量;HE染色观察局部炎性反应情况。并将镁合金的失重情况与Micro-CT的评价结果进行对比。结果 Micro-CT扫描示,PLGA棒不显影。术后4周镁棒几乎无降解痕迹,有少量腐蚀点;术后8周在4周原有腐蚀点基础上逐步扩大,纵轴与横截面交界边缘变得模糊;至术后16周镁棒表面腐蚀面积更大,边缘已不连续。Micro-CT定量分析示：术后4、8周镁棒体积分数下降缓慢;术后12、16周较术后4、8周降低明显,16周最低,差异均有统计学意义（P〈0.05）。术后随时间延长镁矿物密度持续降低,12~16周降低速度最快,第8周后各时间点间比较差异均有统计学意义（P〈0.05）;而镁CT图像密度随术后时间延长变化很小（P〉0.05）。术后随时间延长镁棒表面积与体积比持续增加,术后12、16周明显高于4、8周,且16周高于12周（P〈0.05）。术后随时间延长,镁棒表面腐蚀点越来越多,导致横截面半径减小,即平均骨小梁厚度逐渐降低,8周后各时间点间差异均有统计学意义（P〈0.05）。失重法检测示：术后随时间延长,两种材料降解量均逐渐增加（P〈0.05）;术后8、12周,镁棒降解量均显著低于PLGA棒（P〈0.05）,但术后16周时镁棒降解量已超过PLGA棒。将各时间点镁棒质量分数与Micro-CT方法得出的体积分数进行比较,结果显示两个指标的变化趋势相近,但各时间点镁棒质量分数均低于体积分数,且在第8、12、16周差异有统计学意义（P〈0.05）。HE染色示,术后4周镁棒周围可见轻度炎性反应,但随时间延长炎性反应逐渐减轻,至16周时已未见炎性反应;而PLGA周围一直无炎性反应。结论采用Micro-CT检测镁合金降解情况具有无创、可活体检测、定量、精确的优势。镁合金和PLGA在体内均随时间推移而逐步腐蚀,经历先缓慢后加速的持续降解过程;PLGA在体内降解则更早、更快,至16周时镁合金降解量已超过PLGA,镁合金密度在降解过程中无明显变化。镁合金在金属与原骨之间产生新生骨桥欠充分,仍缺乏足够的无缝连接能力。

关键词： Micro-CT 失重法镁合金聚乳酸-羟基乙酸共聚物体内降解兔

鱼鳞胶原蛋白止血及体内降解和生物学的相关评价

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中国组织工程研究 2022年第27期26卷 4353-4359页

作者：陈玥罗峰苏丹杨棣远蒲琦张敏贵文娟孙效容成都合拓创展生物科技有限公司四川省成都市610000 四川合拓创展生物科技有限公司四川省成都市610000 宁夏医科大学总医院宁夏回族自治区银川市750004

背景:可吸收止血材料是目前止血材料研究的热门领域,临床上对安全有效的可吸收止血材料的需求不断扩大,鱼鳞胶原蛋白作为可吸收止血材料不仅安全有效,还可将鱼鳞变废为宝,合理充分利用资源。目的:验证鱼鳞胶原蛋白的止血功效、体内降解... 详细信息

背景:可吸收止血材料是目前止血材料研究的热门领域,临床上对安全有效的可吸收止血材料的需求不断扩大,鱼鳞胶原蛋白作为可吸收止血材料不仅安全有效,还可将鱼鳞变废为宝,合理充分利用资源。目的:验证鱼鳞胶原蛋白的止血功效、体内降解程序及时间,并探讨其安全性。方法:通过化学脱钙联合低温酶法提取鱼鳞胶原蛋白材料,用于以下3部分实验。①第1部分为止血实验:包括体内-肝脏止血和体表-尾止血,通过物理损伤至肝脏/尾出血制备肝出血和尾出血模型,将成模动物分为实验组(使用鱼鳞胶原蛋白)、对照组(使用止血海绵)和空白组(不进行处理),记录出血量和止血时间。②第2部分为鱼鳞胶原蛋白体内降解实验:使用肝脏止血实验动物,实验组动物填充鱼鳞胶原蛋白材料后,分别于干预后1,3,5,10,20,30,40,50,60 d实施安乐死;对照组动物填充止血海绵后于干预后5,50 d实施安乐死;空白组动物造模后于5,50 d安乐死;解剖观察体内粘连情况,病理观察填充物降解情况和肝脏恢复再生进度。③第3部分为生物学评价,包括溶血实验、表皮刺激实验、皮内刺激实验、热原实验和急性毒性实验。结果与结论:①使用化学脱钙联合低温酶法,成功提取绒丝状鱼鳞胶原蛋白,得率66%-73%,鱼鳞胶原蛋白孔径为(0.80±0.23)mm;②通过尾出血模型验证体表止血功效,鱼鳞胶原蛋白与空白组相比,显著缩短止血时间、且出血量较对照组(止血海绵)和空白组显著减少(P体内后5 d与受损肝脏贴合紧密,未见腹腔粘连,干预后20 d可见鱼鳞胶原蛋白体积明显缩小,干预后50 d则解剖眼观未见材料;④经病理检测可见,植入胶原蛋白后1-3 d处于急性炎症反应期;干预后5 d可见细胞附着于材料上;干预后10 d材料与肝脏交界处形成血管结构;干预后20-40 d材料中形成肝血窦样结构;干预后50-60 d可见类似肝小叶的结构,提示材料完成降解,肝脏修复再生基本完成;⑤生物学实验结果显示,鱼鳞胶原蛋白溶血性、表皮刺激性、皮内刺激性、热源和急性毒性反应符合《GB/T 16886医疗器械生物学评价》要求;⑥上述数据证实,经化学脱钙联合低温酶法提取的鱼鳞胶原蛋白具备成为生物止血可吸收材料的基本要素,其对于体内和体表出血具有确切止血效果;体内降解时间约需50 d,能够为肝脏再生提供支撑,有利于肝脏修复。

关键词：鱼鳞胶原蛋白生物止血材料肝出血模型尾出血模型止血时间出血量体内降解肝脏修复生物相容性可吸收材料

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聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性实验

中国修复重建外科杂志 2002年第5期16卷 300-302页

作者：赵琳孙正义兰州医学院骨科研究所

目的　研究人工合成聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性 ,为肌腱组织工程材料研究提供部分实验依据。方法　聚磷酸钙纤维束和对照材料碳纤维在 2 0只 SD大鼠肢体对称部位的皮下、肌肉、肌腱内植入。术后 1个月观察实验鼠的日常活动 ;术... 详细信息

目的　研究人工合成聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性 ,为肌腱组织工程材料研究提供部分实验依据。方法　聚磷酸钙纤维束和对照材料碳纤维在 2 0只 SD大鼠肢体对称部位的皮下、肌肉、肌腱内植入。术后 1个月观察实验鼠的日常活动 ;术后当日 ,4、8、12、16及 2 0周行 X线片检查 ;术后 4、8、12、16及 2 0周取出材料 ,行肉眼观察、组织切片 ,HE染色。结果　 X线片及组织切片证实聚磷酸钙纤维在肌肉内约 16周完全降解 ,肌腱、皮下约 2 0周完全降解 ,降解产物无局部沉积现象 ;而对照碳纤维在实验中未观察到明显降解。聚磷酸钙纤维周围组织内淋巴细胞及巨噬细胞明显少于碳纤维周围 ,且与周围增生组织相融合程度亦优于碳纤维。结论　聚磷酸钙纤维在体内 16～ 2 0周可完全降解。

关键词：聚磷酸钙纤维体内降解组织相容性实验研究

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脑硬膜防渗医用涂敷系统体内降解实验研究

中国临床药理学杂志 2015年第13期31卷 1265-1267页

作者：于培杨希张晶晶焦建杰李芹李婧尹玉清安梦瑶娄建石天津医科大学基础医学院药理学教研室天津300070 天津市第三中心医院分院药剂科天津300250 北京赛奇科科技有限公司北京100102

目的用高效液相色谱-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)法测定医用涂敷系统体内降解主要产物聚乙二醇(PEG)15000的含量,评价其体内降解规律。方法将医用涂敷系统植入大鼠背部,分别在术后0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12周(n=6)大鼠脱颈处死,并用... 详细信息

目的用高效液相色谱-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)法测定医用涂敷系统体内降解主要产物聚乙二醇(PEG)15000的含量,评价其体内降解规律。方法将医用涂敷系统植入大鼠背部,分别在术后0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12周(n=6)大鼠脱颈处死,并用磷酸盐缓冲液冲洗,收集剩余凝胶及冲洗液,用HPLC-ELSD法测定剩余凝胶和冲洗液中聚乙二醇15000的含量。结果凝胶在大鼠体内至第3周末前完好,至第6周呈无色透明碎块,后向液态转化,至第9周呈现为水样,至第12周肉眼未见。剩余凝胶中聚乙二醇15000的含量随实验周数的延长而递减。结论聚乙二醇15000在大鼠体内降解速率呈现为慢—快—慢的规律,符合硬脑膜缺损修复生理过程的要求。

关键词：聚乙二醇15000 高效液相色谱脑硬膜防渗医用涂敷材料体内降解