基于基质胶/壳聚糖的植入式葡萄糖传感器外膜材料生物相容性研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chouddy
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目的:植入式葡萄糖传感器由于异物反应(如早期的急慢性炎症反应,纤维化的产生和血管的退化以及钙化组织的形成等)的存在,会于体内在传感器的表面形成一层生物淤积,造成葡萄糖传感器电极附近氧的供应和葡萄糖传质的降低,使得植入式葡萄糖传感器于植入体内短期后在功能上产生明显的下降,例如灵敏度的降低,致使响应的时间变长,最后得到不稳定的输出等,无法达到长期、实时、准确、连续地检测血糖的目的,最终设备失去应用价值。这就需要利用外膜材料对传感器进行保护,提高其在体内的性能,延长使用寿命,准确稳定地监测血糖。  研究方法:本研究利用模板浸取法,硅胶作为致孔剂制备了多孔壳聚糖膜(porous chitosan membrane,PCSM),在此膜的表面滴涂不同浓度的基质胶(分别为10 mg/mL,15 mg/mL,20 mg/mL,这里指蛋白质浓度,下同)。将单独的多孔壳聚糖膜与滴涂基质胶的多孔壳聚糖膜一同植入到SD大鼠(雄性)背部的皮下,脊柱两旁各植入两个相距2厘米的圆形膜,分别于1、2、4、6、8、10周后,将膜材料和周围组织一同取出,制备常规石蜡切片。利用形态学方法和统计学方法对炎性细胞、纤维包膜厚度以及膜外血管密度进行分析评价,综合讨论膜材料的生物相容性。  结果:1、形态学观察,膜周围在植入前两周细胞核染色均较深,统计炎性细胞比,滴涂不同浓度基质胶的多孔壳聚糖膜组(实验组)在第1周时炎性细胞比整体上少于PCSM组(对照组),到了第2周时,这一数值显示高于对照组。方差分析结果显示各组间无明显差异。2、在第4周时,纤维包膜开始形成,膜材料周围炎性细胞数目减少,一些胶原堆积在膜的表面,并随着时间的延长纤维包膜变得致密,8周和10周纤维包膜厚度降低的较明显,各实验组(滴涂基质胶组)纤维包膜厚度均小于对照组。方差分析结果表明各实验组与对照组间差异显著(p<0.05),运用Bonferroni法进行两两比较后,6、8、10周时的对照组与实验组滴涂基质胶浓度为20 mg/mL的多孔壳聚糖膜组差异明显,近皮肤端p值分别为0.01、0.035、0.024;近肌肉端数据比较p值分别为0.036、0.047、0.210,其他各组之间两两比较后的差异不显著(p>0.05)。3、膜外血管密度各浓度组大体随着时间的延长呈现增加的趋势,实验组与对照组间比较大体差异不大,但个别数据差异明显,滴涂基质胶的膜材料周围血管密度有的值低于多孔壳聚糖膜。  结论:1、滴涂基质胶的多孔壳聚糖膜与多孔壳聚糖膜在第1周和第2周时均产生较强烈的炎性反应,相比较滴涂基质胶后并未减轻炎症反应,且还有稍加强趋势。2、滴涂不同浓度的基质胶能降低多孔壳聚糖膜周围的纤维包膜厚度,基质胶浓度为20 mg/mL时差异具有统计学意义。对血管密度的影响较小。整体来看,基质胶能提高多孔壳聚糖膜的生物相容性,进一步提高膜材料的性能。外膜
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