Trypsin酶和高渗盐水对真皮脱细胞基质性能影响的实验研究

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近年来,皮肤损伤修复问题已成为临床需要解决的医疗健康问题。脱细胞基质作为皮肤替代品因具有促进种子细胞粘附、增殖、维持干性、调控分化、挽救衰老干细胞活性、血管生成作用、富含丰富的生长因子等优点逐渐受到学者们关注与研究。目前,脱细胞基质制备方法繁多,性能评价缺乏系统性与综合性。针对以上问题,本研究采用伽马射线灭菌+0.05%胰蛋白酶/EDTA脱细胞、过氧乙酸0.2%PAA/4%乙醇溶液(以下简称过氧乙酸)灭菌+高渗盐脱细胞制备脱细胞基质,对处理后基质的物理、化学和生物学特性进行系统性、综合性分析,并将结果与正常皮肤组织对照,以研究Trypsin酶与高渗盐水对真皮脱细胞基质性能的影响。本文的主要内容及结论如下:(1)通过酶消化法成功提取人成纤维细胞(Human fibroblasts,HFB),培养至4-6代后进行Vimentin免疫荧光染色鉴定。脱细胞支架制备分组情况为A组(8例)作为对照组,进行PBS浸泡处理、B组(8例)为伽马射线灭菌+0.05%胰蛋白酶/EDTA脱细胞、C组(8例)为伽马射线灭菌,D组(8例)为过氧乙酸(0.2%PAA/4%乙醇溶液)灭菌+高渗盐脱细胞。(2)针对Trypsin酶脱细胞对真皮脱细胞基质的影响,检测了A、B、C三组材料的物理特性、化学特性和生物学特性。物理特性检测采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)观测基质微观形貌(局域高度与粗糙度),表明酶处理未破坏基质内部微形貌;基质孔隙率检测表明酶对增大孔隙率无显著影响;力学性能检测表明酶处理后脱细胞真皮基质压缩弹性模量更接近正常皮肤。化学特性研究检测了胶原总含量、胶原I/III的比值、纤连蛋白、弹性蛋白及p H值,表明酶处理对基质化学特性无影响。生物学特性检测发现酶对细胞脱除具有显著效果、对细胞活性无影响,且可降低伽马射线灭菌对细胞的毒性作用,有利于细胞快速迁移、长入基质内部。(3)针对过氧乙酸与高渗盐水对脱细胞基质性能的影响,检测了该基质物理特性、化学特性和生物学特性。研究表明高渗盐水处理有利于基质孔隙率提高、对基质压缩弹性模量影响无统计学意义。高渗盐水对胶原总含量、胶原Ⅰ/Ⅲ比例的影响具有统计学意义,但对纤连蛋白保留效果较好。高渗盐水对细胞脱除效果较差,其处理的基质对细胞具有一定的毒性作用,不利于细胞长入基质内部。结论:将Trypsin酶与高渗盐水脱细胞基质进行性能对比,发现高渗盐水脱细胞基质的纤连蛋白保留效果优于酶脱细胞基质,但酶脱细胞基质表观密度、脱细胞效果更好,对胶原成分的破坏低于高渗盐水脱细胞,且无细胞毒性,细胞更易长入基质内部。实验结果说明,采用γ射线灭菌、0.05%Trypsin酶/EDTA脱细胞制备的脱细胞基质可用于组织工程皮肤的构建,还可为异种真皮脱细胞基质的制备及裱衬提供参考,为静电纺丝或3D打印组织工程皮肤支架提供理化参数。
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