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SD大鼠右下頜骨缺損的制備:用于骨缺損修復(fù)支架的生物安全性評價(jià)

嘉峪檢測網(wǎng)        2022-05-25 11:35

實(shí)驗(yàn)動物:健康SPF級雄性SD大鼠10只,體質(zhì)量280-320 g

 

支架的動物體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn):無菌狀態(tài)下采用5%戊巴比妥(35 mg/kg)腹腔注射麻醉10只大鼠,麻醉起效后于大鼠右側(cè)下頜區(qū)備皮,碘伏消毒、鋪巾,術(shù)區(qū)皮下注射含1∶100 000腎上腺素的2%利多卡因;在平行下頜骨下緣上作1.0-1.5 cm切口,皮下組織分層切開后鈍性分離暴露出下頜骨,在生理鹽水灌注配合下,使用直徑5 mm的環(huán)骨鉆制備直徑為     5 mm的圓形全層骨缺損,生理鹽水沖洗術(shù)區(qū),實(shí)驗(yàn)組植入支架,空白組不放任何材料,組織內(nèi)傷口采用5-0縫合線分層縫合。術(shù)后連續(xù)3 d使用青霉素鈉(40×104 U/kg)肌肉注射抗感染,并密切觀察大鼠生命狀態(tài)。

 

大鼠肝、腎功能檢測和肝腎腦組織學(xué)分析:術(shù)后第4周固定大鼠,在非麻醉狀態(tài)下行尾靜脈采血,收集血液樣本分別檢測以下指標(biāo):血清白蛋白、血清球蛋白、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、尿素氮。大鼠采血后采用二氧化碳窒息法行安樂死,分別回收兩組動物肝、腎、腦組織,于多聚甲醛中固定24 h,標(biāo)本經(jīng)梯度乙醇脫水、二甲苯透明和石蠟包埋后,使用石蠟切片機(jī)制作厚度為5 μm的組織切片,進(jìn)行蘇木精-伊紅染色,正置顯微鏡下觀察組織學(xué)變化。

 

大鼠下頜骨蘇木精-伊紅染色:術(shù)后第4周大鼠安樂死后,剔除下頜區(qū)相關(guān)軟組織后暴露支架植入缺損區(qū),觀察支架植入后缺損愈合情況;下頜骨后經(jīng)多聚甲醛固定24 h后,通過10%EDTA進(jìn)行脫鈣,常規(guī)制作厚度為5 μm的切片,進(jìn)行蘇木精-伊紅染色,正置顯微鏡下觀察缺損區(qū)新生骨組織形成。 

 

信息來源:3D打印明膠/海藻酸鈉/58S生物玻璃骨缺損修復(fù)支架的生物安全性評價(jià)

中國組織工程研究, 2022, 26(4): 521-527.

 

背景:

 

在組織工程開發(fā)的多種生物材料中,明膠、海藻酸鈉和58S生物活性玻璃在骨缺損修復(fù)中具有良好的生物相容性、適宜的降解性及較佳的成骨誘導(dǎo)性。

 

目的:通過3D打印技術(shù)制備明膠/海藻酸鈉/58S生物活性玻璃支架,研究其體外性能及生物安全性。

 

方法:

 

將明膠、海藻酸鈉和58S生物活性玻璃與去離子水混合并攪拌均勻作為打印墨水,通過3D打印技術(shù)完成支架的制備,交聯(lián)后凍干。

 

(1)體外實(shí)驗(yàn):采用掃描電鏡和萬能材料試驗(yàn)機(jī)檢測支架的形態(tài)特征和抗壓強(qiáng)度;將支架浸入模擬體液中16周,觀察其降解速率;采用支架浸提液培養(yǎng)L929細(xì)胞3 d,觀察細(xì)胞形態(tài)與生長狀況;將支架與大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)0,7,14,21 d,利用CCK-8法檢測細(xì)胞增殖,DAPI染色觀察細(xì)胞的黏附與存活,RT-PCR檢測成骨相關(guān)基因的表達(dá);

 

(2)體內(nèi)實(shí)驗(yàn):在10只SD大鼠右下頜骨制備直徑5 mm的全層骨缺損,實(shí)驗(yàn)組5只植入支架,空白組5只未植入支架,術(shù)后4周進(jìn)行肝、腎功能檢測、肝腎腦組織學(xué)與骨缺損區(qū)組織學(xué)觀察。

 

結(jié)果與結(jié)論:

 

(1)體外實(shí)驗(yàn):掃描電鏡顯示支架表面粗糙,呈蜂窩狀結(jié)構(gòu);支架的平均楊氏模量為272.33 MPa;浸泡于模擬體液中前6周時(shí),支架降解較快且速度均勻,第6周后降解速率減慢,仍大致保持均一的降解速率,在16周時(shí)降解率達(dá)18%;倒置顯微鏡顯示,L929細(xì)胞在支架浸提液中生長良好,形態(tài)結(jié)構(gòu)完好;隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖率增加;DAPI染色顯示,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞黏附于支架表面生長,由開始的堆積生長逐漸爬行及向四周擴(kuò)展;RT-PCR檢測顯示,支架可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞骨形態(tài)發(fā)生蛋白2、骨鈣素、RUNX2 mRNA的表達(dá);

 

(2)體內(nèi)實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)組支架植入后未影響大鼠肝、腎功能,未造成肝、腎和腦組織的病理損害;下頜骨骨缺損標(biāo)本蘇木精-伊紅染色顯示,實(shí)驗(yàn)組支架未完全降解,新生骨連接宿主骨與余留支架,新生骨組織周圍可見少量成骨細(xì)胞浸潤及炎性細(xì)胞浸潤,空白組宿主骨邊緣見少量新生骨及大量纖維組織;

 

(3)結(jié)果表明,3D打印明膠/海藻酸鈉/58S生物活性玻璃骨缺損修復(fù)支架的細(xì)胞相容性良好,無明顯細(xì)胞毒性及組織毒性,具有良好的生物安全性。 

 

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來源:Internet

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