关键词:
脱细胞血管材料
胰酶法
巨噬细胞
免疫炎症反应
原子火焰法
脂肪间充质干细胞
脂联素
血管生长因子
脂肪细胞
工程血管
脱细胞血管
细胞片
钙化
摘要:
第一部分异种与同种动脉脱细胞血管材料在大鼠体内的免疫反应及钙化表现目的:先天性心脏病(Congenital Heart Disease,CHD)是最常见的先天性出生缺陷,随着我国放开二胎政策以及产检、手术水平的增加,预计先心病患儿数量逐年增多。CHD常需要应用不同材质、不同口径的血管材料进行手术治疗,然而目前市面上的血管或瓣膜材料都会在患者体内产生炎症反应从而钙化衰败。本研究期望探索有效的脱细胞血管材料的建造方法。通过大鼠皮下模型,来评价同种脱细胞血管材料和异种脱细胞血管材料在动物体内的炎症反应,以及钙化情况,从而初步了解两种材料引起机体免疫反应及钙化的相关性。方法:取供体大鼠的颈动脉材料约5cm,以及猪颈动脉5cm,将血管材料裁剪成0.5×0.5cm的血管片。用胰酶法对血管材料进行脱细胞处理,并且对脱细胞水平进行鉴定。将符合标准的血管材料冻干保存。用胰酶法制作猪颈动脉和大鼠降颈动脉脱细胞血管材料,并且对脱细胞水平进行鉴定。实验组在6周龄SD大鼠皮下植入同种脱细胞血管材料(N=6);对照组6周龄SD大鼠皮下植入猪颈动脉脱细胞血管(N=6),每只四个位点。两组内取材时间分别为血管移植后2周和4周。通过HE染色、天狼星红染色、免疫荧光染色、免疫组化以及Von Kossa硝酸银法检查材料于动物体内移植后的再细胞化及钙化情况是否有差异。结果:(1)脱细胞镜下结果显示,胰酶法脱细胞处理的血管材料没有细胞核残余,血管材料外观形态基本正常。猪脱细胞血管DNA平均光密度值为(4.59±0.49),未经脱细胞血管处理的猪血管DNA光密度值(564.35±26.13)。同种脱细胞血管DNA平均光密度值(5.45±0.24),处理前的同种血管DNA光密度值(497.1±7.12)。表明该处理方法可以有效去除血管组织中的细胞成分。(2)天狼猩红染色显示2h胰酶的处理的血管组织绿色弹性纤维缺失断裂明显,表明血管外膜、中膜弹性纤维有明显损害。胰酶处理1h,Ⅰ、Ⅲ型弹力纤维波浪状结构保存相对完好。0.05%胰酶浓度37℃处理1h的血管材料能够有效去除细胞成分,并且保留较好的血管弹性纤维形态。(3)两周后从大鼠体内取出血管,血管移植物基本保持原有形状外观,没有分解的征象,外边可见包裹的纤维组织。HE染色可见大量的自体细胞渗入脱细胞血管的纤维蛋白支架内。每个时间点两组血管细胞渗入数量均有明显差异(二周P=0.023,四周P=0.019)。宿主细胞通过血管两侧的断裂位置渗入的程度更深,数量更多。在远离断端的靠近血管壁中心的位置,细胞渗入主要发生在内外膜(行进方向为血管横截面方向),渗入速度较血管断端慢。4周的皮下植入,可以见到包裹血管的纤维组织中有滋养血管生长,包裹血管材料周围的纤维组织内也布满自体细胞,自体组织与移植血管组织没有明显界限,需要通过移植组织的弹性纤维条状形态进行区分。(4)细胞免疫荧光染色发现,同种脱细胞血管中引起的巨大多核巨噬细胞的数量少于异种脱细胞血管。二周时同种脱细胞血管镜下的多核巨噬细胞渗入个数为 1.60± 1.70 个/7.6*104μm2,异种脱细胞血管为 2.14±1.64 个/7.6*104μm2,两组没有显著性差异(P=0.055)。四周时,多核巨噬细胞渗入增多,同种材料中6.58±2.72个/7.6*104 μ m2,异种材料中7.85±3.15个/7.6*104 μ m2,两组有显著性差异(P=0.012)。镜下可见,巨大多核的巨噬细胞多出现于血管材料表面,难以渗入血管材料内部。CD68免疫组化染色的巨噬细胞明显聚集于血管内外膜接触表面,提示血管与自体组织接触表面发生着巨噬细胞介导的炎症反应。(5)钙化染色结果发现,4周时,两组的钙化镜下未见明显差异,原子火焰法检测钙化2周时同种脱细胞血管钙化为1.08±0.34μg/mg,异种脱细胞血管钙化为1.23±0.32μg/mg(P=0.44);4周时同种脱细胞血管钙化为1.75±0.34μg/mg,异种脱细胞血管钙化为3.06±0.30μg/mg(P<0.01)。同种脱细胞血管的钙化程度两周、四周时均明显轻于异种血管组。结论:通过0.05%胰酶、SDS、Triton的化学消化法可以制作脱细胞率达99%以上的细胞外基质。同种或异种脱细胞血管支架,虽然去除了 99%以上的细胞成分,在动物体内实验仍然引起以巨噬细胞为主的炎症细胞聚集。同种脱细胞血管支架在动物体内引起多核巨噬细胞的数量明显少于异种脱细胞血管支架。同种脱细胞血管支架在动物体内4周引起的钙化程度明显小于异种脱细胞血管支架。脱细胞血管的钙化反应与巨噬细胞介导的免疫炎症反应明显相关,然而具体机制仍需要进一步探究。第二部分脂肪干细胞体外分化得到的脂肪细胞分泌功能的鉴定目的:种子细胞的应用在血管组织工程里十分普遍,他们可以通过自身