注射式SF/PU复合水凝胶人工髓核的生物相容性评价

【作者】 林向进； 胡金艮； 陈斌； 郭方； 杜靖宇； 顾鹏程； 许戈文； 杨伟平； 张海龙； 黄毅萍； 卢敏；

【机构】 浙江大学医学院附属第一医院骨科； 安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室；

【摘要】 目的本研究评价一种新型的可注射式丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶的生物学相容性,为研制新型人工髓核提供依据。方法 MTT法检测R-BMSC在丝素蛋白/聚氨酯(SF/PU)复合水凝胶材料上的增殖在水凝胶材料上接种新西兰兔骨髓间充质干细胞(R-BMSC),新西兰兔骨髓间充质干细胞(R-BMSC),P4,3×105细胞/样品/孔(厚度=0.2 cm/样品)。在24孔板中,细胞培养在37℃的L-DMEM完全培养基中,培养第1,3,5,或7天(4个样品/每个时间点)。各时间点MTT法检测细胞增殖情况。全波长酶标仪(Multiskan Spectrum)570nm波长处读取MTT检测值。细胞数量与光密度(OD)呈正相关。种植R-BMSC第3天,扫描电镜观察材料细胞在材料上的增殖情况。植入和慢性毒性实验SPF级新西兰大耳白兔5只,脊柱两侧距中线2 cm处,每侧选4个植入点,间距2 cm。每只兔子脊柱左侧为A组:丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶材料;脊柱左侧为B组:只做切口作为阴性对照。按外科常规手术要求进行操作。将材料植入肌腔底部,保持材料纵轴与肌纤维方向一致,逐层缝合筋膜层及皮肤,无菌敷料覆盖包扎。术后12周动物处死后切取植入材料周围0.5—1cm肌肉,置入10%甲醛固定,将固定组织石蜡包埋,按5 um切片,常规伊红一苏木素(HE)染色,各做两张切片,于光学显微镜下观察病理学改变。参照GB/T 16175中的相关标准,对植入局部肌肉炎性反应和纤维囊腔形成进行分级。结果使用MTT法和扫描电镜分析培养第1,3,5,或7天活细胞数量呈现增殖生长趋势。扫描电镜示在水凝胶材料上的R-BMSC的增殖,表明在与R-BMSC直接接触的水凝胶具有优良的生物相容性。植入实验显示术后一月一只雌兔子因为切口感染死亡,术后其他4只动物均存活至实验完成。术后12周,4只兔子切口均无炎性细胞浸润,材料完全被致密纤维囊所包裹,纤维囊壁较厚且厚度均一。且水凝胶材料未见肉眼可见的降解。大小,形状,色泽等如同植入时一样。水凝胶材料周围肌肉与其他处肌肉色泽,质地等未见肉眼可见的区别。各组材料炎症和纤维囊腔分级结果基本一致,根据前述标准判断,全部为合格材料。结论可注射式丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶有良好的生物学相容性,为研制新型人工髓核提供了依据。更多还原