本發明涉及生物材料、組織工程和再生醫學領域,具體涉及一種細胞膜片及其制備方式與應用。
背景技術:
皮膚外傷是臨床易發病癥,可以分為急性外傷或則慢性外傷。人體對于傷口有一定的自我修補能力,而且當傷口面積過大或則傷口局部環境衰弱諸如血管被破壞,血供不足時,傷口便難以正常修補,甚至導致常年無法結疤、反復發作的傷口。
已有廣泛的文獻報導了組織工程中運用人自身的細胞來修補人體組織的研究進展,借助細胞來進行組織修補早已取得了一些成果,這是借助外加細胞自身參與到修補過程中,借助其生長因子和蛋白等來進行組織的修補,并且其修補能力有限,且須要合適的支架材料作為細胞載體。
定向靜電紡紗纖維膜具有與細胞外基質相像的結構和規格,在組織再生及修補領域有廣泛的應用。定向靜電紡紗纖維膜被否認才能影響細胞的定向排列及生長,并且僅作為支架材料而未涉及生物活性成分,其組織再生修補能力有限。據悉,在皮膚傷口修補領域,其常被用作保護傷口的敷料,并不具備生物活性或修補能力。
生物活性玻璃是一種硅基無機材料,在組織修補領域獲得了好多應用。生物活性玻璃被證明可以促使體內外血管化,臨床上也出現了基于生物活性玻璃粉末的傷口修補產品。并且因為它粉末的性質,很難固定在傷口位置,且其形成的局部酸性物理環境,會導致患者的不適。
技術實現要素:
鑒于現有技術的上述缺陷,本發明提供了一種具有良好再生修補能力的細胞膜片及其制備方式與應用,其具體技術方案如下:
本發明提供了一種細胞膜片,所述細胞膜片由定向靜電紡紗纖維膜和經生物活性玻璃離子產物活化的成纖維細胞及內皮細胞組成。
進一步地,所述定向靜電紡紗纖維膜由聚己香豆素/外消旋聚乳酸(PCL/PDLLA)組成。
進一步地,所述定向靜電紡紗纖維膜的納米纖維規格與細胞外基質相像。
進一步地,所述生物活性玻璃富含CaO、P2O5和SiO2,所述生物活性玻璃的浸提液富含Ca、P和Si離子。
本發明還提供了上述細胞膜片在制備傷口保護輔料中的應用,及其在制備心肌修補材料中的應用。
本發明還提供了上述細胞膜片的制備方式,包括以下步驟:
步驟1、利用高速旋轉滾筒搜集聚己香豆素/外消旋聚乳酸(PCL/PDLLA)電紡紗得到定向靜電紡紗纖維膜;
步驟2、將生物活性玻璃粉體分別加入無血漿成纖維細胞培養液和無血漿內皮細胞培養液中培養,無菌過濾搜集生物活性玻璃浸提液,分別用所述無血漿成纖維細胞培養液和所述無血漿內皮細胞培養液等比列稀釋后以1:1容積比混和,得到稀釋的生物活性玻璃浸提液;
步驟3、將所述定向靜電紡紗纖維膜剪裁成適合大小細胞膜片,殺菌處理后放在培養板,加入成纖維細胞漂浮液,用所述稀釋的生物活性玻璃浸提液培養1d,移除培養液,加入臍靜脈內皮細胞漂浮液,用所述稀釋的生物活性玻璃浸提液培養3d,移除培養液;
步驟4、取出所述定向靜電紡紗纖維膜,制備得到由所述定向靜電紡紗纖維膜和經生物活性玻璃離子產物活化的成纖維細胞及內皮細胞組成的所述細胞膜片。
進一步地,所述高速旋轉滾筒的怠速為2000r/min。
進一步地,所述稀釋的生物活性玻璃浸提液中的主要離子含量如下:Ca:65.05±0.35μg/ml,P:28.55±0.22μg/ml,Si:1.01±0.07μg/ml。
進一步地,每平方分米所述定向靜電紡紗纖維膜上加入的成纖維細胞和臍靜脈內皮細胞的數目分別為3x104-4x104和4x104-5x104。
本發明的有益療效在于:
本發明不需額外使用特殊培養皿或技術手段,借助定向靜電紡紗纖維膜通過通常培養方式制備得到微結構和生物材料活化的細胞膜片,該膜片具有很高的生物活性,才能分泌成血管相關的生長因子和蛋白如血管內皮生長因子(VEGF),血管內皮生長因子受體(KDR),內皮型一氧化氮合酶(eNOS)以及一系列細胞外基質蛋白如膠原蛋白()、彈性蛋白()、纖連蛋白()來促使創口修補。在實際運用中,借助該膜片才能推動鳥類全切傷口處膠原蛋白沉積和血管再生,但是能促使傷口收縮,顯著地提升傷口修補速率,其對慢性外傷的修補尤其具有良好的修補療效。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明,以充分說明本發明的目的、技術特點和技術療效。
附圖說明
圖1示出了本發明的一個較佳施行例的傷口修補療效;
圖2示出了本發明的一個較佳施行例的傷口收縮率結果;
圖3示出了本發明的一個較佳施行例的修補過程中血管再生情況;
圖4.示出了本發明的一個較佳施行例的膠原蛋白I在傷口位置沉積情況。
具體施行方法
下邊結合附圖和具體的施行例,并參照數據進一步詳盡描述本發明。應理解,這種施行例只是為了舉例說明本發明,而非以任何方式限制發明的范圍。
施行例1
1.制備定向靜電紡紗纖維膜,將質量比為1:1的PCL和PDLLA以4.8%的質量容積比溶化于容積比為4:1的DMF和THF中,借助靜電紡紗設備以10kv電流、0.02ml/min流量和12cm接收距離的條件進行電紡紗,以2000r/min旋轉的高速滾筒接收得到定向靜電紡紗纖維膜。
2.制備生物活性玻璃浸提液,分別將1g生物活性玻璃粉體加入5ml無血漿成纖維細胞培養液及5ml無血漿內皮細胞培養液,培養24h后無菌過濾搜集,并分別用成纖維細胞培養液及內皮細胞培養液以1/128比列稀釋,將稀釋后浸提液以1:1容積比混和;
3.定向靜電紡紗纖維膜裁剪成2.5cmx2.5cm大小,并于75%酒精中浸洗30分鐘進行殺菌處理,殺菌并瀝干的定向靜電紡紗纖維膜放在培養板并加入2x105個成纖維細胞飄浮液,用稀釋的生物活性玻璃浸提液培養24小時,之后移除培養液并加入3x105個臍靜脈內皮細胞飄浮液,用稀釋的生物活性玻璃浸提液培養3天細胞膜片,移除培養液,取出電紡膜,制備得到由微結構和生物材料活化的細胞膜片待用;
4.在裸鼠頭部制造兩個半徑1cm的傷口,將制備的細胞膜片施加到傷口,并設置空白組和施加0.1grhEGF凝膠的陰性對照;
5.裸鼠靜脈注射(20mg/kgBW)減緩傷口結疤,2d、7d、14d后誅殺裸鼠,搜集傷口樣本做切塊剖析。
施行例2
按照施行例1所示的方式,對不同時間點裸鼠頭部的傷口半徑進行檢測,通過公式:傷口收縮%=100×(初始傷口面積—目前傷口面積)/初始傷口面積,對傷口收縮率進行統計,結果示于圖2。
施行例3
按照施行例1所示的方式,對搜集的傷口樣本進行CD31免疫組織物理染色,觀察到由微結構和生物材料活化的細胞膜片修補的傷口有大量的血管再生,結果示于圖3a。圖3b示出了其定量統計結果。
施行例4
按照施行例1所示的方式,對搜集的傷口樣本進行I免疫組織物理染色,觀察到由微結構和生物材料活化的細胞膜片修補的傷口有大量的膠原蛋白沉積,結果示于圖4。
以上詳盡描述了本發明的較佳具體施行例。應該理解,本領域的普通技術無需創造性勞動就可以按照本發明的構思做出眾多更改和變化。因而,凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯剖析、推理或則有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在由權力要求書所確定的保護范圍內。