DOI: 10.1002/jbm.b.34777
手術后廢棄血液的即時再利用一直沒有引起足夠的重視,從而導致了大量自體血的浪費。本研究使用濃度梯度和高壓靜電紡絲技術,由手術過程中收集的自體廢血即時制備出具有高生物活性且無免疫原性的支架材料。在此,研究者制備并表征了90μmg/mL組、110μmg/mL組和130μmg/mL組的纖維蛋白原(FBG)支架。分析表明,FBG支架具有良好的成膜性和清晰的纖維結構。體外細胞活性實驗證實,隨著FBG濃度的增加,細胞呈增長趨勢。細胞在支架材料中生長良好,分泌出更多的細胞基質。當人骨骼間充質干細胞(hBMSCs)與支架材料共培養時,hBMSCs表達成骨和成軟骨生物標志物。將3組細胞支架復合物植入每只大鼠背部的4個全層圓形傷口(Φ12mm)中,130mg/mL組的傷口尺寸減小了90%,與其他組相比,第14天的數據較好。研究結果表明,基于靜電紡絲技術的自體血FBG支架材料有望成為一種理想的組織工程支架材料,可用于自體止血、抗粘連膜和外科傷口敷料。
圖1.通過乙醇沉淀法提取纖維蛋白原的幾個關鍵步驟。(a)離心后的血液照片,顯示血漿和紅細胞層;(b)混合纖維蛋白原溶液,并用乙醇沉淀孵育,無需離心;(c)離心后觀察纖維蛋白原的沉淀;(d)噴霧干燥后的粉末
圖2.支架制備關鍵階段的ATR-FTIR FBG。確定了最相關的峰以及酰胺I和II帶區,詳細介紹了紅外光譜的一階導數,以解釋峰波數的測定
圖3.支架的制備和表征。(a)靜電紡絲過程中的泰勒錐。(b和c)在顯微鏡下FBG支架材料的整體外觀和樣式。(d)FBG支架材料的SEM圖像,(e)每組材料的纖維直徑(n=30)。(f-h)使用接觸式輪廓儀收集圖f到h的數據。FBG支架材料的表面粗糙度(R:粗糙度輪廓;Rz:粗糙度高度;Ry:輪廓峰線和輪廓底線之間的距離)(n=3)*p<0.05,**p<0.001
圖4.支架的特性。(a)FBG支架材料接觸角測試(n=3),(b)第1、4、7和14天FBG支架材料的體外同行評審降解率。根據材料的質量損失評估降解率(n=3)
圖5.體外細胞實驗。(a)MTT分析顯示支架材料在第1、3和6小時的細胞粘附率,供同行評審;(b)CCK-8分析顯示支架材料在第1、3、5和7天的hBMSCs增殖。*p<0.05
圖6.體外細胞生物相容性測定。細胞/支架材料復合物共培養7天后評估細胞活性。死細胞顯示為紅色,活細胞顯示為綠色,死細胞用箭頭標記
圖7.在FBG支架上進行體外成骨和軟骨誘導后hBMSCs的染色
圖8.動物皮損修復實驗結果
圖9.受傷3、7和14天后,不同組的傷口閉合率。p<0.05
圖10.用蘇木精和伊紅(H&E)對傷口組織切片進行染色。第3、7、14天的實驗組和對照組(放大100倍)