本发明涉及生物材料、组织工程和再生医学领域,具体涉及一种细胞膜片及其制备方式与应用。
背景技术:
皮肤外伤是临床易发病症,可以分为急性外伤或则慢性外伤。人体对于伤口有一定的自我修补能力,而且当伤口面积过大或则伤口局部环境衰弱诸如血管被破坏,血供不足时,伤口便难以正常修补,甚至导致常年无法结疤、反复发作的伤口。
已有广泛的文献报导了组织工程中运用人自身的细胞来修补人体组织的研究进展,借助细胞来进行组织修补早已取得了一些成果,这是借助外加细胞自身参与到修补过程中,借助其生长因子和蛋白等来进行组织的修补,并且其修补能力有限,且须要合适的支架材料作为细胞载体。
定向静电纺纱纤维膜具有与细胞外基质相像的结构和规格,在组织再生及修补领域有广泛的应用。定向静电纺纱纤维膜被否认才能影响细胞的定向排列及生长,并且仅作为支架材料而未涉及生物活性成分,其组织再生修补能力有限。据悉,在皮肤伤口修补领域,其常被用作保护伤口的敷料,并不具备生物活性或修补能力。
生物活性玻璃是一种硅基无机材料,在组织修补领域获得了好多应用。生物活性玻璃被证明可以促使体内外血管化,临床上也出现了基于生物活性玻璃粉末的伤口修补产品。并且因为它粉末的性质,很难固定在伤口位置,且其形成的局部酸性物理环境,会导致患者的不适。
技术实现要素:
鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种具有良好再生修补能力的细胞膜片及其制备方式与应用,其具体技术方案如下:
本发明提供了一种细胞膜片,所述细胞膜片由定向静电纺纱纤维膜和经生物活性玻璃离子产物活化的成纤维细胞及内皮细胞组成。
进一步地,所述定向静电纺纱纤维膜由聚己香豆素/外消旋聚乳酸(PCL/PDLLA)组成。
进一步地,所述定向静电纺纱纤维膜的纳米纤维规格与细胞外基质相像。
进一步地,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离子。
本发明还提供了上述细胞膜片在制备伤口保护辅料中的应用,及其在制备心肌修补材料中的应用。
本发明还提供了上述细胞膜片的制备方式,包括以下步骤:
步骤1、利用高速旋转滚筒搜集聚己香豆素/外消旋聚乳酸(PCL/PDLLA)电纺纱得到定向静电纺纱纤维膜;
步骤2、将生物活性玻璃粉体分别加入无血浆成纤维细胞培养液和无血浆内皮细胞培养液中培养,无菌过滤搜集生物活性玻璃浸提液,分别用所述无血浆成纤维细胞培养液和所述无血浆内皮细胞培养液等比列稀释后以1:1容积比混和,得到稀释的生物活性玻璃浸提液;
步骤3、将所述定向静电纺纱纤维膜剪裁成适合大小细胞膜片,杀菌处理后放在培养板,加入成纤维细胞漂浮液,用所述稀释的生物活性玻璃浸提液培养1d,移除培养液,加入脐静脉内皮细胞漂浮液,用所述稀释的生物活性玻璃浸提液培养3d,移除培养液;
步骤4、取出所述定向静电纺纱纤维膜,制备得到由所述定向静电纺纱纤维膜和经生物活性玻璃离子产物活化的成纤维细胞及内皮细胞组成的所述细胞膜片。
进一步地,所述高速旋转滚筒的怠速为2000r/min。
进一步地,所述稀释的生物活性玻璃浸提液中的主要离子含量如下:Ca:65.05±0.35μg/ml,P:28.55±0.22μg/ml,Si:1.01±0.07μg/ml。
进一步地,每平方分米所述定向静电纺纱纤维膜上加入的成纤维细胞和脐静脉内皮细胞的数目分别为3x104-4x104和4x104-5x104。
本发明的有益疗效在于:
本发明不需额外使用特殊培养皿或技术手段,借助定向静电纺纱纤维膜通过通常培养方式制备得到微结构和生物材料活化的细胞膜片,该膜片具有很高的生物活性,才能分泌成血管相关的生长因子和蛋白如血管内皮生长因子(VEGF),血管内皮生长因子受体(KDR),内皮型一氧化氮合酶(eNOS)以及一系列细胞外基质蛋白如胶原蛋白()、弹性蛋白()、纤连蛋白()来促使创口修补。在实际运用中,借助该膜片才能推动鸟类全切伤口处胶原蛋白沉积和血管再生,但是能促使伤口收缩,显著地提升伤口修补速率,其对慢性外伤的修补尤其具有良好的修补疗效。
以下将结合附图对本发明作进一步说明,以充分说明本发明的目的、技术特点和技术疗效。
附图说明
图1示出了本发明的一个较佳施行例的伤口修补疗效;
图2示出了本发明的一个较佳施行例的伤口收缩率结果;
图3示出了本发明的一个较佳施行例的修补过程中血管再生情况;
图4.示出了本发明的一个较佳施行例的胶原蛋白I在伤口位置沉积情况。
具体施行方法
下边结合附图和具体的施行例,并参照数据进一步详尽描述本发明。应理解,这种施行例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制发明的范围。
施行例1
1.制备定向静电纺纱纤维膜,将质量比为1:1的PCL和PDLLA以4.8%的质量容积比溶化于容积比为4:1的DMF和THF中,借助静电纺纱设备以10kv电流、0.02ml/min流量和12cm接收距离的条件进行电纺纱,以2000r/min旋转的高速滚筒接收得到定向静电纺纱纤维膜。
2.制备生物活性玻璃浸提液,分别将1g生物活性玻璃粉体加入5ml无血浆成纤维细胞培养液及5ml无血浆内皮细胞培养液,培养24h后无菌过滤搜集,并分别用成纤维细胞培养液及内皮细胞培养液以1/128比列稀释,将稀释后浸提液以1:1容积比混和;
3.定向静电纺纱纤维膜裁剪成2.5cmx2.5cm大小,并于75%酒精中浸洗30分钟进行杀菌处理,杀菌并沥干的定向静电纺纱纤维膜放在培养板并加入2x105个成纤维细胞飘浮液,用稀释的生物活性玻璃浸提液培养24小时,之后移除培养液并加入3x105个脐静脉内皮细胞飘浮液,用稀释的生物活性玻璃浸提液培养3天细胞膜片,移除培养液,取出电纺膜,制备得到由微结构和生物材料活化的细胞膜片待用;
4.在裸鼠头部制造两个半径1cm的伤口,将制备的细胞膜片施加到伤口,并设置空白组和施加0.1grhEGF凝胶的阴性对照;
5.裸鼠静脉注射(20mg/kgBW)减缓伤口结疤,2d、7d、14d后诛杀裸鼠,搜集伤口样本做切块剖析。
施行例2
按照施行例1所示的方式,对不同时间点裸鼠头部的伤口半径进行检测,通过公式:伤口收缩%=100×(初始伤口面积—目前伤口面积)/初始伤口面积,对伤口收缩率进行统计,结果示于图2。
施行例3
按照施行例1所示的方式,对搜集的伤口样本进行CD31免疫组织物理染色,观察到由微结构和生物材料活化的细胞膜片修补的伤口有大量的血管再生,结果示于图3a。图3b示出了其定量统计结果。
施行例4
按照施行例1所示的方式,对搜集的伤口样本进行I免疫组织物理染色,观察到由微结构和生物材料活化的细胞膜片修补的伤口有大量的胶原蛋白沉积,结果示于图4。
以上详尽描述了本发明的较佳具体施行例。应该理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以按照本发明的构思做出众多更改和变化。因而,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑剖析、推理或则有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权力要求书所确定的保护范围内。