杜 暘,金 鼎,高秀秋
(遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院,遼寧錦州121000)
人牙周膜成纖維細(xì)胞(HPDLFs)的增殖分化是牙周組織再生重建的關(guān)鍵。但是在牙周病損區(qū)域HPDLFs細(xì)胞相對(duì)較少。將體外構(gòu)建的HPDLFs-細(xì)胞支架復(fù)合體移植入牙周缺損區(qū)是一種重要牙周病治療方法[1,2],但尚無滿意細(xì)胞支架可用。2011年10月~12月,我們將丹參復(fù)合在絲素/膠原支架上,得到復(fù)合丹參的絲素/膠原支架,并用其體外培養(yǎng)HPDLFs,效果滿意?,F(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 材料 選臨床上12歲左右因正畸拔除的健康前磨牙,家蠶的桑蠶繭。主要試劑:膠原(上海生工生物試劑公司,主要成分為Ⅰ型膠原),胎牛血清(杭州四季青生物工程材料公司產(chǎn)品),DMEM高糖培養(yǎng)基(GIBCO,美國),胰蛋白酶(Amresco),細(xì)胞培養(yǎng)板(Costar,美國),抗廣譜角蛋白抗體(武漢博士德公司),抗波形蛋白抗體(Vimentin),丹參提取物(美晨藥業(yè)有限公司)。儀器設(shè)備:倒置顯微鏡(日本Olympus),S-3000N型掃描電鏡(Hitachi,日本),HPll00高效液相色譜儀,CO2恒溫培養(yǎng)箱(Thermo,美國),冷凍干燥機(jī)(VIRTIS GENESIS 25 LE型),超凈工作臺(tái)(國產(chǎn)TDGC-2J-1型)。
1.2 方法
1.2.1 復(fù)合丹參的絲素/膠原細(xì)胞支架的制備 蠶絲置于98~100℃的含0.1%的Na2CO3溶液中處理30 min,重復(fù)3次,晾干后溶解于摩爾比為1∶2∶8的CaCl2·CH3CH2OH·H2O三元溶劑中,在(70± 2)℃攪拌溶解,依次進(jìn)行透析、過濾、濃縮后獲得絲素水溶液。按膠原絲素水溶液質(zhì)量比80∶20混合,添加一定量的戊二醛,充分?jǐn)嚢瑁美鋬龈稍餀C(jī),分別依次于-80℃、-40℃及-20℃冷凍6 h,隨后減壓干燥,得到膠原/絲素支架。在75%乙醇中滅菌處理后,紫外線照射,晾干。每個(gè)支架均勻滴入大約含有20 ng的丹參,再次凍干備用。
1.2.2 復(fù)合支架上丹參釋放情況的檢測(cè) 取8塊復(fù)合丹參的支架、2塊直接滴入20 ng丹參的空白支架,分別為觀察組和對(duì)照組。將其置入轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/min、溫度為37℃的轉(zhuǎn)籃進(jìn)入釋放池計(jì)時(shí)。分別在30 min、1 h、2 h、4 h、24 h、1周、2周、4周吸出培養(yǎng)液作為檢測(cè)樣本,以高效液相色譜法檢測(cè)丹參的有效成分含量,計(jì)算各時(shí)點(diǎn)丹參釋放量占總釋放量的百分比。
1.2.3 HPDLFs的原代培養(yǎng)及鑒定 取正畸拔除的上頜第1前磨牙,用PBS液反復(fù)沖洗,無菌條件刮取牙取根中1/3的牙周組織,均勻剪成1 mm×1 mm×1 mm的小塊,均勻布在培養(yǎng)瓶底,將此培養(yǎng)瓶倒置放置于CO2培養(yǎng)箱內(nèi)(37℃、5%CO2、100%濕度),4 h后翻轉(zhuǎn),以4 mL含胎牛血清青鏈霉素的DMEM培養(yǎng)液,CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)靜置孵育,每3 d更換培養(yǎng)液1次,倒置相差顯微鏡下觀察,待細(xì)胞達(dá)到匯合點(diǎn)時(shí),進(jìn)行消化傳代。原代培養(yǎng)傳至第4代用于實(shí)驗(yàn)。以SABC法檢測(cè)角蛋白、波形蛋白抗體鑒定細(xì)胞來源。
1.2.4 HPDLFs接種及分組 將傳代培養(yǎng)第4代HPDLFs用0.25%胰酶消化后稀釋至1×106/mL,接種于復(fù)合丹參的絲素/膠原細(xì)胞支架上。置于37℃、5%CO2孵箱中。靜置4 h后,以2.0 mL含胎牛血清青鏈霉素的DMEM培養(yǎng)液,CO2孵箱中靜置孵育,每隔3 d換液1次。
1.2.5 HPDLFs增殖情況及支架結(jié)構(gòu)的觀察 取7 d時(shí)細(xì)胞材料復(fù)合物,PBS沖洗,2.5%戊二醛固定,再經(jīng)過乙醇梯度系列脫水,離子噴射儀噴金,掃描電鏡觀察。
1.2.6 HPDLFs增殖的檢測(cè)方法 采用MTT法。取上述方法制取的含丹參與不含丹參的支架各24塊,分別置于24孔培養(yǎng)板中,為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。取生長狀態(tài)良好的貼壁HPDLFs用0.25%胰酶消化,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×104/mL,按上述方法接種于支架材料,分別于第1、7、14和28天取出樣本各5塊,每mL分別加入5 mg不含血清的DMEM 900 μL及MTT 100 μL繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,吸去培養(yǎng)液,加入二甲基亞砜,振蕩30 min直至結(jié)晶物充分溶解,于490 nm的波長下測(cè)光密度值,每孔測(cè)3次,取平均值。
1.2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件。組間比較采用成組t檢驗(yàn)。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 兩組支架上丹參釋放情況 觀察組的丹參在4 h內(nèi)就釋放了將近50%,24 h內(nèi)釋放掉總量的近60%,1周釋放掉總量的近75%,2周時(shí)達(dá)85%,4周基本釋放完全。對(duì)照組在24 h時(shí)基本釋放完全。見表1。
2.2 HPDLFs增殖情況及支架結(jié)構(gòu) 掃描電鏡觀察可見絲素/膠原支架有良好的多孔狀結(jié)構(gòu)。HPDLCs在支架上,伸展充分,貼附牢固。
表1 兩組各時(shí)間點(diǎn)丹參釋放率比較(±s)
表1 兩組各時(shí)間點(diǎn)丹參釋放率比較(±s)
注:與對(duì)照組相比,*P<0.05
0.5 h 2 h 4 h 24 h 72 h 168 h 336 h 672 h對(duì)照組 52.1±0.3 78.1±0.5 88.9±0.4 90.6±0.3 94.3±0.組別 丹參釋放率(%) 3 95.4±0.2 96.4±0.5 99.2±0.6觀察組 20.0±0.5* 30.6±0.4* 49.5±0.3* 62.5±0.5* 70.3±0.3* 75.5±0.2* 85.0±0.2* 95.3±0.3*
2.3 HPDLFs增殖情況 接種后第1、7、14和28天兩組光密度值見表2。
表2 兩組接種后各時(shí)點(diǎn)光密度值比較(±s)
表2 兩組接種后各時(shí)點(diǎn)光密度值比較(±s)
注:與對(duì)照組相比,*P<0.05
組別 光密度值1 d 7 d 14 d 28 d實(shí)驗(yàn)組 0.8±0.4 1.6±0.4* 2.2±0.4* 2.4±0.4*對(duì)照組0.7±0.1 1.1±0.1 1.5±0.1 1.7±0.2
丹參是我國傳統(tǒng)中藥,能夠促進(jìn)牙周組織的再生。有學(xué)者觀察到用丹參復(fù)合的生物膜在誘導(dǎo)牙骨質(zhì)和牙槽骨的再生方面能有很大的作用[3]。研究表明,丹參具有改善局部組織的微循環(huán)的作用,能夠增加血液的供應(yīng);丹參能夠提升局部組織促細(xì)胞免疫,保證了局部微環(huán)境中各種細(xì)胞生長因子的產(chǎn)生,從而起到了影響組織再生和修復(fù)細(xì)胞再生的作用[4~6]。其機(jī)制可能是加速了鄰近骨組織中鋅的動(dòng)員以及提高血清鋅含量,并通過提高支架內(nèi)骨化物中鋅含量、鋅/銅比值來加速組織生長和鈣化過程[7]。
絲素膠原復(fù)合膜是一種載藥膜緩釋系統(tǒng),具有良好的生物相容性[8,9],且膠原有低免疫原性,是一種天然的具有兩性荷電性能的聚氨基酸膜。其本身具有特殊的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因而具有優(yōu)良的吸附及緩釋功能[10]。本實(shí)驗(yàn)制取的復(fù)合膜其孔隙率在75%以上[11]有著良好的空間結(jié)構(gòu),促進(jìn)了HPDLCs的生長、黏附及增殖且無細(xì)胞毒性。
本研究以凍干法復(fù)合絲素/膠原作為丹參的控釋材料,在4周時(shí)仍能檢測(cè)到丹參的少量釋放,而在無控釋材料的情況下,丹參24 h內(nèi)即降解完畢,說明控釋材料較大程度地延長了丹參的作用時(shí)間,一定程度上控制了有效因子的釋放。經(jīng)MTT實(shí)驗(yàn)檢測(cè),在第21天內(nèi)丹參仍能釋放出有效濃度,從而促進(jìn)HPDLFs的增殖。當(dāng)然,復(fù)合材料對(duì)丹參的控釋過程并不完善,實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)早期過多過快,釋放的量不能與時(shí)間配合以滿足臨床治療。因此,如何改進(jìn)材料的控釋效應(yīng)做進(jìn)一步研究。
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