本發(fā)明涉及一種可引導(dǎo)組織再生的膀胱膜生物支架及其制備方法和用途。
背景技術(shù):
膀胱作為泌尿系統(tǒng)的一個(gè)重要器官,常常由于一些先天性的原因或炎癥、感染、腫瘤、創(chuàng)傷等引起一定的損害或缺損,這些均可以導(dǎo)致膀胱變小和受損,這就最終需要進(jìn)行膀胱擴(kuò)大和修補(bǔ)替代。因此需要使用一定的替代材料進(jìn)行修復(fù)。傳統(tǒng)的替代材料主要有三種來源,有機(jī)合成材料、非泌尿系來源的天然替代材料、以及患者自體的泌尿系組織。但由于上述材料存在生物相容性問題或存在代謝異常、感染、尿路結(jié)石、攣縮甚至惡變的問題,或由于組織來源有限而導(dǎo)致術(shù)后膀胱容量過小等一系列的問題,均在不同程度上限制了這些材料在臨床上的應(yīng)用。
膀胱脫細(xì)胞基質(zhì)屬于一種天然的細(xì)胞外基質(zhì),是新開發(fā)的泌尿系統(tǒng)組織器官替代用生物材料,其仿生的機(jī)械性能和優(yōu)良的組織相容性是多數(shù)生物和高分子材料所不能媲美的。這種材料作為細(xì)胞支架具有良好的生物相容性和結(jié)構(gòu)相容性,有利于細(xì)胞生長、繁殖、分化和形成組織化,與以前應(yīng)用的其他材料相比,具有生理再生重建膀胱組織、生物替代膀胱功能的顯著優(yōu)勢(shì)。這類材料一般通過SDS和TritonX-100的處理而得到。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一方面,本發(fā)明提供一種制備膀胱膜生物支架的方法,包括:
(1)用NaOH處理膀胱組織;
(2)用TritonX-100和SDS以任意順序處理所得物,并重復(fù)一遍該步驟;
(3)用NaOH處理所得物;
(4)將所得物低溫干燥。
具體而言,在步驟(2)中,相繼用TritonX-100、SDS、TritonX-100和SDS進(jìn)行處理;或者相繼用SDS、TritonX-100、SDS和TritonX-100進(jìn)行處理。
在實(shí)施方式中,處理中使用的NaOH、TritonX-100和SDS的濃度分別為約1~5N、約0.5~5%和約0.5~5%。例如,NaOH的濃度可以是約1N、2N、3N、4N或5N。TritonX-100的濃度可以是約0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%。SDS的濃度可以是約0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%。NaOH可以溶于水溶液或緩沖液例如PBS、Tris等。TritonX-100和SDS可以分別溶于水或常用緩沖液例如PBS、Tris等。
在實(shí)施方式中,NaOH處理包括將膀胱組織浸泡在NaOH溶液中,例如約1~5N的NaOH溶液中。Triton X-100和SDS處理分別包括將膀胱組織浸泡在Triton X-100和SDS溶液中并攪拌。
在實(shí)施方式中,NaOH、TritonX-100和SDS的處理可以在約4~16℃下進(jìn)行。
在實(shí)施方式中,在步驟(1)之前,使用蛋白酶抑制劑對(duì)膀胱組織進(jìn)行處理。蛋白酶抑制劑可以是PMSF、胃蛋白酶抑制劑、亮抑蛋白肽酶等。
在實(shí)施方式中,在步驟(2)中,在TritonX-100和SDS的一遍處理之后,使用核酸酶對(duì)膀胱組織進(jìn)行處理。核酸酶可以是脫氧核糖核酸酶、或脫氧核糖核酸酶加核糖核酸酶。
在實(shí)施方式中,可以在所得物的低溫干燥之前,除去所得物上的核酸、脂肪和其他雜質(zhì)(包括前面處理中殘留的化學(xué)物質(zhì))。核酸、脂肪和其他雜質(zhì)的去除可以通過例如在乙醇和異丙醇的混合水溶液、生理鹽水中完成。
在實(shí)施方式中,可以對(duì)得到的膀胱膜生物支架進(jìn)行滅菌。滅菌可以在所得物的低溫干燥之前或之后進(jìn)行。在所得物的低溫干燥之后進(jìn)行的滅菌可以例如通過輻照滅菌等進(jìn)行。
在實(shí)施方式中,膀胱組織取自哺乳動(dòng)物,尤其是大型哺乳動(dòng)物,例如牛、羊、豬等。
一方面,本發(fā)明提供一種由上述方法制得的膀胱膜生物支架,由膀胱組織的脫細(xì)胞基質(zhì)構(gòu)成。其中,本發(fā)明的膀胱膜生物支架的特征在于,DNA含量小于0.5wt%,脂肪含量小于0.5wt%,抗拉強(qiáng)度大于4MPa,標(biāo)準(zhǔn)膠原含量大于85wt%,縫合線撕裂力大于10N,疏松層的孔徑為約20~100μm。
另一方面,本發(fā)明提供上述膀胱膜作為膀胱修復(fù)材料的用途。
本發(fā)明通過優(yōu)化脫細(xì)胞基質(zhì)的制備方法,即以NaOH處理開始,并以NaOH處理結(jié)束,中間用SDS和TritonX-100進(jìn)行處理,由哺乳動(dòng)物的膀胱組織制備出組織相容性、生物降解性和力學(xué)強(qiáng)度良好,并且引導(dǎo)組織再生能力強(qiáng)的膀胱膜生物支架。在加以成本低廉的NaOH的處理后,可以有效殺滅膀胱膜生物支架上的細(xì)菌和病毒,并減少排異反應(yīng),得到的產(chǎn)品比傳統(tǒng)方法得到的更優(yōu)。這種膀胱膜生物支架既能防止尿液外滲,又能為細(xì)胞提供生長代謝等的場(chǎng)所,是組織再生的基礎(chǔ)。由于可以取材自大型哺乳動(dòng)物,所制得的膀胱膜生物支架的尺寸足以應(yīng)用至人體的膀胱修復(fù)。在數(shù)個(gè)月的修復(fù)之后,新生膀胱與原膀胱具有相同結(jié)構(gòu)和功能。
附圖說明
圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜的外觀圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜的疏松層的顯微照片。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜包埋于大鼠皮下2周,取材后切片的HE染色圖,標(biāo)尺為50μm。
圖4示出使用本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜進(jìn)行6個(gè)月膀胱修復(fù)的比格犬以及正常比格犬的膀胱造影圖。
圖5A、5B和5C示出使用本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜進(jìn)行6個(gè)月膀胱修復(fù)的比格犬以及正常比格犬的膀胱尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè)結(jié)果。
圖6A和6B分別示出使用本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜修復(fù)6個(gè)月后比格犬的膀胱切片的HE染色圖以及正常比格犬的膀胱切片的HE染色圖,標(biāo)尺為50μm。
圖7A和7B分別示出使用本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜修復(fù)6個(gè)月后比格犬膀胱切片的α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的熒光染色圖以及正常比格犬膀胱切片的α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的熒光染色圖,標(biāo)尺為50μm。
圖8示出使用本發(fā)明示例性實(shí)施方式的膀胱膜修復(fù)6個(gè)月后比格犬膀胱切片的CD31熒光染色圖,標(biāo)尺為50μm。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的膀胱膜生物支架是膀胱組織的脫細(xì)胞基質(zhì),即除去細(xì)胞成分并保留細(xì)胞外基質(zhì)的膀胱處理物。這種膀胱膜不僅抗原性低,而且可以很好地模擬組織器官的微環(huán)境。
脫細(xì)胞基質(zhì)通常通過NaOH消蝕、SDS法或TritonX-100法來制備,各方法適用不同組織,且各有利弊。比如,TritonX-100較為柔和,一般不破壞細(xì)胞外基質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)和成分,但是處理時(shí)間較長,且會(huì)損失一部分細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白。SDS法可以保留較多細(xì)胞外基質(zhì),但是膠原纖維間可能有細(xì)胞碎片殘留。NaOH由于比較容易洗去,因此沒有在最終產(chǎn)品上的殘留問題,對(duì)修復(fù)的組織和細(xì)胞沒有毒性。
本發(fā)明的膀胱膜生物支架制備方法,通過結(jié)合上述三種方法,優(yōu)化各方法的處理順序,使得制備出組織相容性好、生物降解性好、機(jī)械強(qiáng)度好并能引導(dǎo)組織再生的膀胱脫細(xì)胞基質(zhì)。具體而言,在本發(fā)明中,有兩種處理順序。第一種是相繼用NaOH、TritonX-100、SDS、TritonX-100、SDS和NaOH進(jìn)行處理。第二種是相繼用NaOH、SDS、TritonX-100、SDS、TritonX-100和NaOH進(jìn)行處理。本發(fā)明的發(fā)明人注意到,當(dāng)以NaOH處理開始,并以NaOH處理結(jié)束,可以有效殺滅細(xì)菌和病毒,并減少膀胱膜生物支架的排異反應(yīng)。其中,本發(fā)明的膀胱膜生物支架以0.1g/ml比例浸提,內(nèi)毒素含量小于0.5EU/ml。由于NaOH成本低廉,且有上述效果,使得本發(fā)明的產(chǎn)品優(yōu)于傳統(tǒng)方法得到的產(chǎn)品。NaOH通常以約1~5N的濃度溶于水溶液或緩沖液例如Tris、磷酸鹽緩沖液等,優(yōu)選為約2N的濃度。TritonX-100和SDS通常以0.5~5%的濃度分別溶于水或常用緩沖液例如PBS、Tris等,優(yōu)選為約1%的濃度。NaOH每次處理的時(shí)間優(yōu)選為約30分鐘,而TritonX-100和SDS每次處理的時(shí)間優(yōu)選為約24小時(shí)。NaOH、TritonX-100和SDS 的處理可以在約4~16℃下進(jìn)行。在各溶液的各個(gè)處理步驟中,為使處理效果更佳,可以數(shù)次更換新溶液。
在方法的步驟(1)之前,在處理溶液中添加蛋白酶抑制劑,比如PMSF等。在使用NaOH、SDS或TritonX-100對(duì)膀胱組織進(jìn)行處理時(shí),組織中的細(xì)胞破裂,細(xì)胞中的蛋白酶會(huì)釋放出來。如果不事先使用蛋白酶抑制劑進(jìn)行處理,這些釋放出來的蛋白酶會(huì)降解細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白,從而破壞膠原蛋白和彈性纖維等形成的支架結(jié)構(gòu)。而這種支架結(jié)構(gòu)正是膀胱修復(fù)中起重要作用的部分,一來可以為尿液容納提供足夠的機(jī)械和力學(xué)強(qiáng)度,二來可以作為引導(dǎo)組織再生的框架和基礎(chǔ)。
在步驟(2)中,在用TritonX-100和SDS以任意順序處理一遍之后,通過添加核酸酶來降解細(xì)胞中的DNA和RNA。此處,核酸酶指脫氧核糖核酸酶和/或核糖核酸酶。RNA一般自身并不穩(wěn)定,在沒有添加核糖核酸酶的情況下,經(jīng)過一段時(shí)間,也會(huì)自然降解。而DNA在細(xì)胞外的存在較為穩(wěn)定,因此添加一定量的脫氧核糖核酸酶,可以保證DNA的降解,從而保證最后制得的膀胱膜的低抗原性。
在步驟(4)之前,一般要除去膀胱膜上殘留的核酸、脂肪和其他雜質(zhì)(包括前面處理殘留的化學(xué)物質(zhì))。一般采用乙醇和異丙醇的混合水溶液。乙醇和異丙醇均能沉淀核酸和脂肪,并在蒸發(fā)時(shí)帶走其他一些雜質(zhì)。也可以進(jìn)一步用生理鹽水進(jìn)行清洗,可以去除化學(xué)物質(zhì)殘留。
在去除核酸和脂肪等之后,將所得的膀胱處理物低溫干燥。低溫干燥可以除去所得物中的水分和溶液殘留,完好保持膀胱組織剩余部分的結(jié)構(gòu)。低溫干燥可以通過例如冷凍干燥的方法,在冷凍干燥儀中進(jìn)行。
如果膀胱膜要用于醫(yī)療用途,例如用于臨床的膀胱修復(fù),則需要對(duì)其進(jìn)行滅菌。滅菌可以在所得物的低溫干燥之前或之后進(jìn)行。在低溫干燥之后的滅菌可以通過輻照進(jìn)行,例如鈷源照射等。
按照本發(fā)明方法得到的膀胱膜無毒性,抗原性極低,生物組織相容性好,具有生物可降解性(體內(nèi)降解速度為約3個(gè)月)及降解可調(diào)節(jié)性,并具有可塑性和一定的機(jī)械強(qiáng)度。具體而言,本發(fā)明制得的膀胱膜包括致密層和疏松層,其中致密層為膀胱的粘膜層,而疏松層則主要是膀胱的肌肉層。致密層具有儲(chǔ)尿以及防止尿液外滲等功能特征。 疏松層富含膠原、彈性蛋白等,構(gòu)成的三維空間可以引導(dǎo)細(xì)胞的生長和延伸,并為這些細(xì)胞提供真實(shí)原始的細(xì)胞外微環(huán)境,這些細(xì)胞可以在此獲取營養(yǎng),進(jìn)行氣體交換、排泄廢物以及生長代謝。疏松層在降解的同時(shí),細(xì)胞分泌的基質(zhì)逐漸替代本發(fā)明的膀胱膜,從而完成組織修復(fù)。
由于本發(fā)明的膀胱膜可以由哺乳動(dòng)物,特別是大型哺乳動(dòng)物制得,因此膀胱膜的尺寸可以足夠大,以在膀胱修復(fù)中提供足夠的儲(chǔ)尿空間。進(jìn)行原材料采集時(shí),要選取處死半小時(shí)以內(nèi)的動(dòng)物新鮮膀胱,迅速置于冰盒內(nèi)保存。在使用之前,要去除多余的周圍組織。
通過本發(fā)明的方法,可以以便利和廉價(jià)的方式得到可引導(dǎo)組織再生的膀胱膜生物支架,該膀胱膜生物支架在不引起機(jī)體免疫排斥反應(yīng)的情況下,一邊替代原損傷組織發(fā)揮膀胱功能,例如儲(chǔ)尿等,一邊引導(dǎo)細(xì)胞的生長和延伸,逐漸生成新的膀胱組織。經(jīng)動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,新生膀胱與原膀胱具有同樣的結(jié)構(gòu)和功能。
以下提供本發(fā)明的具體實(shí)施例,實(shí)施例僅為示例說明本發(fā)明,而并不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
制備例1
分別取處死半小時(shí)以內(nèi)的牛、豬、羊的新鮮膀胱,迅速置于冰盒內(nèi)PBS緩沖液(pH 7.4)中保存。修剪去除膀胱周圍的肌肉、脂肪等多余組織,自膀胱頸部以下剪除,然后正中剪開膀胱直至圓頂部,整個(gè)膀胱成片狀攤開。PBS漂洗三遍后待用。
之后,按照以下步驟制備膀胱膜生物支架:
(1)將膀胱浸于Tris(pH 8.0,Amresco,code:0497)緩沖液中,緩沖液內(nèi)含有蛋白酶抑制劑PMSF(sigma貨號(hào)78830)(濃度0.35ml/L),室溫下持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次緩沖液;
(2)將膀胱置于PBS(pH 7.4,Nissui,貨號(hào)ZZR05913)中,在15℃下置于搖床上60~80rpm漂洗1小時(shí);
(3)在4℃下,在2N的NaOH水溶液中浸泡30分鐘;
(4)置于PBS中,在15℃下漂洗1小時(shí);
(5)置于含有1%TrionX-100(Amresco,code:0694)的PBS緩沖液(即TBS)中,于15℃持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次TBS緩沖液;
(6)置于PBS中,在15℃下漂洗1小時(shí);
(7)置于含有1%SDS(Amresco code:0227)的Tris(pH 8.0)緩沖液中,在15℃下持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次緩沖液;
(8)置于PBS中,在15℃下漂洗24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次緩沖液;
(9)置于含有核糖核酸酶(sigma,貨號(hào):6513,40u/ml)和脫氧核糖核酸酶(sigma,貨號(hào):DN25,40u/ml)的1mol/L NaCl溶液中,室溫持續(xù)浸泡攪拌12小時(shí);
(10)置于含有1%TrionX-100的PBS緩沖液(即TBS)中,15℃下持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次TBS緩沖液;
(11)置于PBS中,在15℃下漂洗1小時(shí);
(12)置于含有1%SDS的Tris(pH 8.0)緩沖液中,于15℃持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次緩沖液;
(13)置于PBS中,在15℃漂洗2小時(shí);
(14)在4℃下,于2N的NaOH水溶液中浸泡30分鐘;
(15)置于PBS中,在15℃漂洗2小時(shí);
(16)置于乙醇(95%)水溶液與異丙醇(100%)的(體積比1:1)混合液中,15℃持續(xù)浸泡攪拌24小時(shí),間隔8小時(shí)更換一次緩沖液;
(17)置于生理鹽水中漂洗,每隔2小時(shí)更換一次生理鹽水,共更換3~5次;
(18)將所得物放置在LABCONCO 6L Freeze Dry System凍干機(jī)中,-40℃冷凍4小時(shí),-10℃凍干20小時(shí);
(19)鈷源照射(15KGY),密封保存。
由此,得到樣品1(牛)、樣品2(豬)和樣品3(羊)。
制備例2
使用牛的膀胱,如同制備例1進(jìn)行膀胱膜的制備,除其中步驟(5)與步驟(7)交換順序并且步驟(10)與步驟(12)交換順序外。得到 樣品4。
制備比較例
使用牛的膀胱,如同制備例1進(jìn)行膀胱膜的制備,除不進(jìn)行其中的步驟(3)和步驟(14)外。得到比較樣品1。
實(shí)施例1:膀胱膜的理化特性
樣品1~4和比較樣品1的外觀和理化性質(zhì)均相似,但是產(chǎn)品1~4在細(xì)菌和病毒殺滅方面更徹底,且排異反應(yīng)更小。其中,樣品1的外觀如圖1所示。
(1)DNA含量:根據(jù)《中華人民共和國藥典》第三部附錄IX B規(guī)定方法檢測(cè)。
結(jié)果表明,樣品1~4和比較樣品1的DNA含量小于0.5wt%。
(2)脂肪含量:按GB/T 5009.3-2010第一法的規(guī)定方法進(jìn)行。
結(jié)果表明,樣品1~4和比較樣品1的脂肪含量小于0.5wt%。
(3)抗拉強(qiáng)度:使用上海傾技產(chǎn)的QJ212型抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。
結(jié)果表明,樣品1~4和比較樣品1的抗拉強(qiáng)度為大于4MPa。
(4)標(biāo)準(zhǔn)膠原含量:按照羥脯氨酸含量測(cè)定法進(jìn)行
A.1采用BergmanⅠ和Loxley R方法檢測(cè)
A.2試劑
2.1羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)品(中科院上海生化所)1.6mmol/L:稱取20.98mg(0.02098g)羥脯氨酸,溶于0.001mol/L鹽酸溶液中,使總體積為100ml,4℃可保存數(shù)月。
2.2羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.08mmol/L):移取上述儲(chǔ)備液5.00ml,用水稀釋至100ml。
2.3氧化劑溶液:
a.氯氨T水溶液:稱取7.0g氯氨T(SIGMA產(chǎn),貨號(hào)SIAL-23270-50G)溶于100ml水中,貯存在棕色瓶中置于暗處,可保存1~2周。
b.醋酸-檸檬酸緩沖溶液(pH 6.0):稱取醋酸鈉(3H2O)57.0g,檸檬酸三鈉(2H2O)37.5g,檸檬酸(H2O)5.5g,加少量水溶解,再加入385ml異丙醇,用水稀釋至1000ml,此溶液可長期保存使用。
臨用前將(a)和(b)液按1:4體積混合,即得到氧化劑溶液,置于 棕色瓶中。
2.4艾氏試劑(顯色劑):對(duì)二甲氨基苯甲醛(國藥產(chǎn),貨號(hào)10008792)1.18mol/L,高氯酸(國藥產(chǎn),貨號(hào)10015161)2.44mol/L,異丙醇0.74(體積分?jǐn)?shù)),臨用前配制,置于棕色瓶中。
2.56mol/l鹽酸溶液:取54ml鹽酸,用水稀釋至100ml。
2.66mol/l氫氧化鈉溶液:稱取24g氫氧化鈉,用水稀釋至100ml。
2.7甲基紅指示劑:取甲基紅(國藥產(chǎn),貨號(hào)71025214)0.1g,加0.05mol/L氫氧化鈉溶液7.4ml使之溶解,再加水稀釋至200ml。變色范圍pH 4.2~6.3(紅→黃)。
2.80.001mol/l鹽酸:9ml鹽酸稀釋至100ml得1mol/l鹽酸溶液。取1ml的1mol/l鹽酸溶液稀釋至1000ml。
A.3檢測(cè)方法
3.1樣品處理
取供試品0.1g,放入具塞試管(或安瓿)中,加入6mol/l鹽酸溶液10ml,封口后置135℃烤箱中水解4小時(shí),冷卻后打開封口加入2滴甲基紅指示劑使之呈紅色,用6mol/l氫氧化鈉溶液中和該液至中性呈微黃色,然后用純化水稀釋至1000ml,過濾,作為樣品供試液。
3.2樣品測(cè)定
于帶塞的比色管中,加入0.5ml樣品供試液,加入0.5ml純化水,作為樣品溶液,再加入2ml異丙醇和1ml氧化劑溶液,搖勻,室溫放置4分鐘使其氧化。再加入2ml艾氏試劑,加塞搖勻,放入60℃水浴中加熱顯色,20分鐘后室溫放置1小時(shí)。用1cm比色皿,以純化水做參比液,在560nm處測(cè)定吸光度,并以試劑空白進(jìn)行校正。
A.4標(biāo)準(zhǔn)曲線
分別取0.00;0.20;0.40;0.60;0.80;1.00ml羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到6個(gè)比色管中,(羥脯氨酸濃度分別為0μmol/l;16μmol/l;32μmol/l;48μmol/l;64μmol/l;80μmol/l)不足1ml的用蒸餾水補(bǔ)至1ml,按上述步驟,測(cè)定其吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測(cè)溶液中羥脯氨酸的含量在0~80μmol/L范圍內(nèi)時(shí)符合朗伯-比爾定律。羥脯氨酸最佳測(cè)定范圍為16~56μmol/L,吸光度相應(yīng)為0.2~0.7Abs,每微克羥脯氨酸可產(chǎn)生0.097的吸光度。(由于顯色劑、氧化劑是用前配制,每一次試驗(yàn)都需做標(biāo)準(zhǔn)曲線。)
結(jié)果表明,樣品1~4和比較樣品1的標(biāo)準(zhǔn)膠原含量為大于85wt%。(5)縫合線撕裂力:參照QB/T 4198-2011撕裂力的測(cè)定。
結(jié)果表明,樣品1~4和比較樣品1的縫合線撕裂力大于10N。
(6)疏松層的孔徑大?。?/p>
在冷凍掃描電子顯微鏡(HITACHI S-3000N&Quorum PP3000T)下觀察樣品1~4和比較樣品1的疏松層,可看到其孔徑大小為約20~100μm,其中樣品1的顯微圖如圖2所示。該孔徑范圍可以使得細(xì)胞附著在其中,均勻生長。
(7)內(nèi)毒素含量:
內(nèi)毒素檢測(cè)方法:
浸提液的制備:使用注射水按0.1g/ml比例浸提樣品24小時(shí),測(cè)試浸提液的內(nèi)毒素含量。
1、選擇所需規(guī)格(0.1ml)及靈敏度(0.25EU/ml)的鱟試劑(湛江安度斯生物有限公司)、細(xì)菌內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品(中國食品藥品檢定研究所,批號(hào):250601-201174)及細(xì)菌內(nèi)毒素檢查用水(2ml/支,內(nèi)毒素含量低于0.003EU/m,湛江安度斯生物有限公司)。
2、取內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品(凍干品)1支,用注射水溶解后稀釋至所需濃度備用。
3、取鱟試劑8支,2支作供試品檢查管,2支作陰性對(duì)照管,2支作陽性對(duì)照管,2支作供試品陽性對(duì)照管。
4、陰性對(duì)照管加入0.2ml檢查用水,其余各管加入0.1ml檢查用水;每支供試品檢查管另加入0.1ml樣品;陽性對(duì)照管加入0.1ml濃 度為2λ的內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品溶液;供試品陽性對(duì)照管加入0.1ml濃度為2λ內(nèi)毒素的樣品。
5、封閉管口,輕輕搖勻,垂直放入37±1℃恒溫器中孵育60±2分鐘,然后觀察結(jié)果。試管孵育期間應(yīng)避免任何震動(dòng)。
6、將試管從恒溫器中輕輕取出,緩慢倒轉(zhuǎn)180°時(shí),若管內(nèi)形成凝膠,且凝膠不變形,不從管壁滑脫者為陽性,記錄為(+);未形成凝膠或形成的凝膠不堅(jiān)實(shí)、變形并從管壁滑脫者為陰性,記錄為(-)。保溫和拿取試管過程應(yīng)避免受到振動(dòng)造成假陰性結(jié)果。
7、陰性對(duì)照管必須是陰性,陽性對(duì)照管、供試品陽性對(duì)照管必須是陽性,否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果無效。
結(jié)果表明,在各制備例樣品的浸提液中,內(nèi)毒素含量<0.5EU/ml,而在將制備比較例樣品同樣處理得到的浸提液中,內(nèi)毒素含量>2.5EU/ml。
實(shí)施例2:膀胱膜的細(xì)胞相容性
將樣品1包埋于大鼠皮下,2周后,取出包埋的膀胱膜材料,采用蘇木精(SIGMA-701)和伊紅(BioRY-DH0047)進(jìn)行HE染色。
圖3示出染色結(jié)果,未見炎癥反應(yīng),即沒有見到類似免疫細(xì)胞形態(tài)的細(xì)胞出現(xiàn)。
實(shí)施例3:膀胱膜的修復(fù)功能
取5只比格犬,1周歲,雄性,對(duì)其膀胱做半切模型。然后,將樣品1的膀胱膜縫合在剩余的原膀胱上,其中膀胱膜比切除部分稍大一些,留出縫合空間,使得修復(fù)面積和切除面積基本一致。
6個(gè)月后,采用膀胱造影及膀胱尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè)膀胱膜修復(fù)后的再生膀胱組織的功能。
對(duì)實(shí)驗(yàn)比格犬和未做實(shí)驗(yàn)的正常組比格犬(3只)靜脈注射造影劑,然后進(jìn)行造影。具體操作描述如下,靜脈推注碘油造影劑(2ml/kg),馬上進(jìn)行X線連續(xù)拍片,觀察雙側(cè)腎臟及輸尿管顯影情況。膀胱開始顯影后,逆行插入8F尿管,向膀胱內(nèi)注射造影劑,同時(shí)觀察膀胱顯影情況。
圖4示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,0min顯示兩組均未看到陽性結(jié)石影像;3min可見造影劑排出,說明輸尿管排泄通暢,未見明顯梗阻;7min可見造影劑順利進(jìn)入膀胱。膀胱造影顯示,相比于正常組,實(shí)驗(yàn)組比格犬的膀胱形態(tài)基本正常,無明顯結(jié)石、憩室、占位。
此外,按照如下步驟,對(duì)兩組比格犬進(jìn)行膀胱尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè):
1.尿道外口插入尿動(dòng)力檢測(cè)管;
2.排空比格犬膀胱內(nèi)尿液,同時(shí)往肛門內(nèi)插入腹壓檢測(cè)管;
3.壓力調(diào)零后與Nidoc 970A+尿動(dòng)力學(xué)分析儀相連接;
4.啟動(dòng)檢測(cè),灌注速度20ml/min,當(dāng)尿道外口剛有生理鹽水溢出時(shí),標(biāo)記為膀胱的最大容量;
6.儀器自動(dòng)記錄壓力/容積曲線;
7.分析曲線,記錄膀胱最大容量、逼尿肌最大壓力、順應(yīng)性等指標(biāo)。
圖5的圖表示出結(jié)果,使用樣品1膀胱膜對(duì)比格犬的大面積損傷的膀胱進(jìn)行修復(fù)后,修復(fù)后的膀胱形態(tài)接近正常水平,恢復(fù)效果明顯。其中,圖5A示出兩組比格犬的膀胱最大體積,圖5B示出膀胱的最大壓力,圖5C示出膀胱的順應(yīng)性,順應(yīng)性反映出膀胱的彈性,是體積和壓力的比值。
在以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之后,處死比格犬,暴露其膀胱組織。觀察膀胱外部結(jié)構(gòu),可發(fā)現(xiàn),在膀胱膜縫合6個(gè)月后,再生的膀胱組織結(jié)構(gòu)完整,無明顯疤痕組織,形狀與正常膀胱組織相似,且無尿液滲漏,手感有彈性,具有儲(chǔ)尿功能。
將再生的膀胱組織取下,用4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,制備厚5μm的病理學(xué)切片。經(jīng)HE染色后,觀察再生組織的微觀結(jié)構(gòu)。圖6示出染色結(jié)果,在再生組織中,大部分膀胱膜材料已降解,可見膀胱組織各層的再生,包括粘膜層、肌層和漿膜層。膀胱組織的收縮能力源于其肌層具有豐富的平滑肌組織,經(jīng)膀胱膜修復(fù)后的再生膀胱組織具有明顯的束狀平滑肌組織的再生,與正常膀胱組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)十分類似。這些結(jié)果表明,本發(fā)明的膀胱膜具有明顯促進(jìn)膀胱組織再生的修復(fù)效果。
為進(jìn)一步鑒定膀胱平滑肌組織的再生,對(duì)10μm的冰凍切片進(jìn)行膀胱平滑肌特異性標(biāo)志物α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)的免疫熒光染色, 具體步驟如下:
1.冰凍切片室溫晾15min;
2.PBS(pH7.4)浸泡10min;
3.血清(中杉金橋產(chǎn)羊血清工作液,貨號(hào)ZLI-9022)室溫封閉30min;4.加入一抗(ABCAM產(chǎn),貨號(hào)ab119952,1:500稀釋)4℃過夜;
5.第二天,切片PBS清洗5min×3次;
6.血清室溫封閉15min;
7.加入熒光二抗(invitrogen產(chǎn)貨號(hào)A-21202,1:500稀釋),室溫60min
8.PBS清洗5min×3次
9.封片
10.觀察
圖7示出染色結(jié)果,膀胱膜在修復(fù)6個(gè)月后,膀胱平滑肌組織再生明顯,且其結(jié)構(gòu)與正常膀胱平滑肌組織類似。圖中較亮的點(diǎn)為α-SMA特異性陽性纖維,稍暗的點(diǎn)為細(xì)胞核。
之后,對(duì)10μm的冰凍切片進(jìn)行血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志物CD31的熒光染色,具體步驟同上,其中一抗為ABCAM產(chǎn),貨號(hào)ab26975,1:500稀釋,二抗為invitrogen產(chǎn),貨號(hào)A-21202,1:500稀釋。
圖8示出染色結(jié)果,在新生的膀胱組織中,有明顯的血管生成(圖中圓圈為血管)。
從以上結(jié)果看來,本發(fā)明的膀胱膜可以作為膀胱修復(fù)膜使用,由于膀胱與尿道、輸尿管細(xì)胞外基質(zhì)的超微結(jié)構(gòu)相似,因此本發(fā)明的膀胱膜還可以用于其他組織的再生引導(dǎo),如尿道、輸尿管等。