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Biomedicines:新型静电纺丝壳聚糖基材料的止血和

公司新闻    2021-09-22 16:13

壳聚糖(Ch)作为一种具有良好止血性能和生物相容性的生物高分子材料,由于其降解时间过长,从而延缓了修复过程,导致其实际应用受到了限制。本研究旨在开发新技术以减少止血应用中Ch基材料的生物降解时间。本工作评估了通过静电纺丝技术制备的Ch-PEO共聚物的生物相容性、止血和组织再生性能。壳聚糖静电纺丝膜(ChEsM)是由Ch和聚环氧乙烷(PEO)粉末制成的,用于具有足够止血参数的高孔隙率材料。评估了ChEsM的结构、孔隙率、密度、抗菌性能、体外降解性和生物相容性,并将其与常规Ch海绵(ChSp)进行了比较。另外,采用大鼠肝出血模型,在体内研究了这两种材料的止血性能和生物活性。进行左肝叶的穿刺活检以模拟不可压缩不规则伤口出血。将适当形状的ChSp或ChEsM应用于组织损伤。静电纺丝技术能够生产出具有相关ChSp降解和溶胀特性的高孔隙率膜。两种材料在体外均显示出良好的生物相容性和止血效果。但是,与ChSp相比,ChEsM的抗菌性能较差。体内研究证实了ChEsM具有优异的生物相容性和足够的止血性能,与宿主细胞和组织之间存在紧密的相互作用。体内模型显示ChEsM具有较高的生物降解率和良好的肝脏修复效果。

 

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图1.穿刺活检肝外伤(a),止血应用(b)和止血后的肝脏(c)。

 

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图2.ChSp的扫描电子显微镜图像(a)和孔面积分析(c)。ChEsM的结构(b),纤维直径(e)和孔面积(d)。

 

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图3.止血材料的孔隙率(a),密度(c),在SBF中的降解(b)以及在溶菌酶溶液中的生物降解(d);*(p≤0.05)和**(p≤0.001)-两组之间的显著性。

 

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图4.ChSp和ChEsM对金黄色葡萄球菌(a)和大肠杆菌(b)活性的影响。

 

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图5.细胞培养48h后,用FDA/PI对ChSp(a)和ChEsM(b)进行活/死染色。使用刃天青还原分析法测定ChSp和ChEsM的细胞活性(c)。**-两组在同一时间点的显著性差异(p≤0.001)。

 

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图6.ChSp(a)和ChEsM(b)的SEM,血液吸收(c)和血液学参数:与血液相互作用后的血小板(e),血小板分布宽度(d)和血小板平均体积(f)。

 

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图7.肝脏损伤尺寸和生物材料降解的动态变化:(a)显示止血塞的动态变化,(b)反映实验期间肝脏缺损尺寸的变化;(c)止血材料周围囊膜的厚度;(d)止血塞内的宿主组织向内生长。*显示组间的显著性差异,p<0.05;#表示与上一期相比存在差异。

 

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图8.术后不同时期Ch基材料降解和生物相容性的差异。(a,b)术后(一星期后)的早期止血材料(分别为ChSp和ChEsM)。(c,d)肝损伤后2个月内的相同材料,放大400倍。

 

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图9.止血剂周围囊膜中的炎症反应和免疫细胞比例。(a)止血材料周围囊膜中的炎症反应评分,并将其与肝脏组织分离。(b)ChSp和ChEsM周围囊膜中M1/M2-巨噬细胞和CD8/FOXP3淋巴细胞亚型比率的差异;*-两组之间的显著性差异(p≤0.05)。

 

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图10.止血后7天内,CD68+和CD163+巨噬细胞(a,b)以及淋巴细胞(c,d)对壳聚糖基材料周围囊膜的浸润。免疫组织化学研究。(a)在充满止血物质的肝脏缺损周围的囊膜中,大量CD68+细胞弥散分布。(b)CD163+细胞主要集中在血管和胆管周围,反映了它们与修复的联系。(c,d)肝脏缺损(充满止血物质)周围囊膜中的CD8+和FOXP3+淋巴细胞,放大200倍。