【摘 要】
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目的:大体积肌肉缺损愈合通常会伴随肌肉纤维化,这会影响肌肉的再生和功能。这项研究旨在制备一种具有合理机械应力分布的生物材料,通过调节伤口免疫微环境,减少纤维化从而促进肌肉再生,并重建腱膜样结构来恢复肌肉力学传导。方法:肌肉腱膜脱细胞(D-MA)材料通过盐水高渗浸泡和去垢剂处理制备。DNA残留量通过DAPI染色和DNA含量测定验证并用H&E染色从组织学上确认细胞残留情况。支架的结构完整性使用扫描电镜
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目的:大体积肌肉缺损愈合通常会伴随肌肉纤维化,这会影响肌肉的再生和功能。这项研究旨在制备一种具有合理机械应力分布的生物材料,通过调节伤口免疫微环境,减少纤维化从而促进肌肉再生,并重建腱膜样结构来恢复肌肉力学传导。方法:肌肉腱膜脱细胞(D-MA)材料通过盐水高渗浸泡和去垢剂处理制备。DNA残留量通过DAPI染色和DNA含量测定验证并用H&E染色从组织学上确认细胞残留情况。支架的结构完整性使用扫描电镜确认。D-MA成分的潜在生物学功能通过质谱检测推断。有限元分析用于模拟D-MA支架的机械应力分布。体外细胞实验在支架的脱细胞肌肉端和脱细胞腱膜端种植间充质干细胞(MSCs)和肌卫星细胞(SCs),用活死细胞染色评估支架的细胞毒性,并用q RT-PCR评估支架对干细胞分化相关基因表达的影响。体内实验,应用D-MA材料修复SD大鼠肌肉缺损。在1-2周早期修复时,用免疫荧光区分M1,M2巨噬细胞,肌成纤维细胞,评估早期炎症和纤维化状况。经过4周的修复,通过Sirus Red染色和Masson三色染色评估修复部位纤维化程度,并计算再生的肌纤维数目以评估修复状况。为了评估D-MA支架对较大体积的肌肉缺损修复效果,D-MA支架和PP支架被缝合到4*4cm的兔子腹壁全层肌肉缺损上,并在8周后进行组织学和力学评估。结果:本研究开发出一种获取结构完整和低细胞毒性的大型脱细胞肌肉腱膜复合体细胞外基质(ECM)的方案。D-MA材料优化了肌肉损伤部位的机械应力分布,减少了促炎性巨噬细胞和肌成纤维细胞的数量,从而减轻了肌肉纤维化。肌肉和腱膜ECM环境具有不同的成分,微观结构和机械特性,在体外能促使干细胞在肌肉ECM向肌样细胞分化,在腱膜ECM上向肌腱样细胞分化。大鼠体内原位植入后四周以及兔子体内原位植入后8周,D-MA支架均成功地再生了肌肉腱膜样双相性组织。且D-MA中再生的肌肉纤维数量比单纯的脱细胞肌肉支架更丰富。结论:肌肉再生需要合适的机械应力环境以调节免疫反应并减少纤维化。适当的成肌微环境对于肌肉纤维修复也是必需的。因此,具有适当机械应力环境和成肌微环境的D-MA是大体积肌肉修复富有前景的材料。
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