躯干神经嵴干细胞壳聚糖纤维复合硅胶管治疗坐骨神经损伤的实验研究

来源 :菏泽医学专科学校学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ztcld2003
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周围神经的损伤、再生和功能重建一直是外科领域中的难题之一。多年来临床常规的治疗方法是自体神经移植。但自体神经移植不仅会给供区带来新的创伤,而且常采用的供体—皮神经较细小,不能满足临床需要。并且绝大多数的周围神经是混合神经,它们含有多种纤维成分,所以当神经损伤后导致损伤近端及远端神经的对位关系紊乱从而影响神经的再生和功能修复。虽然现在的显微外科技术十分发达,但是周围神经损伤的治疗一直没有得到很好的解决。近年来,随着组织工程学的进展为周围神经损伤掀开了新的一页!组织工程学是一门运用工程学和生命科学的原理与方法,开发修复损伤组织形态和功能的生物替代物的科学。近年来随着种子细胞的深入研究,生物活性导管的研制翻开了周围神经组织工程的新篇章!应用组织工程学原理和技术方法研制组织工程化人工神经修复周围神经缺损是一种创新的研究和治疗方法。其主要研究内容包括种子细胞的培养和分离纯化;支架材料的研制开发;人工神经的组织还原。其中生物可降解性支架材料和种子细胞的优化精选是组织工程的关键。Schwann细胞是构成有髓神经纤维的髓鞘和无髓神经束膜的主要成分。在正常生理状态下,Schwann细胞可以分泌大量的神经营养因子、黏附分子和细胞外基质,对神经轴索起营养、保护和支持作用。研究发现,Schwann细胞分泌的神经营养因子被认为是促进神经再生的关键因素。Schwann细胞在神经再生过程中发挥重要作用,移植Schwann细胞修复周围神经损伤有广阔的应用前景。但是Schwann细胞是作为一种终末期细胞,自我增殖能力欠缺,而且体外培养很难达到移植所需浓度。随着神经嵴干细胞的研究进展,应用神经嵴干细胞作为组织工程的种子细胞使人们看到了新的希望。神经嵴干细胞是一种多潜能神经干细胞,它是周围神经系统的原基,也是Schwann细胞的祖细胞。神经嵴是脊椎动物胚胎早期从神经管背外侧迁移出来的、位于神经管和外胚层之间的两条纵向细胞带。自躯干部神经管区域迁移出来的神经嵴干细胞,即躯干神经嵴干细胞(trunk neural crest stem cell, TNCSC),可分化为组成周围神经系统的绝大部分神经元和胶质细胞,是周围神经系统的原基,所以将躯干神经嵴干细胞应用于神经组织工程有着良好的应用前景。目前,将躯干神经嵴干细胞作为种子细胞应用于组织工程的研究尚未见报道。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,是自然界极少存在的表面带有正电荷的可降解的高分子多糖,具有良好的生物相容性、可塑性和杀菌性,并具有良好的神经细胞亲和性,其表面具有细胞识别信号,有利于细胞的生长和分布,作为一种组织工程材料已被广泛应用。实验证明,壳聚糖不溶于水,无细胞毒性,不致热,不致敏,具有良好的细胞表面相容性。本项实验基于以上理念进行设计:取孕10.5d Wistar大鼠的胚胎神经管,采用神经管植块法培养躯干神经嵴干细胞,并进行体外扩增;将躯干神经嵴干细胞接种在壳聚糖纤维支架材料上,应用扫描电镜观察了躯干神经嵴干细胞在壳聚糖纤维支架材料上的存活及生长情况。结果显示,从神经管取材的躯干神经嵴干细胞在无血清培养基内可以大量扩增,nestin和p75免疫细胞化学染色呈强阳性,表明培养和扩增的细胞为躯干神经嵴干细胞。将躯干神经嵴干细胞接种在壳聚糖纤维支架材料上行光镜和扫描电镜观察,可见躯干神经嵴干细胞贴附在壳聚糖纤维表面,存活良好,表明躯干神经嵴干细胞与壳聚糖纤维有良好的相容性。应用黏附有躯干神经嵴干细胞的壳聚糖纤维复合硅胶管桥接缺损的大鼠坐骨神经,术后进行电生理、组织学、透射电镜及逆行示踪检测,观察了坐骨神经再生及神经通路重建的状况,以期为临床修复周围神经损伤提供实验依据。桥接手术后电生理检测结果显示,含躯干神经嵴干细胞的壳聚糖纤维-硅胶管桥接组坐骨神经传导潜速率及波幅值显著好于单纯硅胶管桥接组(均P<0.01);甲苯胺蓝染色光镜观察及图像分析结果均显示,含躯干神经嵴干细胞的壳聚糖纤维-硅胶管桥接组再生轴突的髓鞘化更明显,再生纤维密度及直径等各检测指标均优于单纯硅胶管桥接组(均P<0.01)。透射电镜观察结果显示,含躯干神经嵴干细胞的壳聚糖纤维-硅胶管桥接组较单纯硅胶管桥接组再生纤维数目多,再生神经髓鞘较厚。本实验结果显示,躯干神经嵴干细胞与壳聚糖纤维有良好的生物相容性,躯干神经嵴干细胞不仅可粘附在壳聚糖纤维上生长,还可以分化成为Schwann样细胞;躯干神经嵴干细胞壳聚糖纤维复合硅胶管桥接缺损的坐骨神经,可促进其再生和修复,为临床应用组织工程修复周围神经损伤提供实验依据。
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