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摘要

再生医学现已成为治疗组织受损患者最有希望的治疗方法之一。组织工程目前是基于使用细菌纤维素(BC)支架作为细胞外基质的替代品的技术。几种类型的基质被成功地投射培养不同类型的细胞，例如，壳聚糖[聚-(β-1/4)-2-氨基-2-脱氧-d -葡萄糖吡喃糖]、海藻酸盐、明胶或胶原蛋白支架。然而，细胞向支架的增殖不足以及支架生物降解引起的炎症反应仍然是有待解决的问题。我们提出以细菌纤维素为原料的种子细胞构建功能性装置。扫描电镜图像显示细胞附着在BC。BC配置了一个优秀的设备，为组织再生和细胞培养提供了巨大的潜力。

关键字

再生医学，Ficoll-Paque, SEM分析，纤维素支架

介绍

由天然或合成材料组成的新装置正在发展，作为专门设计用于特殊临床条件的治疗选择，旨在利用组织工程替代或再生受损的器官[1]。细胞疗法是一种新的临床修复损伤组织的方法。它在心脏重建手术中的潜在应用正在成为现实。

许多用作支架的生物材料已经被开发和研究，在体外和在活的有机体内，用于组织工程。细菌纤维素(BC)由于其生物相容性被认为是一种重要的潜在脚手架材料来源[2]。

BC已在食品工业中用于低热量甜点、沙拉和加工食品等应用，在造纸工业中用于增强纸张强度，在音响扬声器的声学隔膜中，以及在制药工业中用作过滤膜、伤口敷料和人造皮肤[3.，4］

目前，作为组织工程应用的一部分，特别是在再生医学领域，人们对将所需的干细胞吸引到细菌纤维素装置的表面有很大的热情。

医疗器械用于各种不同的应用，通常是为了吸引内皮祖细胞(EPCs)到膜的表面。被吸引到表面的内皮祖细胞会增加内皮化的潜力，从而导致由非自体血管的粗糙表面引发的较小的血栓事件。5因此，在本文中，我们提出了细菌纤维素膜作为骨骼肌和间充质干细胞粘附和增殖的新装置。

方法

这项研究得到了机构动物伦理委员会的批准，该委员会根据第555条批准将生物材料用于研究目的。

细菌纤维素

细菌纤维素是从巴西的Membracel生物技术产品中获得的。

细胞分离、增殖试验和细胞播种

下肢骨骼肌活检后分离成骨骼肌细胞，采用Delaporte技术[6]。采用骨髓抽吸法分离Wistar大鼠髂骨后上嵴间充质细胞。使用Ficoll-Paque PLUS溶液(Amersham Biosciences)将细胞按密度离心分离后，间充质细胞粘附在板表面，而造血细胞不粘附。骨髓细胞离心后，将单个核细胞分布在烧瓶中，48小时后用PBS洗涤，仅基质细胞粘附，含有间充质细胞。实验在25 cm2的烧瓶中进行，细胞按2个骨骼肌母细胞和1个间充质细胞的比例(2:1)分布，每14天约5 × 105/mL。所使用的培养基为DMEM (Dulbecco's Modified Eagle medium)，含有15%胎牛血清(FCS)、1%抗生素和10 ng/mL胰岛素生长因子(IGF-I) (Gibcco BRL, Life Technologies, Inc, Rockville, MD)。培养物在37℃、5% CO的培养箱中保持₂。由于是共培养，因此将间充质细胞和成骨骼肌细胞分布14天，每48小时更换一次培养基12。使用Axio Vert获得相衬图像。A1(蔡司)。

细胞播种前，将BC支架用UV照射消毒1h，用已消毒的PBS洗涤3次，然后用5mL Dulbecco’s modified Eagle培养基在37℃下充液24h。将共培养物播种于支架表面，细胞播种支架培养14 d，每天更新培养基。然后用扫描电镜对所有支架进行评估。

扫描电子显微镜(SEM)

在JEOL 1200EX II型显微镜(JEOL ltda, Akishima)上观察BC培养细胞的形态和结构，操作电压为80 kV。为了进行SEM分析，将材料固定在顶盖上，干燥，安装在SEM的短管上，固定在2.5% (v/v)戊二醛(Sigma-Aldrich) PBS中，后固定在1% (v/v)和0.1 M三水合乙酸钠(Sigma-Aldrich)中。

结果

扫描电镜形貌

在细菌纤维素膜上培养出骨细胞和间充质细胞。

讨论

新装置的研制为表面损伤后的再生提供了一种潜在的策略。因此，愈合过程是再生医学的一个主要挑战。有许多治疗组织损伤的策略，包括基于细胞和支架的方法。然而，再生医学中最重要的因素之一是支架的制备。

细菌纤维素(BC)具有良好的生物相容性，是一种理想的人工皮肤生物材料或血管替代物，在食品工业中受到广泛关注。2]。

在组织再生中，BC支架作为支持细胞的良好基础，有助于细胞增殖和分化。然而，一个尽可能接近生理结构的环境还没有实现。

在这种情况下，本文旨在开发一种由共培养细胞覆盖的表面，并以3D支架的形式应用于组织工程。扫描电镜显示，使用BC方法进行定植完全覆盖细胞，同时保持基质完整，与其他研究相证实[7]。

细胞再生有利于组织再生，这种再生可以通过激活细胞附着、增殖和最终组织重塑所必需的生长因子来实现。8]。

在本研究中，我们证明了细胞化效率与培养间充质细胞和骨骼细胞在BC提供了足够的在体外黏附增殖基质支架的微环境。

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结论

细菌纤维素(BC)由于其高机械强度、含水量、结晶性以及超细、高纯度等生物相容性，近年来引起了人们的广泛关注，在不久的将来具有广阔的应用前景。这项研究表明，BC是生物工程的一个极好的选择，显示了他在再生医学中培养细胞的组织再生潜力。

参考文献

1. Alves da Silva ML(2010)壳聚糖/聚酯基软骨组织工程支架:细胞外基质形成评估。Acta Biomater6: 1149 - 57。
2. 王晓明，王晓明，王晓明，等。(2006)细菌纤维素的体内生物相容性研究。[J]生物医学工程学报76: 431 - 438。(Crossref)
3. 林德荣，魏默PJ, van Zyl WH . Pretorius(2002)微生物纤维素利用的基本原理和生物技术。Microbiol Mol Biol Rev66: 506-577，目录。(Crossref)
4. Petersen N, Gatenholm P(2011)细菌纤维素基材料和医疗器械:现状和前景。苹果微生物生物技术91: 1277 - 86。
5. Williams DF(2008)论生物相容性的机制。生物材料29日:2941 - 2953。(Crossref)
6. Delaporte C, Fardeau(1984)一例骨髓瘤和弥漫性肌肉肥大患者血清对培养的人体肌肉细胞生长的影响。C . R .学术科学298: 49-54。
7. Wilshaw SP, Kearney JN, Fisher J, Ingham E(2006)生产用于组织工程的脱细胞羊膜基质。组织中12: 2117 - 2129。(Crossref)
8. 罗锦江，李晓青，杨志明(2004)人脱细胞羊膜的制备及其细胞相容性和生物相容性中华修业，中华建外，中华造化18: 108 - 111。(Crossref)