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研究背景:胰岛移植是治疗糖尿病的最佳办法之一,具有永久替代胰岛素注射、安全、并发症少的优势。但供体稀缺,移植胰岛长期存活率不高是制约胰岛移植发展的主要因素。移植术后早期胰岛细胞大量死亡是造成上述不足的主要原因。胰岛分离纯化过程中破坏了其内部的微循环系统,导致移植后无法立即恢复血运,大量胰岛细胞因缺血缺氧死亡。而直接植入肝窦等部位会导致移植胰岛与血液直接接触,激发剧烈炎性反应,导致胰岛死亡。本实验拟设计一种新型支架,预先植入皮下,造成血管丰富的适宜移植胰岛生存的空间,改善缺血缺氧环境,降低移植胰岛早期死亡率。研究目的:1、应用3D打印技术及医用PLA(迪康PLDL 7039)材料设计新型医用PLA3D打印支架,并对比添加VEGF和肝素对支架再血管化的影响;2、预先向皮下植入新型医用PLA 3D打印支架对移植胰岛早期存活率的影响。研究方法:1、自主设计适宜纳入移植胰岛的新型医用PLA3D打印支架。并根据添加成分不同为三组:N1组采用普通医用PLA3D打印支架;N2组采用添加肝素的医用PLA3D打印支架;N3组采用添加肝素及VEGF的医用PLA3D打印支架。实验动物采用健康c57雄性小鼠,随机分为3组,每组7只。在小鼠后背皮下植入支架,14天后将支架全部取出,做HE染色和CD31免疫组化,计算微血管密度(MVD),对比血管新生情况。2、实验动物采用c57bl/6小鼠,供体胰岛采用胶原酶消化、不连续梯度密度离心纯化,植入边缘数量胰岛(300当量)。利用stz(180mg/kg)制造糖尿病鼠模型,将其分为4组:(1)胰岛支架组:将医用PLA 3D打印支架预先植入c57bl/6小鼠背部皮下,植入第9天后开始造糖尿病鼠模型,14天后对糖尿病鼠行同系异体鼠胰岛移植,将胰岛植入皮下支架中。支架采用第一部分实验中效果最好的支架。(2)肾背膜组:行同系异体鼠肾被膜下胰岛移植。(3)皮下组:行同系异体鼠皮下胰岛移植。(4)空白对照组:皮下注入生理盐水。胰岛移植术后观察小鼠生命体征、每日监测血糖变化,术后14天行腹腔糖耐量实验(IPGTT)。于植入后14天,切取标本,大体观察血管形成情况。进行胰岛素、CD31免疫组化染色,观察移植胰岛存活情况。结果:1、N3组血管再生最为丰富,且炎性细胞最少。N1组内皮细胞没能沿着孔径爬满,炎性细胞比N3组多,主要在周边形成丰富的血管。N2炎性细胞和血管再生数量在两者之间。对比3组微血管计数,N1的MVD平均值为25.6±4.3,N2的MVD平均值为44.4±3.3,N3的MVD平均值为71.6±3.8.N3与N1,N3与N2,N2与N1组间均有明显差别(P<0.001)。2、皮下支架组(采用N3组支架)移植后4.16±0.98天血糖下降到正常,肾被膜组4.33±0.82天下降到正常,两者无统计学差异,皮下组及空白对照组血糖未恢复正常。胰岛支架组IPGTT下面积为1663±105.9,肾被膜组面积为1730±55.33,皮下组面积为3734±81.75,空白对照组面积为3694±125.4。其中胰岛支架组和肾被膜组胰岛功能良好,且两者无统计学差异(P>0.05);皮下组和空白对照组与胰岛支架组均有显著性差异(P<0.0001),胰岛功能几乎丧失。胰岛素免疫组化可见胰岛支架组和肾被膜组胰岛活性良好,无明显炎性细胞参杂;皮下组胰岛细胞稀疏,且被炎性细胞浸润。结论:1、同时加入肝素和VEGF的新型医用PLA3D打印支架,组织相容性良好,皮下植入14天后支架周围形成丰富血管、血管化效果良好。2、预先植入新型医用PLA 3D打印支架,可在皮下预先造成富血管环境,可改善移植胰岛早期存活,为临床胰岛移植手术提供了新的方向。