CN104841022A - 一种纳米纤维膜在制备治疗肩袖损伤的材料中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米纤维膜在制备治疗肩袖损伤的材料中的应用,其中,所述纳米纤维膜为促进细胞生长的电纺纤维膜。所述纳米纤维膜的组成成分优选地包括细胞因子、药用辅料和可降解高分子材料,其中,细胞因子与药用辅料的质量比为(0.05-0.5):(1000-10000),细胞因子与可降解高分子材料的质量比为(0.5-0.9):(500-10000)。本发明提供了一种纳米纤维膜的新的用途,将其应用于制备治疗肩袖损伤的材料中,具有良好的生物相容性和生物降解性,能促进细胞的附着以及再生,加速腱骨处的重塑,促进腱骨的愈合,能有效地促进肩袖损伤后的再生,无毒、无免疫原性,副作用小,在临床上具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米纤维膜在制备治疗肩袖损伤的材料中的应用。
背景技术
肩袖是覆盖于肩关节前、上、后方之肩胛下肌、冈上肌、冈下肌、小圆肌等肌肉组织的总称。位于肩峰和三角肌下方,与关节囊紧密相连。肩袖的功能是上臂外展过程中使肱骨头向关节盂方向拉近,维持肱骨头与关节盂的正常解剖关系。肩袖损伤将减弱甚至丧失这一功能,严重影响上肢外展。肩袖撕裂是临床最常见的损伤之一,可引起疼痛、肩关节功能受限以及肌力下降。
虽然近年来手术技巧发展迅速,腱-骨处的初始固定强度得到提高使,肩袖修补后的再撕裂率仍然很高。患者的年龄,肩袖退变、萎缩、脂质浸润程度,肩袖撕裂程度都被认为是修补后再撕裂的重要危险因素。这些危险因素可导致病变部位的组织自身修复能力下降,从而成为肩袖修补手术失败的主要原因。因此,增强肩袖的组织修复能力成为了近期的研究热点。
近年来,有关从力学角度加强肩袖修补的强度和生物因素干预刺激患者的内在愈合能力的研究都有了长足的进展。一些研究将生长因子附在缝线表面,或者溶解在纤维蛋白封闭剂中,使之能释放于肩袖修补处。虽然这些方法也能起到一定的作用,但是由于生长因子只能在很短的时间内保持活性,从而限制了其效果的发挥。基因工程提供了一个产生相关生长因子的途径,但是使用病毒载体的安全性仍然存在争议。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,将一种纳米纤维膜应用于制备治疗肩袖损伤的材料中,可以有效地促进肌腱快速再生。
本发明提供了一种纳米纤维膜在制备治疗肩袖损伤的材料中的应用,其中, 所述纳米纤维膜为促进细胞生长的电纺纤维膜。
在一个优选的实施方式中,所述纳米纤维膜应用于制备肩袖损伤中促进肌腱快速再生的材料。
在一个优选的实施方式中,所述纳米纤维膜的组成成分包括细胞因子、药用辅料和可降解高分子材料,其中,细胞因子与药用辅料的质量比为(0.05-0.5):(1000-10000),细胞因子与可降解高分子材料的质量比为(0.5-0.9):(500-10000)。
优选地,细胞因子与可降解高分子材料的质量比为(0.5-0.9):1000,更优选为(0.6-0.8):1000。
优选地,细胞因子与药用辅料的质量比为0.2:(2000-6000),更优选为0.2:(4000-5000)。
其中,所述细胞因子选自碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、胰岛素样生长因子-1、表皮生长因子、转化生长因子-13和血小板源性生长因子等中的一种或多种。
其中,所述药用辅料为环糊精、PVA和卵磷脂中的一种或多种。
其中,所述可降解高分子材料可以为聚羟基羧酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚己内酯共聚物、聚己内酯、聚磷酸酯、聚碳酸酯或聚酸酐等中的一种或几种,在一个优选的实施方式中,所述可降解高分子材料为聚乳酸-乙醇酸共聚物。
其中,所述纳米纤维膜中bFGF的包埋率为32-40%。
其中,所述纳米纤维膜的纤维直径为0.6-1.2μm。
在一个优选的实施方式中,所述纳米纤维膜按照下述步骤制备而成:
步骤1,将细胞因子和药用辅料溶于缓冲液中,将可降解高分子材料溶于有机溶剂中;
步骤2,将含有细胞因子和药用辅料的缓冲液滴加到含可降解高分子材料的有机溶剂中,超声处理;
步骤3,将步骤2处理得到的乳液通过静电纺丝工艺制备成纳米纤维膜。
优选地,步骤1处理后的缓冲液中α-环糊精的浓度为60-100mg/mL,有机溶剂中PLGA的浓度为10-15wt%。
优选地,所述缓冲液为磷酸盐缓冲液,
优选地,所述有机溶剂为氯仿。
本发明上述内容中所述的纳米纤维膜还可以负载有其他药物,例如促进细胞生长的药物、消炎药物、抗生素等。
本发明提供了一种纳米纤维膜的新的用途,将其应用于制备治疗肩袖损伤的材料中,具有良好的生物相容性和生物降解性,能促进细胞的附着以及再生,加速腱骨处的重塑,促进腱骨的愈合,能有效地促进肩袖损伤后的再生,无毒、无免疫原性,副作用小,在临床上具有重要意义。
附图说明
图1为利用负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜进行肩袖损伤修补示意图;
图2为未负载和负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料表面扫描电镜照片以及两种材料的透射电镜照片:a为未负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料表面扫描电镜照片,b为负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料表面扫描电镜照片,c为未负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料的透射电镜照片,d为负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料的透射电镜照片;
图3为负载bFGF的电纺纳米纤维膜PLGA在体外释放bFGF的累积释放率曲线;
图4为HDFs在负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜表面培养5天后的扫描电镜照片及不同时间点细胞计数曲线:a为HDFs在负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜表面培养5天后的扫描电镜照片,b为HDFs在PLGA纳米纤维膜表面培养5天后的扫描电镜照片,c为不同时间点细胞计数曲线;
图5为不同时间点取材组织HE染色结果:图5B中,箭头标示未完全降解的材料;三角标示成纤维细胞,圆圈标示血管;
图6为腱骨界面番红-快绿染色(A)及异染面积分析(B);
图7为腱骨界面天狼猩红染色(A)及灰度值分析(B);
图8为生物力学测试分析(肌腱横截面积A,最大负荷B,刚度C,极限应力D)。
具体实施方式
下面参照附图,结合具体的实施例对本发明作进一步的说明,以更好地理解本发明。
一、纳米纤维膜的制备
a)材料
聚乳酸-乙醇酸由丙交酯和乙交酯开环聚合方法制成,以氯化锡为催化剂。二氯甲烷和三氯甲烷购自中国医药集团化学试剂公司;α-环糊精(适用于细胞培养,≥98%)由Sigma-Aldrich有限责任公司提供;bFGF及bFGF Elisa分析试剂盒由R&D公司提供。其他优级纯化学试剂均购自中国药物试剂有限公司(中国,上海)。
b)载有bFGF的PLGA纤维膜的制造
将bFGF(100μL,20μg/ml)溶解于0.6ml含有76mg/ml环糊精的磷酸盐缓冲液中(PBS,50mM,pH7.4)。把这0.7ml的溶液添加于12.5%PGLA/氯仿的溶液里(w/v,1gPLGA加7ml氯仿),再在冰浴下进行超声波处理(VC505,Sonics&Materials Inc.,Newtown,CT)。制得的乳液通过静电纺丝工艺制备成bFGF-PLGA纳米纤维膜。高压静电发生器作为电纺工艺的配置,电压设定于10-25千伏,乳液由接着出口直径为0.6mm金属细管的1ml注射器以3ml/h的流量加入,流量用微量注射泵控制。
将1gPLGA溶解于4g二氯甲烷(DCM)和2g二甲基甲酰胺(DMF)中制备静电纺丝PLGA溶液,通过静电纺丝工艺制备成PLGA纳米纤维膜。
所有的纤维垫均冻干过夜以去除残留的溶液和水,然后存放在4℃干燥器中以备后用。
二、试验和检测方法
1、纳米纤维膜的物理特征
利用扫描电子显微镜(FEI Quanta 200,Eindhoven,Netherl)观察纳米纤维膜的形态学特征。利用透射电子显微镜(TEM;JEM-2100F,Joel,Japan)观 察纳米纤维膜的结构。
利用Kruss GmbH DSA 100 Mk 2测角仪测定(汉堡,德国)纳米纤维膜的水接触角,然后用DSA1.8软件利用静滴法对图像进行处理。
我们将纤维膜切为70.0mm×7.0mm×0.6mm的条状来测试机械强度。单轴拉力由多功能拉力测试仪(Instron 5567,Norwood,MA)检测。纤维膜的应力-应变曲线在0.5mm/s(n=3)的拉力速度下记录应力变形曲线得到。纤维膜的杨氏模量、抗张强度和断裂时的增长幅度都由应力-应变曲线推得。
2、bFGF的体外释放试验
溶解于二氯甲烷的载有bFGF的乳液电纺PLGA纤维膜悬浊液用Anker TGL-16C离心机在12000rpm的转速下离心五分钟,弃去上清液。待残留的二氯甲烷蒸发后加1ml磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4),利用bFGF Elisa分析试剂盒检测溶液中bFGF的量。包埋率(%)=(P/Pt)×100,P为实际测得包埋的蛋白质量;Pt为理论上包埋的蛋白质量。
我们利用磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)在体外模拟人体内的生理环境下的释放条件。纤维膜在放入装有1ml PBS的释放瓶中后在37℃带有150rpm空气浴震荡箱中保温。在规定的时间间隔时收集悬浮物,再加入等体积的新鲜PBS。电纺纤维膜的bFGF含量利用Elisa分析试剂盒测定。
3、体外细胞试验
我们利用人体真皮成纤维细胞(HDFs)来检测在电纺纤维支架上细胞的行为。成纤维细胞由上海交通大学第九人民医院整形外科提供的从人的增生性疤痕组织上获取的组织分离得到,然后接种到含有胎牛血清、青霉素(100单位/ml)和链霉素(100μg/ml)的细胞培养基上。然后在恒定含有5%CO2的保温箱中培育。培养介质每三天更换一次。采用第四代HDF成纤维细胞进行评价。
将灭菌的电纺纤维膜裁成直径为5mm的圆盘状并用细胞培养介质预湿2小时。然后把HDFs悬浮液(50ml,3×104细胞/ml)接种至膜表面,转移到96孔的培养皿(Costar,Corning,NY,USA)上。随后将接种好的支架在37℃含有5%CO2的保温箱中孵育4小时,然后在每个孔中加入100ml培养介质,并两天 更换一次。
扫描电镜照片在接种后1、3和5天拍摄。此时HDFs已经附着在膜上并开始增生。将取得的纤维膜在1倍浓度的PBS溶液下冲洗2次,然后在4℃条件下固定在4%戊二醛中2小时。然后在梯度乙醇下逐渐脱水,用蒸馏水漂洗三次。干燥的样本用喷金镀膜后在扫描电镜下观察。
HDF的增值情况在开始孵育3、6或9天后由细胞计数试剂盒(CCK-8,Dojindo Laboratories,Kumamoto,Japan)来检验。去除培养基质后,用PBS冲洗细胞-支架样品两次。然后根据说明书介绍,在每份样品中加100μl培养介质和10μlCCK-8试剂,在37℃含有5%CO2的保温箱中保存2.5小时。随后,取100μl样本液转移至96孔培养皿上,在450nm下用酶标仪测量吸光值的变化。以上所有试验都重复进行三次。
4、慢性肩袖损伤模型的建立
本实验取用144只Sprague-Dawley(SD)大鼠(获取时体重约350-400克)。手术操作依照已发表的操作规程完成。一期手术中,在全麻状态下将大鼠左肩的冈上肌从其肱骨端止点分离。在侧卧位下,在大鼠左肩前外侧做一纵形皮肤切口,钝性分离三角肌。在肩关节内收、后伸和轻度内旋的情况下,显露冈上肌在肱骨大节结的止点。在止点近侧3mm处用5-0聚丙烯缝线(Ethicon)标记冈上肌。在缝线的牵拉下,将肌腱止点从肩袖间隙冈下肌止点前缘锐性切断。最后,顺着肌纤维的方向对冈上肌前后方的粘连组织进行纵行松解,在肌腱的残端打三个单结以便修复时辨认位置。将操作部位肌肉和皮肤逐层缝合后,大鼠置于笼中,无限制运动。术后三天每12小时根据大鼠体重给予止痛药(口服安乃近,皮下给与叔丁啡)。手术三周后,将大鼠随机分为三组。对照组中肌腱残端被直接重新固定于足迹区(穿骨固定法)(n=48)。在实验组,对48只大鼠进行骨隧道修补的同时利用单纯PLGA膜进行加强;另外48只用载有bFGF的PLGA纤维膜进行加强。在修复慢性退行性损伤时,先将形成的疤痕组织切开,暴露标记的缝线并游离肌腱。用#15刀片仔细刮除足迹区残留软组织并轻度去皮质化。在腱-骨止点前后边缘用22G针头制作交叉型隧道。穿在肌腱上的缝线穿过骨隧道,坚强固定于肱骨干骺端的皮质上,从而完成了对冈上肌足迹区止点的解剖重 建。对照组的大鼠没有利用纤维膜加强。在实验组中,将PLGA或者bFGF-PLGA纤维膜覆盖在修复位置,形成一个补片-肌腱的多层复合结构。随后的闭合伤口以及术后处理与一期手术相同。
5、组织学分析
在术后第2、4及8周,分别对每组八只大鼠处以安乐死用于组织形态学的分析。在常规尸检后,组织样本固定于10%的中性缓冲福尔马林中,用Immunocal(Decal,Congers,NewYork)进行脱钙处理,再用石蜡包埋。沿着修复的冈上肌及大结节的矢状面对组织进行切片,厚度为5微米。对切片进行苏木素-伊红染色、番红-快绿染色、天狼猩红染色。
我们利用在光学显微镜下观查番红-快绿染色以了解在腱-骨结合处新生纤维软骨的情况。数字图像用莱卡DFC420C照相机拍摄(Leica,Solms)。在放大50倍条件下,人工圈出番红的异染区,再利用ImageJ软件(National Institutes of Health,Bethesda,Maryl)计算异染区的面积。每个样本的异染面积以μm2为单位。
天狼猩红染色用于对胶原沉积以及成熟度的半定量测定。通过定量测定偏振光下胶原的双折射率以发现不同组织间胶原成熟度的不同。测定方法为改变偏振光的偏振平面直到光线最强处,为了便于比较,不同组的标本包埋切片要保证相同的厚度,光强度在相同的照明条件下测定,并且一次将所有样品测定完成。拍得的显微照片被导入Image J中,并进行数字化处理。处理过后的图像在没有胶原的部位为暗区(灰度值设为零),有胶原的部位灰度从1-255赋值。在腱-骨连接处的肌腱部位随机选取十个正方形(50μm×50μm)区域,测量并计算这些区域灰度值。
6、生物力学测定
在术后第2、4及8周,每组各有八只大鼠用于生物力学的分析。从动物身上取下的肩膀随即放于-80℃冰箱中冰冻并在生物力学测定的前一天在室温下解冻。将肱骨及其上附着的冈上肌仔细地与周围组织分离,去除疤痕组织,然后将肌腹从肌腱上去除。利用数字卡尺测量肌腱在肱骨端止点的横截面积。测定生物 力学数据的仪器根据使用需要定制而成,肌腱用砂纸和氰基丙烯酸盐粘合剂固定于螺丝夹钳上,肱骨用虎钳固定以避免干骺端骨折。冈上肌的肌腱与45-N应力传感器相连,应力传感器的另一端连接于一个线性轴承,只允许与肌腱方向相同的拉力。肱骨钳固定在线性模组上。肱骨与肌腱钳之间的距离在每个样本测定时都保持相等。设定预拉力为0.1N,牵拉速度为14μm/s,直到肌腱完全断裂corresponding to approximately 0.4%strain,记录断裂时的最大负荷以及断裂的位点。位移用线性模组上达到1μm分辨率的千分尺测量。线性部分的位移数据用于刚度的计算。最大载荷根据断裂位置分组分别计算。
7、数据分析
本实验得到了上海交通大学动物管理委员会的批准。在组织形态学和生物力学测定时,所有的操作人员对于组别、组织获取的时间节点均不知晓。
计量数据均以均数±标准差表示。对数据进行单因素方差分析并用Holm-Sidak法进行两两比较。设定p<0.05为具有统计学差异。
三、结果
1、纤维膜特性
PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜通过乳液电纺技术成功制备。PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜中电纺纤维形态见图2。所有样品中的纤维结构均不含珠状颗粒,尺寸均一的纤维随机交联成形使纤维呈现出光滑的外观。纤维在透射电镜下的形态可见图2(c和d)。图2d显示了bFGF-PLGA电纺纤维的bFGF核心区和PLGA壳区,而图2c中则可清楚地观察到PLGA电纺纤维膜中PLGA单纯的纤维排列。PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜的纤维直径分别为1.04±0.25μm和0.92±0.26μm。
为了阐明乳液静电纺丝技术对电纺纤维表面性质的影响,我们测定了静电纺纤维膜的水接触角。PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜的水接触角分别为126.3±3.7°和123.2±4.1°。
我们通过应力试验来评估bFGF-PLGA电纺纤维膜的机械强度。PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜的拉伸强度分别为3.33±0.31Mpa和 3.18±0.29MPa,拉伸模量则分别为46.14±4.42MPa和39.36±3.69MPa。PLGA电纺纤维膜和bFGF-PLGA电纺纤维膜在抗张强度和抗张模量间的差异无统计学意义(p>0.05)。
2、bFGF的体外释放数据
乳液电纺丝技术将环糊精作为内水相的包含物以增加内水相的粘度以及稳定乳液,即作为bFGF的稳定赋形剂并提供高的包埋率。bFGF-PLGA纤维膜的蛋白包埋率为36.26±7.61%,bFGF在电纺纤维上的负载量为0.7252×10-3±0.07%(w/w)。
bFGF-PLGA芯核结构的bFGF累积释放率见图3。最初的2天检测到15.4%的爆发性释放,然后是持续14天(第2天到第16天)的平稳释放,随后是持续8天的缓慢释放(第16天到第24天)。位于或接近纤维表面的bFGF形成了爆发释放,将bFGF包裹进纤维核心能显著减缓初始的爆发释放。bFGF-PLGA电纺纤维膜的bFGF累积释放率为62.2%,表明培养期间核-壳纤维结构对bFGF的活性提供了很好的保护。
3、负载的bFGF可促进成纤维细胞增殖
我们将HDFs在组织培养板、PLGA电纺纤维膜及bFGF-PLGA电纺纤维膜上1天、3天和5天后的增殖情况进行比较(图4)。bFGF-PLGA电纺纤维膜上有较多的细胞生长,细胞形态呈典型的纺锤状(图4a),而PLGA膜观察到最少的细胞生长(图4b)。所有观察组中HDFs的数量均随培养时间的增加而增加(图4c)。其中PLGA电纺纤维膜组细胞数量增加较缓,提示PLGA电纺纤维膜上的HDFs增殖低下。然而,bFGF-PLGA电纺纤维膜组5天后与1天后或3天后HDFs增殖的差异有统计学意义(p<0.05),提示PLGA纤维负载的bFGF对HDFs的增殖有远期促进效果。
4、大体观察
实验动物的手术区域肉眼下未观察到感染证据,也没有发生粘连和挛缩而导致肩关节活动度受限。所有的动物处死时均可见修复肌腱与骨保持连续性。尸检时冈上肌腱及愈合部位未观察到肉眼可见实质差异。术后2周实验组的肌腱附着足印区可见残余的电纺膜,而之后的时间节点则未观测到残余电纺膜。
5、组织学分析
bFGF-PLGA组采用负载生长因子bFGF的PLGA纳米纤维膜材料,PLGA组采用PLGA纳米纤维膜材料,Control组为空白对照。
细胞计数和宿主组织反应:
在低倍镜下观察发现(图5),实验组的纤维膜在术后第2和第4周发现残留膜,而bFGF-PLGA组的纤维膜降解速度更快。在术后第八周时,纤维膜被完全降解。术后第二周,高倍镜观察发现膜纤维已经开始吸收,在纤维间隙可见成纤维细胞。特别是bFGF-PLGA组,可辨别的纤维膜与周围组织紧密交联在一起。移植物多处表现细胞浸润,主要为分散在原位筋膜结构纤维束内或束间的成纤维细胞。在术后第四周,成纤维细胞分布中等且排布缺乏规律性,在膜与宿主组织之间开始有血管形成。细胞排列和细胞计数与第八周相比均相对较差。在bFGF-PLGA组,肌腱止点位置的纤维软骨组织有更好的同向性。与实验组相比,对照组的愈合能力较弱,且再生速度在各个时间节点均较慢。
异染性:
术后第2周,PLGA和bFGF-PLGA纤维膜均使腱-骨结合处粘多糖染色面积较对照组增大(对照组354503±19693μm2,PLGA组407041±16211μm2,bFGF-PLGA组430569±9109μm2)。与PLGA组相比,bFGF-PLGA组的异染性显著性升高(P=0.018)。术后第4周和第8周,实验组较对照组染色总面积更大(对照组402729±14704和409909±14257μm2,PLGA组444898±17109和472893±12230μm2,bFGF-PLGA组459096±13042和488769±11389μm2),PLGA组与bFGF-PLGA组间无统计学差异(图6)。bFGF-PLGA表现出促进腱-骨结合处软骨再生的性能,尤其是早期bFGF释放的作用最为明显。
胶原结构:
在偏振光下观察愈合处的双折射率,发现三个时间节点的实验组均较对照组胶原含量有显著增加(对照组2周时18.5±0.6灰度值,4周时29.8±0.9,8周时42.1±1.3;PLGA组2周时20.5±0.9,4周时31.4±0.7,8周时43.8±1.0;bFGF-PLGA组2周时22.6±0.7,4周时32.7±0.8,8周时45.4±1.2)。并且bFGF-PLGA组较PLGA组胶原双折射率有显著增加(图7)。上述结果均提示bFGF-PLGA组能促进胶原合成。
6、生物力学测试
愈合处肌腱横截面积:
术后2周,对照组与实验组比较,横截面积无统计学差异(对照组8.4±0.5mm2,PLGA组8.6±0.7mm2,bFGF-PLGA组9.0±0.9mm2,对照组与PLGA组P=0.866,对照组与bFGF-PLGA组P=0.307)。术后4周,实验组与对照组的横截面积有统计学差异(对照组14.1±1.5mm2,PLGA组15.7±1.0mm2,bFGF-PLGA组16.1±1.1mm2,对照组与PLGA组P=0.046,对照组与bFGF-PLGA组P=0.008),两实验组间无统计学差异(P=0.836)。术后8周,实验组与对照组的横截面积有统计学差异(对照组16.6±0.6mm2,PLGA组17.8±0.9mm2,bFGF-PLGA组18.4±0.6mm2)(图8A)。因此,4周后实验组愈合处横截面积的增加很可能是由于植入电纺膜而额外增加的厚度。
冈上肌的最大负荷与刚度:
术后2周,三组间冈上肌腱-骨结合处的最大负荷与刚度无统计学差异(对照组8.4±0.6N和5.5±0.5N/mm,PLGA组8.7±0.9N和5.7±0.7N/mm,bFGF/PLGA9.1±0.9N和6.1±0.6N/mm)。术后4周,实验组相较对照组其冈上肌腱-骨结合处的最大负荷与刚度的增加有统计学意义(对照组18.3±1.0N和8.0±0.8N/mm,PLGA组20.7±1.6N和9.4±0.8N/mm,bFGF-PLGA组21.4±1.3N和9.7±0.5N/mm)。两个实验组间无统计学差异。术后8周,bFGF-PLGA组较PLGA组及对照组,其冈上肌腱-骨结合处的最大负荷与刚度的增加有统计学意义(对照组27.2±1.1N和13.2±0.7N/mm,PLGA组28.4±1.2N和13.7±0.7N/mm,bFGF-PLGA组32.7±1.0N和14.9±0.3N/mm)(图8B,图8C)。提示8周后,经bFGF-PLGA膜加强的冈上肌腱-骨结合处的机械强度显著增加。
肌腱愈合点的极限应力:
术后2周和4周,三组间愈合点的极限强度无统计学差异(对照组1.00±0.03MPa和1.31±0.08MPa,PLGA组1.00±0.02MPa和1.32±0.06MPa,bFGF-PLGA组1.02±0.02MPa和1.33±0.05MPa)。术后8周,bFGF-PLGA组较其他两组,其愈合点的极限应力更大,且这个变化是有有统计学意义的(对照组1.59±0.02MPa,PLGA组1.62±0.03MPa,bFGF-PLGA组1.82±0.03MPa)(图8在大鼠的慢性肩袖损伤修补术中,与单纯修复相比,在腱-骨连接愈合处 使用bFGF-PLGA纤维膜可以增加愈合处的强度,增加纤维软骨量并且优化胶原的排布。利用bFGF-PLGA促进肩袖的再生是一种很有前景的治疗方法),这与前述最大负荷与刚度的结果一致。
在大鼠的慢性肩袖损伤修补术中,与单纯修复相比,在腱-骨连接愈合处使用bFGF-PLGA纤维膜可以增加愈合处的强度,增加纤维软骨量并且优化胶原的排布。利用bFGF-PLGA促进肩袖的再生是一种很有前景的治疗方法。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种纳米纤维膜在制备治疗肩袖损伤的材料中的应用,其中,所述纳米纤维膜为促进细胞生长的电纺纤维膜。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述纳米纤维膜应用于制备肩袖损伤中促进肌腱快速再生的材料。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述纳米纤维膜的组成成分包括细胞因子、药用辅料和可降解高分子材料,其中,细胞因子与药用辅料的质量比为(0.05-0.5):(1000-10000),细胞因子与可降解高分子材料的质量比为(0.5-0.9):(500-10000)。
4.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,细胞因子与可降解高分子材料的质量比为(0.5-0.9):1000。
5.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,细胞因子与药用辅料的质量比为0.2:(2000-6000)。
6.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述细胞因子选自碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子-1、表皮生长因子、转化生长因子-13和血小板源性生长因子中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述药用辅料为环糊精、PVA和卵磷脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述可降解高分子材料选自聚羟基羧酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚己内酯共聚物、聚己内酯、聚磷酸酯、聚碳酸酯或聚酸酐中的一种或几种。
9.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述纳米纤维膜按照下述步骤制备而成:
步骤1,将细胞因子和药用辅料溶于缓冲液中,将可降解高分子材料溶于有机溶剂中;
步骤2,将含有细胞因子和药用辅料的缓冲液滴加到含可降解高分子材料的有机溶剂中,超声处理;
步骤3,将步骤2处理得到的乳液通过静电纺丝工艺制备成纳米纤维膜。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,步骤1处理后的缓冲液中α-环糊精的浓度为60-100mg/mL,有机溶剂中PLGA的浓度为10-15wt%。
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