细菌纤维素人工硬脑膜的优化及其对机体炎性反应的影响

发布时间：2017-08-18 22:14

  本文关键词：细菌纤维素人工硬脑膜的优化及其对机体炎性反应的影响

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【摘要】：硬脑膜是位于脑表面与颅骨内侧面之间的厚而坚韧的双层膜性组织,其主要功能是对脑组织起保护、支持作用。在临床上,机体内、外不同致伤因子可造成硬脑膜的缺损。为预防脑与周围组织的粘连、脑脊液漏和颅内感染,并为神经组织提供容纳和保护,硬脑膜缺损需进行修补。细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)是由醋酸杆菌培养发酵制得的纳米级水平的β-D-葡萄糖,因其具有许多优良的物理和化学特性,已通过组织病理学和分子生物学等证明细菌纤维素膜可作为硬脑膜替代材料。本课题的第一部分将细菌纤维素膜用于修补兔硬脑膜缺损,从体液学的角度,评价该材料的活体移植效果,探讨细菌纤维素作为硬脑膜替代材料的可行性。优化细菌纤维素(optimization of bacterial cellulose,OBC)是指分别利用静电纺丝技术和氧化技术优化普通细菌纤维素在纳米孔隙度、均质性和生物降解性等参数的产物,包括静电纺丝细菌纤维素(electrospinning bacterial cellulose,EBC)和氧化细菌纤维素(oxidizing bacteria cellulose,OXBC)。本课题的第二部分首先制备优化细菌纤维素膜,并通过动物实验,将优化细菌纤维素膜用于修补兔硬脑膜缺损,与普通细菌纤维素膜做对照,进行组织病理学检查,探讨不同优化细菌纤维素膜的安全性和生物相容性。第三部分运用兔硬脑膜缺损模型,应用分子生物学技术检测优化细菌纤维素的生物学性能与移植后对机体局部炎症因子等分子水平改变,探讨优化细菌纤维素膜作为硬脑膜替代材料的可行性。第一部分兔硬脑膜缺损修补后对脑脊液炎性指标的影响【目的】建立兔硬脑膜缺损模型,然后应用不同材料进行修补,检测修补后的脑脊液的炎性指标变化,探讨其对局部炎性反应的影响。【方法】成年雄性新西兰兔共20只,随机分为4组(A、B、C、D),每组各5只,手术去除兔双侧额顶部骨瓣及A、B、C组硬脑膜。A组未修补,B组行市售人工硬脑膜修补,C组予以细菌纤维素膜修补,D组为对照组,保留自身硬脑膜完整。分别于手术后第3,7,14,30,90天应用经皮枕大池穿刺的方法提取脑脊液,检测相关炎症指标—细菌学涂片,白细胞,葡萄糖和蛋白质。【结果】所有动物均成功提取脑脊液。未修补组在术后7天、14天均出现一只新西兰兔的细菌学涂片检查结果为阳性,其余各时间点各组动物的涂片结果均为阴性;与对照组比较,未修补组:白细胞在术后3、90天轻度升高,7、14、30天中度升高;葡萄糖在术后3、30、90天轻度降低,7、14天中度降低;蛋白质在术后90天轻度升高,3、7、14、30天中度升高(P≤0.05)市售人工硬脑膜组:白细胞和蛋白质在术后3、30天出现轻度升高(P≤0.05);葡萄糖在术后3、30天出现轻度降低(P≤0.05)。BC组:白细胞和蛋白质在术后3天出现轻度升高(P≤0.05);葡萄糖在术后3天出现轻度降低(P≤0.05)。其中在术后30天,市售人工硬脑膜组白细胞及蛋白质的升高程度大于BC组,术后3天,市售人工硬脑膜组葡萄糖的降低程度大于BC组(P≤0.05)。【结论】细菌纤维素膜用于修补兔硬脑膜缺损,可有效的防止脑脊液漏,减少中枢性感染的发生,具有良好的生物相容性,是一种较为理想的生物硬脑膜替代材料。第二部分优化细菌纤维素膜的制备及修补兔硬膜缺损后的组织学观察【目的】探讨优化细菌纤维素的制备及其应用于兔硬膜缺损模型后的早期大体和组织病理学改变。【方法】利用静电纺丝技术和氧化技术制备静电纺丝细菌纤维素膜和氧化细菌纤维素膜。选取成年雄性新西兰兔共60只,随机分为A、B、C三组,每组各20只。手术去除兔双侧额顶部骨瓣及硬脑膜。A组硬膜缺损均予以静电纺丝细菌纤维素膜进行修补,B组硬膜缺损均予以氧化细菌纤维素膜进行修补,C组硬膜缺损均予以普通细菌纤维膜进行修补。分别于术后第3、7、14、21天随机选取各组中的5只动物随机处死,行大体和组织病理学观察。【结果】术后各组动物在观察期内均未发生排异和毒性不良反应。不同类型的细菌纤维素膜均能均匀的覆盖于脑表面,未与脑组织发生粘连,镜检发现各组均有外侧面纤维结缔组织增厚,新生毛细血管生成。【结论】优化细菌纤维素属于无毒性生物学材料,作为硬脑膜替代材料,可基本恢复其解剖结构,且不易与脑组织发生粘连,可有效的防止脑脊液漏和癫痫的发生。第三部分不同类型细菌纤维素膜修补硬膜缺损后组织炎症因子的检测【目的】应用不同类型的细菌纤维素膜对兔硬脑膜缺损进行修补,探讨不同类型的细菌纤维素膜移植后早期对机体炎性反应的影响。【方法】成年雄性新西兰兔共40只,随机分为A、B两组,每组各20只。手术去除兔双侧额顶部骨瓣及硬脑膜。A组中的一侧硬膜缺损用静电纺丝细菌纤维素膜修补,另一侧缺损用细菌纤维素膜修补,作为对照。B组中的一侧缺损用氧化细菌纤维素膜进行修补,另一侧缺损用细菌纤维素膜进行修补,作为对照。分别于术后3、7、14、21天随机选取各组中的5只新西兰兔予以处死,取修补部位的组织,采用荧光PCR技术检测各种材料植入后组织中炎症相关因子:肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素1β(IL-1β)的表达量;同时应用Western Blot技术检测修补区域组织的诱导型一氧化氮合酶(i NOS)和环氧化酶-2(COX-2)的含量,比较各种材料植入后炎症反应的程度。【结果】A组RT-PCR显示:术后3天EBC组IL-6的表达量、术后7天EBC组IL-1β的表达量、术后14天EBC组TNF-α和术后21天EBC组IL-6和IL-1β的表达量低于BC组(P≤0.05)。Western Blot结果显示:EBC组i NOS在术后3天、14天和21天的表达均低于同一时期BC组修补区域(P≤0.05),其中术后21天的表达量有显著的统计学差异(P0.01)。EBC组COX-2在术后7天、21天的表达低于BC组(P≤0.05),其中术后21天的表达量有显著的统计学差异(P0.01)。B组RT-PCR显示:术后3天OXBC组IL-1β的表达量、术后7天OXBC组IL-6的表达量、术后14天OXBC组IL-1β和术后21天EBC组TNF-α、IL-6和IL-1β的表达量低于BC组(P≤0.05),其中术后21天EBC组TNF-α的表达量与BC组相比具有显著的统计学差异(P0.01)。Western Blot结果显示:OXBC组i NOS在术后7天、14天和21天的表达均低于同一时期BC组修补区域(P≤0.05),其中术后21天的表达量有显著的统计学差异(P0.01)。OXBC组COX-2在术后3天、14天、21天的表达低于BC组(P≤0.05),其中术后21天的表达量有显著的统计学差异(P0.01)。【结论】优化细菌纤维素膜修补兔硬脑膜缺损后早期局部炎症反应较直接发酵制得的普通细菌纤维素膜更为轻微,可能成为更为优越的硬脑膜替代材料。
【关键词】：细菌纤维素膜 静电纺丝细菌纤维素膜 氧化细菌纤维素膜 硬脑膜替代材料 脑脊液 炎症因子
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.1
【目录】：

• 摘要4-8
• ABSTRACT8-16
• 绪论16-18
• 第一部分 兔硬脑膜缺损修补后对脑脊液炎性指标的影响18-25
• 1.材料18-19
• 1.1 主要试剂、耗材及仪器18
• 1.2 细菌纤维素膜的制备18-19
• 1.3 实验动物来源19
• 2.方法19-21
• 2.1 实验动物的分组及处理19
• 2.2 手术方法19-20
• 2.3 术后处理20
• 2.4 脑脊液的提取20
• 2.5 细菌学涂片、白细胞、葡萄糖、蛋白质等指标的检测20-21
• 3.结果21-22
• 3.1 细菌学涂片21
• 3.2 白细胞21
• 3.3 葡萄糖21-22
• 3.4 蛋白质22
• 4.讨论22-24
• 4.1 动物模型的建立22-23
• 4.2 脑脊液的采集23
• 4.3 脑脊液炎症指标的改变及意义23-24
• 5.小结24-25
• 第二部分 优化细菌纤维素膜的制备及修补兔硬膜缺损后的组织学观察25-31
• 1.材料25-26
• 1.1 主要试剂与耗材25
• 1.2 主要仪器与设备25-26
• 2.方法26-28
• 2.1 优化细菌纤维素膜的制备26
• 2.2 动物实验26-27
• 2.3 组织化学染色27-28
• 3.结果28-29
• 3.1 术后动物生命体征状况28
• 3.2 标本大体观察28-29
• 3.3 组织学镜下观察29
• 4.讨论29-30
• 4.1 优化细菌纤维素膜的安全性29
• 4.2 优化细菌纤维素膜作为硬脑膜替代材料的作用及其机制29-30
• 5.小结30-31
• 第三部分 不同类型细菌纤维素膜修补硬膜缺损后组织炎症因子的检测31-47
• 1.材料32-34
• 1.1 主要试剂与耗材32-33
• 1.2 主要仪器与设备33-34
• 2.方法34-41
• 2.1 动物实验34
• 2.2 RT-PCR检测炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β的表达34-38
• 2.3 Western Blot技术检测移植后iNOS、COX-2 的含量38-41
• 3.结果41-45
• 3.1 荧光定量PCR检测TNF-α、IL-6 及IL-1β结果分析41-42
• 3.2 Western Blot检测iNOS、COX-2 结果分析42-45
• 4.讨论45-46
• 4.1 优化细菌纤维素膜的特性45
• 4.2 优化细菌纤维素膜修补硬膜缺损后对机体局部炎症反应的影响45-46
• 5.小结46-47
• 参考文献47-51
• 附图51-57
• 综述57-65
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文65
• 攻读硕士学位期间参与的课题65-66
• 中英文缩略词表66-67
• 致谢67-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：697056