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复合人脐带间充质干细胞来源外泌体的新型细菌纤维素生物膜预防硬膜外纤维化

 

Authors Wang B, Li P, Shangguan L, Ma J, Mao KZ, Zhang Q, Wang YG, Liu ZY, Mao KY

Received 11 March 2018

Accepted for publication 18 June 2018

Published 7 September 2018 Volume 2018:13 Pages 5257—5273

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S167880

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Editor who approved publication: Dr Lei Yang

目的腰椎手术失败综合症(Failed back surgery syndrome,FBSS)常在腰椎手术失败后发生,其特征是在矫正腰椎疾病后,持续的背部和/或腿部疼痛,硬膜外纤维化和粘连是 FBSS 的主要原因。近年来,已研发了多种生物材料作为屏障或防止在神经结构上的术后纤维化,效果欠佳。
方法在本研究中,我们制备了一种新型细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)抗粘附膜,其主要成分由来自人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSC)组成。通过扫描电镜分析和表征了其结构和形态,检测含水量,厚度和弹性力学性能。评估生物膜在体外的降解性,并测试其体外细胞毒性和体内生物相容性,最终在兔模型动物实验中研究了新型细菌纤维素抗粘附膜对椎板切除术后硬膜外纤维化的预防作用。
结果制备的新型细菌纤维素生物膜的平均内径在 25.25±1.05 μm,有利于营养物质和氧气交换。含水量为 94.13%±1.89%,拉伸强度为 3.15±0.42 Mpa,断裂伸长率为 28.60%±3.59%,弹性模量为 11.02±0.76 Mpa,表明制备的新型生物膜具有良好的物理和机械性能。在第 个月的质量绝对值减少为 0.066±0.025 g,表明其几乎不发生降解,可保持其稳定性。植入兔体内后,早期和晚期的毒性检测表明,ALTASTBUNScr 未见有明显改变,表明制备的新型生物膜具有良好的生物相容性术后大体MRI 组织病理学结果显示,新型生物膜组中的粘连程度最轻。术后 12 成纤维相关基因检测结果发现COL ICOL III 和 α-SMA 新型生物膜组分别是空白对照组的 0.55 倍、0.53 和 0.67 倍,提示制备的新型生物膜可预防术后纤维化。
结论根据目前的研究结果,我们制备的新型生物膜是一种有前途的材料,可以预防术后硬膜外纤维化和粘连。
关键词:腰椎手术失败综合征;硬膜外纤维化;粘连人脐带间充质干细胞;外泌体;细菌纤维素




Figure 5 Biocompatibility of the BC+Exos membrane in vivo.