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干细胞与肌腱组织工程

最新修订时间:

材料与仪器

步骤

 

人 胚 肌 腱 细 胞 的 分 离 培 养 294

9 . 4 . 1 . 1 人 胚 肌 腱 细 胞 的 分 离 培 养 1 ) 试剂 Fl2 培养基、 10%新生小牛血清、 100U /ml 青霉素、 100fag/ml链霉素。 2 ) 方法 ⑴ 肌 腱 取 自 于 3 ~ 5 月龄意外流产胎儿四肢, 7 5 % 乙醇消毒,剪除肌腱外膜组织, P B S 液 洗 涤 3 次 。 (2) 将肌腱段剪成1〜 2m m 3块 ,用 0.25%胰蛋白酶和0.1%胶原酶于3 7 ¾ 消 化 2〜 4h , 中间摇动2〜 3 次 。 ( 3 ) 用 含 1 0 % 新生小牛血清和抗生素的F 1 2 培养基中止消化, 8 0 目尼龙筛网过滤除 去碎块。 (4) 滤 液 5 0 0 g 离 心 IOrnin, 弃上清。用培养基洗涤沉淀一次。 ( 5 ) 用完全培养基重悬细胞,计 数 ,按 IO5个/ m 2 接种于培养瓶中。 ( 6 ) 原代培养的人胚肌腱细胞达到8 0 % 融合后进行常规传代培养。

兔 肌 腱 细 胞 的 分 离 培 养

1 ) 试剂 F 1 2 培养基、 1 0 % 新生小牛血清、 l〇〇U / m l 青霉素、 1 0 0 p g / m l 链霉素。 2 ) 方法 ⑴切取新西兰白兔后肢屈趾肌腱,在放大镜下去除肌腱外膜组织; D - H a n k 缓冲液 洗 涤 3 次 。 ( 2 ) 用 0 . 2 5 % 胰蛋白酶及 0 . 1 % 胶原酶将整段肌腱于3 7 ¾ 消 化 2 0 m k 。 ( 3 ) 用完全培养基终止消化, D - H a n k 缓冲液洗涤 3 次。 ⑷ 将 肌 腱 剪 成 l ~ 2 m m 3块 ,用 0 . 2 5 % 胰蛋白酶和 0 . 1 % 胶原酶于37尤消化 l h 。 (5)用完全培养基终止消化, 2 0 0 目滤网过滤除去碎块。

肌 腱 细 胞 的 形 态 特 征 及 鉴 定

1 ) 细胞形态

刚分离出的人腱细胞呈圆形,有很强的折光性。 48 h 后大部分细胞贴壁,贴壁生长后形态呈梭形,细胞两极突起较长 (杨 志 明 2004)。
2 ) 特征鉴定

肌腱是由胶原束、肌腱胶质和肌腱细胞组成,具 有 j 型胶原的合成能力,因此可以检 测 I 型胶原和胶原的特征蛋白轻脯氨酸来鉴定 (项 舟 等 2 〇〇〇)。

(1) 经脯氨酸含量测定:选择原代或传代细胞,每 代 以 10 瓶为一组,定量接种细胞及加入培养基培养 7 天 ,完全培养基为空白对照组。用自动生化分析仪测定培养液中的羟脯氨酸含量。

(2) I 型胶原检测:将传代的肌腱细胞种于放有载玻片的培养瓶中做成细胞爬片,培养一周后用免疫细胞化学的方法对 I 型胶原进行染色鉴定。

肌 腱 细 胞 和 支 架 材 料 的 复 合 培 养

复合支架材料的研究已取得了一定的进展,但仍然不能确定哪一种材料最适合肌腱的组织工程化应用。下面我们以 PG A 为支架材料描述 Leghorn 鸡肌腱细胞和材料复合培养实验技术。

试 剂 材 料

DMEM 培养基、 1 0 % 新生小牛血清、 l 〇〇 U/ml 青霉素、 lOO^g/ml 链霉素、 P B S 缓冲液、0.25% II 型胶原酶、0.25% 胰蛋白酶、PGA 支架材料、Maxon 可吸收缝合线、Leghorn 鸡。

方法

1 ) 肌腱细胞的分离培养 ⑴无菌状态下切取 Leghorn鸡 I M V 趾深屈肌腱,将肌腱组织剪成1〜 2 m m 3的组织 块 ,于离心管中P B S洗 3 遍。 (2)加人 0 . 2 % 的 I I 型胶原酶,于 3 7 ¾ 摇床摇动消化,分别于4h、 5h、 7h 收取肌腱 细胞。 ⑶ 收 取 细 胞 时 ,以 2 0 0 目滤器去除组织碎块,滤 液 l〇〇〇r/m i n 离 心 5min。弃上清, 加 PB S重悬细胞洗涤i 次。 ⑷ 加 入 含 10% F C S 的 D M E M 培养基重悬细胞,接种于培养瓶。 (5) 置 入 3 7 ¾ 、 5 % C O 2饱和湿度培养箱中培养。 (6) 每 2〜 3 天换液一次,当肌腱细胞达8〇%~9〇%融合时,进行细胞的常规传代培养 2 ) 支架材料的制备 ⑴ 取 PGA编织网剪裁为1.5c m x0.6c m 大小,弯曲后用M a x o n 缝线将其缝制为长度 为 0.5c m 的圆柱状三维支架。 〃 (2) 7 5 % 乙醇中浸泡消毒灭菌u h 。 ⑶ 用 P B S洗涤几遍,再用培养基洗涤一遍,与肌腱细胞复合培养前用培养基浸泡 12h〇 3 ) 肌腱细胞与支架材料复合培养 (1) 将肌腱细胞用培养基制成浓度5xl06个/m l 的细胞悬液。 (2) 支架材料预置在6 孔板或24 孔板中,将肌腱细胞缓慢滴加接种于材料上。 (3)置 入 37弋、 5 % CO2饱和湿度培养箱中孵育培养4〜 6h。 ° (4) 添加适量培养基,于培养箱中继续培养7 天 ,隔日换液1 次 4 ) 应力场刺激培养 ° 歡 架 淋 復 合 鮮 48h 隨 预 力 獅 娜 轉 ,赫 鴨 ( 纖 ) 初 频 头验表明,对细胞支架复合体施以1〇%应变、频 率 〇.2Hz 、每小 廿 48h 的加载条件,适合肌腱细胞生长而不致引起细胞死亡。 ’ ^ 5 ) 培养观察 (1)倒置显微镜观察:在倒置显微镜下观察细胞与材料的黏附和在材料上的生长 倩况。 ⑵扫描电镜观察: a. 将材料从培养基中移出,在 3 7 ¾ 条件下,用 P B S 轻洗丄遍 b, 3 % 戊二醛溶液4X :固 定 lh, P B S 冲洗3 遍。

c. 1 % 锇 酸 固 定 液 代 固 定 2 h , P B S 冲 洗 3 遍 。 -
d. 5 0 % 、 7 0 % 、 8 0 % 、 9 0 % 、 9 5 % 梯度乙醇逐级脱水。
e. 临界点干燥、喷金,扫描电镜观察。

动 物 实 验

(1) 取 1 2 月龄雌性 Leghorn 鸡 2 0 只 , 2.5% 戊巴比妥钠麻醉,常规消毒。

(2) 将每只鸡左右两侧足第二趾深屈肌腱切断,并造成缺损,约 1.5c m 长 。

(3) 用体外构建的组织工程化肌腱桥接缺损区,断 端 用 5-0 无创伤肌腱缝合线做改良Kessler 法缝合。

⑷ 术 后 第 二 趾 屈 曲 位 固 定 5 天 。分笼饲养,自由进食。分别于术后 2 周 、 4 周 、 6周 、 8 周取材制备标本。

检 测 方 法

扫 描 电 镜 观 察

同前。观察支架材料复合细胞前后形态变化。

组 织 学 观 察

将 标 本 用 1 0 % 中性福尔马林液固定,石蜡包埋,切 片 , H E 染色 和 Masson trichrome染色进行组织学变化观察。

Masson trichrome 染色方法:

(1) 常规将切片脱蜡至水。

(2) 人 1 % 丽春红染液 3 min。

(3) 1 % 乙酸水溶液分色。

(4) 1 % 磷钼酸水溶液染 5m i n 后入蒸馏水洗。

(5) 1 % 甲基蓝染液 2 min,入蒸馏水洗。

(6) 梯度乙醇快速脱水。

(7) 二甲苯透明,中性树胶封固。

生 物 力 学 测 定

采 用 I N S T R O N 生物力学测定仪测定肌腱组织的抗拉力。在室温、生理盐水润湿条件 下 ,测定其抗拉强度、最大断裂能量和最大断裂应变。加载速度为 5 mm/min, 载荷下降 9 0 % 时停止加载。每标本测试前均以 I N 反 复 牵 拉 10 次 ,使标本较原来长度延长〇 5 m m左右以预调。

I 型 肢 原 含 量 测 定

用免疫组织化学方法。

(1) 石蜡切片常规脱蜡

(2) 0.3% 过氧化氢孵育 5 min。

⑶ 蒸 馏 水 冲 洗 2 次 ,每 次 5 min。

⑷ 5 % 正常山羊血清室温封闭 lOmin。

(5) 彳顷去血清,加入兔抗鸡 I 型胶原抗体 4℃孵育过夜。

(6) PBS 冲 洗 3 次 ,每 次 5 min。

(7) 滴加生物素标记的二抗,孵 育 30 min。

(8) PB S 冲 洗 3 次 ,每 次 5 min。

(9) 辣根过氧化物酶标记的连霉卵白素孵育 lOmin。

(10)PBS冲 洗 3 次 ,每次 5min。

(11) D A B 显色,苏木素复染封片

来源:丁香实验

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