蚕丝制品的制作方法_4

文档序号:8500841阅读:来源:国知局
902, 73. 397 和73. 662ym);图IlH和IlI显示10秒处理的情形中解体(之后再稳固)深度的测量值 (17. 804 和 27.57ym)。
[0093]图 12 显示,左图:扫描电镜检查(Scanningelectronmicroscopy,SEM)照片 显示编辫的未经处理的丝架(作为对照)。中图:SEM照片显示经CaCl2/Et0H/H20处理 (20secCaCl2)或经甲酸处理(20secFA)的蚕丝制品的表面,处理持续时间为20sec或 40sec(40secCaCl2;40secFA)。右图:SEM照片显示经CaCl2/Et0H/H20和甲酸处理的本发 明蚕丝制品的表面,每步处理的持续时间为20sec(20secCaCl2/20secFA)。比例尺分别为 100Um和 10ym〇
[0094] 图13显示将原生丝纤维和未脱胶丝纤维粘在一起,得到未破坏且未解体的结构 (13A(US8 202 379BI)、13B(Haverhals等,2010)、13C(Ghanaati等,2010)。
【具体实施方式】[0095]实施例:
[0096] 材料和方法
[0097] 除非特指,所有试剂都得自Sigma(维也纳,奥地利)且为分析级。
[0098] 设计并制备蚕丝导管
[0099] 白色家蚕蚕丝(20/22den,250T/m)购自TestexAG(苏黎世,瑞士)。该蚕丝导管 具有管状造型,是与一个商业纺织公司(EdelridGmbH,丨snyimAllgiiu,德国)合作制造。 六根单丝绞成纱线(yarn),代表了商业编织机的原材料。所述管状结构是由六个相互缠绕 扭结的丝线形成的,见图1的示例。所得的生丝导管在0. 2M硼酸的0. 05M硼酸钠缓冲液pH =9. 0中煮沸(Jiang等,Mat.Lett. 60 (2006),919-925)以脱胶。故,将2g生丝导管两次 在500mL脱胶液中煮沸45min。脱胶后,丝架在CldH2O中充分洗净,风干,以备进一步加工。
[0100] 经过脱胶的SF管纱置于ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)杆上,在三元溶剂氯化 钙/蒸馏水/乙醇(CaCl2/H20/乙醇,摩尔比1:8:2)组成的煮沸液中浸泡20秒。待表面浸 蚀后,马上将管纱在100%甲酸(FA)中室温浸泡20秒。然后将管纱再在甲醇中再浸没20 分钟,随后用CldH2O彻底清洗。将这些管纱在层流气流下干燥,高压蒸汽灭菌,备用。
[0101] 耐力(Endurance)和疲劳(fatigue)测试
[0102] 为测试SF-NGC与未处理的初始管状SF-骨架相比的弹性,定制了一台加压测试 仪。此设备被设计为以恒定最大压力对测试标本反复施压。活塞由随动发动机(Modelcraft RS2MG/BBstandardservo,ConradElectronicSE,Hirschau,德国)驱动,以接近 5mm/ s的速度,从顶部位置向下直线移动,直到它触碰到探头(probe)。活塞持续压迫探头直至 达到预设的力度阈值。活塞中整合有压力感应电阻(StraingaugeFSR151,Interlink electronics,Camarillo,CA,USA),起感应器的作用,是分压器(voltagedivider)的组成 部分。用微型控制器(ArduinoDuemilanoveControllerBoardwithAtmega328yC,Atmel MunichGmbH,Garching/Munich,德国)内置的IObitADC,以 50Hz的采样频率,对电阻、 因此还有施加的压力不断采样。此系统用实验室标度(scale)校准,操作精度在±5g 以内。活塞一旦达到阈值就返回顶部位置,并在顶部停留一段时间,该时间由用户设定。 此过程按用户在串联LCD显示器(SerLCDSFE09395 2lineLCDDisplay,Sparkfun electronics,Boulder,USA)上设定的反复次数而不断反复。
[0103] 测试前,各份样品在PBS中水化过夜(o/n)。为进行测试,导管在Petri皿中固定, 用PBS覆盖。力学测试方案是,进行1000个加压和释压周期,所加压力为300g,每次加压 持续300ms。测试过程后,将所测试的管纱室温过夜以便风干,在施压部位小心地切出接近Imm厚的切片进行形态学分析。最后,施压后残余的变形能力用SEM分析来评估。
[0104]SEM分析
[0105] 样品在2. 5%戊二醛的次甲砷酸缓冲液中室温过夜进行固定。然后样品由分级 乙醇和接下来的六甲基二娃氮(disilazane)脱水,再在通风橱中风干。样品用Polaron SC7620 喷涂仪(QuorumTechnologiesLtd.EastGrinstead,英国)喷涂Pd_Au,用JEOL JSM-6510 扫描电镜(JEOLGmbH,Eching/Munich,Germany)以 3kV进彳丁检查。
[0106] 细胞培养实验
[0107]NIH/3T3
[0108] NIH/3T3细胞系购自ECACC(欧洲细胞培养物保藏中心,UK)。在包被有0. 2%明胶 溶液的平板中,将NIH/3T3细胞培养在含10%胎牛血清(FCS)的DMEM(LonzaLtd.,巴塞 尔,瑞士)中,该培养基补加了 2mML-谷氨酰胺、lOOU/mL青霉素和0.lmg/mL链霉素。
[0109] 许旺样细胞(Schwann-likecells)
[0110] 脂肪衍生的基质细胞(Adipose-derivedstromacells,ASC)从Sprague-Dawley 大鼠分离,并分化为许旺细胞样表型(Kingham等,Exp.Neurol. 207(2007),267-274)。简 言之,将解剖出的内脏脂肪切碎,用I型胶原蛋白酶处理,分离出ASC。细胞在作为生长培 养基、含10%胎牛血清(FCS;PAA,Pasching,奥地利)的改良型Eagle培养基(a-MEM)中 培养和传代后,ASC先与含lmM0 -巯基乙醇的生长培养基一起保温24h。然后,将培养基 换成补加了 35ng/mL全反式视黄酸的新鲜培养基,再培养2h。最后,添加分化培养基,其包 含血小板衍生的生长因子(PDF;Peprotech,维也纳,奥地利)、lOng/mL碱性成纤维细胞生 长因子(bFGF;P印rotech,维也纳,奥地利)、14yM毛喉素和252ng/mL神经胶质生长因子 2 (GGF-2 ;Peprotech,维也纳,奥地利)。
[0111] 许旺样细胞(Schwann-likecells,SLCs)以IO5个细胞/mL的浓度接种 在SF-NGC内壁。2小时后,给细胞供应含10 %FCS(PAA,Pasching,奥地利)、0. 1 % heregulin(Preprotech,维也纳,奥地利)和14yM毛喉素的培养基。3天后,SLC附着至 SF-NGC内壁结构的情况用钙黄绿素AM染色(Invitrogen,维也纳,奥地利)评估。
[0112] 细胞通透性
[0113] 设计一个细胞迀移试验来验证SF-NGC的细胞不通透性。用IOOy1含 F1DGF-AA(Peprotech,维也纳,奥地利)的纤维蛋白凝块(Tisseel,Baxter,维也纳,奥地 利)诱导细胞迀移。l〇ngI3DGF-AA在纤维蛋白原中彻底混合后,将该混聚物与250个单位 /mL的凝血酶一起保温。得到的紧密纤维蛋白结构避免了TOGF-AA的爆发释放。再将此纤 维蛋白凝块置于所研宄的管纱内侧,将如此装配的结构物钉入包被了硅酮的(Sylgard? 184,DowCorningEuropeS.A.,Seneffe,Belgium) 12-孔平板中。另一份 100y1 的纤维 蛋白凝块含2.5xl05NIH/3T3成纤维细胞,将其放置在所述管纱顶部。.纤维蛋白原用2个 单位/mL凝血酶聚合,以生成松散的均匀纤维蛋白结构,并允许成纤维细胞从该凝块相趋 化刺激物迀移。作为阳性对照,从含有TOGF-AA的凝块用IOOym孔径的细胞滤器的尼龙网 (BectonDickinson,Schwechat,奥地利)分离出含有细胞的纤维蛋白凝块。添加培养基, 直至构建物被彻底覆盖,将这些实验物混合2天和4天后,更换培养基。第6天评估细胞迀 移,方法是将含有I3DGF-AA的纤维蛋白凝块用钙黄绿素AM(Invitrogen,维也纳,奥地利) 染色。除了将所述结构物固定到Petri皿上的可能性以外,Sylgard?184已知因其疏水特 性而能阻止细胞粘附(Ai等,CellBiochemBiophys. 38(2003),103-114),从而避免细胞从 一个凝块越过细胞培养板的表面向另一凝块迀移的可能性。结果,从一个凝块向另一凝块 移动的唯一途径是穿过SF-NGC,因此必须要求SF-NGC有一定的细胞通透性。
[0114] 细胞毒作用分析
[0115] 为测试作制得的SF-NGC的细胞毒作用,将IgSF-NGC切割材料在5mL细胞培养基 中浸没至少24h。与此平行地,在24孔板上每孔接种0.2xl05NIH/3T3成纤维细胞。含有从 切割材料滤出的产物的培养基然后过滤(〇. 22ym,Rotilabo,Karlsruhe,德国),用于更换 细胞培养中的培养基。用标准的细胞培养基作为阴性对照。将细胞培养基吸出,每孔分别 添加含650mg/mLMTT[3-(4, 5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑]溴化物的细胞培养 基。在37°C和5%CO2中保温Ih后,吸出培养基,将MTT甲臜(formazan)沉淀物避光机械 振荡20min,使之溶于DMS0。将每份样品的100y1等份转移到96孔板。马上在自动微滴 板读数仪(SpectraThermo,TECANAustriaGmbH,奥地利)上读取540nm处的吸光度。针 对非特异性本底,校准光密度(OD)值。
[0116] 动物和IOmm神经缺损模型
[0117] 所有动物在LudwigBoltzmannInstitute的实验和临床外伤学部饲养,环境温度 可控。随意供应食物和水。所有实验方案得到奥地利维也纳市政府批准,符合国家卫生院 (NationalInstituteofHealth)制定的实验动物保护和使用指南的规定。
[0118] 一共有 22 只体重介于 350 - 450g的雌性Sprague-Dawley大鼠(AnimalResearch Laboratories,Himberg,奥地利)用于这些实验。18只大鼠随机分配到三个不同处理组: 自体移植(n= 6)、SF-NGC(n= 6)和填充胶原的SF-NGC(n= 6),观察12周。给动物称重 后,在熏箱中以80011117111111流速给予3.5%异氟烷(「〇1'3此@,41*〇?,维也纳,奥地利)进 行麻醉。后续在整个手术过程中的麻醉用喷嘴喷2. 5%异氟烷来维持。在右后腿手术部位 刮毛,用0-Isodona(Mundipharma,维也纳,奥地利)清洁。所有后续手术过程在手术显微 镜(LeicaM651,LeicaGmbH,维也纳,奥地利)下进行。切开皮肤和肌肉,暴露坐骨神经。 取出一段8mm的坐骨神经,远端和近端残端都略微收缩,结果形成IOmm的缺口。在自体移 植组,切出 8mm的坐骨神经,翻转 180。,再用Ethilon8/0(Ethicon_Johnson&Johnson,布 鲁塞尔,比利时)穿过神经外膜而缝回近端和远端残端。在两个SF-NGC组,神经导管的移 植是,将近端和远端神经残端插入12mm管纱中,通过两个神经弓突缝合接到丝架上。其中 一组的SF-NGC内腔另外填充大鼠尾部来源的I型胶原(Millipore,维也纳,奥地利)。之 后,通过连续走针(Vicryl4/0,Ethicon_Johnson&Johnson,布鲁塞尔,比利时)缝合肌肉 层,通过可吸收型单线(Vicryl4/0,Ethicon-Johnson&Johnson,布鲁塞尔,比利时)将皮 肤闭合。之后,将大鼠都放回笼中,待其恢复。在即将手术之前,以及在手术的2天后,用 0? 75mg/kgBW美洛昔康(Meloxicam) (Metacam?,Boehringerlngelheim,Ingelheim/ Rhein,Germany)和I. 25mg/kgBW布托菲诺(butorphanol)(buta.rn.id.Ol'?,RichterPharma AG,Wels,奥地利)进行止痛处
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