新型脱细胞脑组织修复支架植入大鼠脑内的组织学观察

摘要

目的：通过对初步制备的脱细胞脑组织修复支架植入大鼠脑损伤灶后的组织学观察，了解修复支架材料的组织相容性及对脑损伤后再生和修复的影响，为研制出理想的新型脱细胞脑组织修复支架提供实验依据。 材料与方法： 1、修复支架制备：利用脱细胞、去抗原方法将出生后14天SD大鼠皮层脑组织制备成脱细胞脑组织修复支架材料，HE染色观察支架材料内部结构。 2、修复支架植入：45只SD大鼠随机分为3组，通过外科手术制备出大鼠运动皮层缺损模型，然后支架组(n=15)植入脱细胞支架材料于脑缺损灶；明胶海绵组(n=15)植入医用无菌明胶海绵块；单纯损伤组(n=15)不植入任何材料。 3、行为评分：分别于术后第3天、第7天、第14天行神经行为学评分。 4、组织学观察：术后第3天、第7天、第14天、第30天、第60天、第90天分别从不同实验组随机选取两只大鼠进行苏木素一伊红(Hematoxylin-Eosin，HE)染色观察材料与宿主脑组织的相容性；并于术后第3天、第7天、第14天、第30天行胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein，GFAP)免疫荧光检查，观察缺损区周围脑组织星形胶质细胞的增生反应；术后第3天、第7天，行神经巢蛋白(Neuroepithelial stem cell protein，Nestin)免疫荧光观察缺损灶周围神经干细胞的聚集情况。 5、统计学处理：对行为评分、GFAP阳性细胞率和Nestin阳性细胞率分别使用单因素方差分析和LSD检验进行3个实验组组间两两比较的显著性检验(取a=0.05)。 结果： 1、支架结构：新型脱细胞脑组织修复支架具有三维多孔结构，且孔径大小相近，直径平均约90μm，脑内植入后能维持结构不变。 2、组织相容性：术后第3天、第7天，3组均发现有少量炎症细胞浸润，以淋巴细胞为主，并有少量中性粒细胞；支架组与明胶海绵组无明显差别，单纯损伤组炎症细胞最少。术后第14天，支架组与明胶海绵组有巨噬细胞浸润，两组无明显差别；单纯损伤组未发现巨噬细胞，仅少量淋巴细胞浸润。术后第30至第90天，支架组仍有淋巴细胞及巨噬细胞浸润并逐渐减少；明胶海绵组随着术后第30天明胶海绵降解后巨噬细胞消失，仅残存少量淋巴细胞并逐渐减少；单纯损伤组淋巴细胞逐渐减少并于术后第90天消失。 3、支架与脑组织整合及降解：术后第3天，支架与宿主脑组织疏松整合；术后第7天，支架较紧密粘附于宿主脑组织；术后第60天，支架多孔结构塌陷并逐渐降解；术后第90天，支架大部分降解，降解过程未发现炎症细胞增多。 4、GFAP免疫荧光：缺损区周围GFAP阳性细胞率于术后第3天，3组间差别无统计学意义(P>0.05)；术后第7天至第30天，支架组低于单纯损伤组(P<0.05)； 5、Nestin免疫荧光：术后第3天及第7天，Nestin阳性细胞于缺损区周围聚集，支架组缺损区周围Nestin阳性细胞率明显高于其它两组(P<0.05)。 6、行为评分观察：术后各组神经功能均存在明显缺失，之后逐渐得到部分恢复；术后第7天支架组神经行为评分高于明胶海绵组及单纯损伤组(P<0.05)；其他时间段评分各组间差别无统计学意义(P>0.05)。 结论： 1、新型脱细胞脑组织修复支架植入脑内后能维持三维多孔结构，可生物降解，降解产物不引起明显的炎症反应。 2、新型脱细胞脑组织修复支架植入脑内后炎症反应轻，有较好的生物相容性。 3、新型脱细胞脑组织修复支架早期可在一定程度上减轻星形胶质细胞的增生反应。 4、新型脱细胞脑组织修复支架具有一定的促进神经干细胞在缺损区周围聚集的作用。

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