CN108465126A - 模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置。该装置包括：广口瓶、硅胶管、蠕动泵、三通和灌注针，以及带有输尿管和尿道的膀胱组织。用2个灌注针与膀胱组织两侧的输尿管相连后，将膀胱组织进行悬吊固定，将2个盛有脱细胞液的广口瓶分别连接2条硅胶管，将2条硅胶管分别压入2个蠕动泵的凹槽中；2个硅胶管的另一端分别连接两个三通，分别将连接输尿管的灌注针的针帽部分接入两个三通，完成膀胱脱细胞基质的制备装置的组装。本发明装置制备的膀胱脱细胞基质，花费时间较短，且达到最大程度的去除膀胱组织的细胞成分，并尽可能保留细胞外基质的成分及结构。可以有效地模拟膀胱体内生理作用，快捷、高效地制备膀胱脱细胞基质。
Description
技术领域
本发明涉及组织工程构建技术领域，尤其涉及一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置。
背景技术
膀胱是一中空的肌性器官，其主要功能是在较低且稳定的压力下储存尿液且不引起返流，同时能够自主排空尿液。目前全世界范围内膀胱肿瘤高发，尤其是肌层浸润的膀胱肿瘤常需要进行膀胱全切，此外膀胱挛缩、先天畸形、创伤等，需要手术修复重建。目前，利用肠道进行修复重建膀胱，依然是临床上修复重建治疗膀胱缺损的金标准。但利用肠道修复重建膀胱常会伴随有一系列的并发症：粘液分泌、长期菌尿、结石形成、肠胀气导致吻合口漏尿、纤维化、电解质紊乱及吻合口恶变等。临床上迫切需要寻找一种新的方法来修复重建膀胱。
组织工程技术的出现为解决这一问题提供了新的思路。组织工程中支架材料的选取是基础，是组织再生的先决条件。乙烯聚合物海绵、聚乙烯的膀胱模型、橡胶网、硅橡胶补片、凝胶海绵及胶原等均被用于构建组织工程膀胱，但因其移植到动物体内会产生较强的免疫排斥反应，因而不适用于组织工程膀胱的构建。理想的支架材料应具备三个方面的特性：
1、较好的机械特性，支架材料须具备一定的强度和弹性，为组织工程膀胱提供良好的支撑作用，使制备的组织工程膀胱不会变形甚至塌陷；
2、良好的生物相容性，支架材料移植到体内后不会产生排斥反应，且利于细胞的黏附、生长和增殖；
3、一定的生物降解特性，可显著降低支架移植体内后感染、钙化及组织粘连的发生机率。脱细胞基质支架材料去除了可引起免疫反应的细胞成分，且保留了器官或组织本身的细胞外基质结构，包含了大量的胶原和蛋白聚糖利于细胞的粘附、生长、增殖和分化，且具有一定的机械强度和良好的生物相容性。因而膀胱脱细胞基质成为膀胱组织工程较为理想的支架材料。
随着组织工程技术的飞速发展，脱细胞技术的不断改进，近年来灌注装置被引入到脱细胞基质的制备过程中，即利用组织或器官置身的管腔或脉管结构来构建其自身的脱细胞基质结构，已经取得了巨大进步，例如：心脏、肾脏、肺脏、肝脏等。灌注装置的原理是利用组织或器官置身的管腔或脉管结构，推动脱细胞液流过整个的组织或器官在这一过程中带走细胞核成分，同时很好的维持结构的完整性。结合这一原理，充分考虑膀胱的生理功能，制备了该脱细胞体系，且在后期的实验检测中，很好地验证了这一体系的适用性和高效性。
目前，膀胱脱细胞基质材料的制备主要是通过浸泡法来制备，各个方法的不同点在，脱细胞试剂的不同组合使用上以及各脱细胞试剂的作用时间。传统的浸泡法制备膀胱脱细胞基质，通常需要花费较长的时间，短则几天长则一周甚至十天以上，且细胞外基质成分及结构破坏严重。膀胱细胞外基质的存留情况，与脱细胞液的特性和浸泡时间具有直接联系，因为在制备过程中，通常选择较为温和的脱细胞液以及较为短的脱细胞时间来达到最大程度的脱细胞效果以及细胞外基质的较好保留。然而温和的脱细胞试剂意味着需要花费较长的脱细胞时间长期，如若缩短时间则会导致细胞成分的残留，进而影响材料的生物相容性，不利于后期的组织工程膀胱的构建。若换用脱细胞性能较强的脱细胞液，可以缩短脱细胞时间，但可造成细胞外基质成分的丢失，进而可能影响种子细胞的黏附、增殖、分化等，其结局也可能是组织工程膀胱制备的失败。
发明内容
本发明实施例提供了一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置，以克服现有技术的问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置，包括：广口瓶、硅胶管、蠕动泵、三通和灌注针，以及带有输尿管和尿道的膀胱组织；
用2个灌注针与膀胱组织两侧的输尿管相连后，将膀胱组织进行悬吊固定，将2个盛有脱细胞液的广口瓶分别连接2条硅胶管，将2条硅胶管分别压入2个蠕动泵的凹槽中；2个硅胶管的另一端分别连接两个三通，分别将连接输尿管的灌注针的针帽部分接入两个三通，完成膀胱脱细胞基质的制备装置的组装。
进一步地，所述的装置还包括慕丝带针线，将连接有灌注针的膀胱组织用慕丝线穿过后，利用慕丝线将膀胱组织进行悬吊固定。
进一步地，将灌注针与膀胱组织两侧的输尿管的连接处用丝线固定。
进一步地，在与膀胱组织连接的尿道口处设置丝线，所述丝线缩小尿道口的出口通道的管径，
进一步地，所述硅胶管的规格为0.8*1.8mm。
进一步地，所述灌注针的规格为16-G。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的装置制备的膀胱脱细胞基质，花费时间较短，且达到最大程度的去除膀胱组织的细胞成分，并尽可能保留细胞外基质的成分及结构。可以有效地模拟膀胱体内生理作用，简便、快捷、高效地制备膀胱脱细胞基质。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置的实现原理图；
图2为本发明实施例提供的一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置中选取的设备示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
综合考虑上述因素，只有革新脱细胞方法，才能留其精华，去其糟粕，达到最大程度地去除膀胱组织的细胞成分，并尽可能保留细胞外基质的成分及结构。且后期实验印证了这一膀胱脱细胞体系的可靠性和稳定性。
泌尿系统的主要组成器官包括：肾脏、输尿管、膀胱和尿道。其中肾脏持续不断地产生尿液；输尿管负责输送产生的尿液到膀胱；膀胱通过其自身的充盈和收缩功能来储存和排空尿液；尿道则是尿液排泄到体外的管道。本发明实施例利用实验室简单、易取的设备和器材来模拟肾脏和输尿管的功能，将获取的动物膀胱组织连接到该体系中，用脱细胞液替代生理性的尿液，在膀胱组织持续的充盈和排空脱细胞液过程中达到脱细胞的目的，进而制备膀胱脱细胞基质，以便用于膀胱组织工程的重建中。
本发明实施例提供的一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置的实现原理图如图1所示，该装置中选取的设备图2所示，包括：带胶塞的广口瓶2个；硅胶管(0.8*1.8mm)2条；蠕动泵2个；3-0慕丝带针线3根；三通2个；16-G的灌注针2个；带有部分输尿管和尿道的膀胱组织以及脱细胞液。
上述3-0慕丝带针线的线直径为22mm，线长为45cm，16-G的灌注针为白色，规格为1.6×32mm。
用2个16-G灌注针与膀胱组织两侧的输尿管相连，将连接处用丝线固定，同时将与膀胱组织连接的尿道口用丝线处理，缩小尿道口的出口通道的管径，控制灌注液流出的速度。将连接有16-G灌注针的膀胱组织用3根3-0慕丝线全层穿过，将膀胱组织进行悬吊固定。将2个盛满脱细胞液的广口瓶分别连接2条硅胶管，将2条硅胶管分别压入2个蠕动泵的凹槽中；2个硅胶管的另一端分别连接两个三通，分别将连接输尿管的灌注针的针帽部分接入两个三通，完成膀胱脱细胞基质的制备装置的组装。
在该膀胱脱细胞基质的制备装置中，蠕动泵扮演着肾脏的角色，硅胶管则扮演着输尿管的角色，蠕动泵持续将广口瓶中的脱细胞液通过硅胶管输送到膀胱组织中，两侧输尿管输入的脱细胞液持续充盈膀胱组织，膀胱体积增大，同时控制灌注液流入速度，使其脱细胞液流入速度与尿道口流出速度保持平衡，同时使膀胱处于一定的充盈程度，增加脱细胞液的渗透压，加快脱细胞速度。
上述脱细胞装置所需设备及材料均为实验室日常所需物品，具有组装简单，易于操作的特点；因蠕动泵具有4个凹槽，可同时进行四例膀胱脱细胞基质的制备，因而同时兼具脱细胞效率高、速度快的优势；因很好地模拟了体内泌尿系统的尿液排放这一生理过程，因而在脱细胞过程中，膀胱仍然承担着其自身的生理功能；后期的实验证实该体系制备的膀胱脱细胞基质较传统的浸泡法制备的膀胱脱细胞基质能更好地去除细胞成分，同时能更好地保留细胞外结构成分。
综上所述，传统的浸泡法制备膀胱脱细胞基质，通常需要花费较长的时间，短则几天长则一周甚至十天以上，且细胞外基质成分及结构破坏严重。膀胱细胞外基质的存留情况，与脱细胞液的特性和浸泡时间具有直接联系。因为在制备过程中，通常选择较为温和的脱细胞液以及较为短的脱细胞时间来达到最大程度的脱细胞效果以及细胞外基质的较好保留。然而温和的脱细胞试剂意味着需要花费较长的脱细胞时间周期，如若缩短时间周期则会导致细胞成分的残留，进而影响材料的生物相容性，不利于后期的组织工程膀胱的构建。若换用脱细胞性能较强的脱细胞液，可以缩短脱细胞时间，但可造成细胞外基质成分的丢失，进而可能影响种子细胞的黏附、增殖、分化等，其结局也可能是组织工程膀胱的制备失败。
本发明实施例的装置制备的膀胱脱细胞基质，花费时间较短，且达到最大程度的去除膀胱组织的细胞成分，并尽可能保留细胞外基质的成分及结构。可以有效地模拟膀胱体内生理作用，简便、快捷、高效地制备膀胱脱细胞基质。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种模拟生理过程的膀胱脱细胞基质的制备装置，其特征在于，包括：广口瓶、硅胶管、蠕动泵、三通和灌注针，以及带有输尿管和尿道的膀胱组织；
用2个灌注针与膀胱组织两侧的输尿管相连后，将膀胱组织进行悬吊固定，将2个盛有脱细胞液的广口瓶分别连接2条硅胶管，将2条硅胶管分别压入2个蠕动泵的凹槽中；2个硅胶管的另一端分别连接两个三通，分别将连接输尿管的灌注针的针帽部分接入两个三通，完成膀胱脱细胞基质的制备装置的组装。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括慕丝带针线，将连接有灌注针的膀胱组织用慕丝线穿过后，利用慕丝线将膀胱组织进行悬吊固定。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，将灌注针与膀胱组织两侧的输尿管的连接处用丝线固定。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在与膀胱组织连接的尿道口处设置丝线，所述丝线缩小尿道口的出口通道的管径。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硅胶管的规格为0.8*1.8mm。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灌注针的规格为16-G。
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