CN111437443A - 一种新型真皮基质脱细胞方法 - Google Patents

一种新型真皮基质脱细胞方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型真皮基质脱细胞方法,全程采用含有结构稳定剂的溶液处理真皮,包括脱细胞前的浸泡、组织脱细胞、脱细胞后的清洗,包括⑴将真皮基质置于含结构稳定剂的PBS缓冲液中,2‑8℃,200‑500Pa低压浸泡20min‑2h;⑵将真皮基质置于含有结构稳定剂的脱细胞溶液中,2‑8℃,80‑200rpm震荡处理4‑6h;⑶将真皮基质置于含有结构稳定剂的脱细胞溶液中,2‑4℃,超声高压处理30‑60min;超声功率20‑40Hz,压强为200‑500MPa。结构稳定剂包括丝素蛋白、甘露醇、甘氨酸、精氨酸、蔗糖中的两种或三种。本发明的脱细胞方法制备的真皮基质,外观更为柔软有韧性,且热稳定性、机械性能和生物活性成分保留量均有所提高,增加了材料的亲水性和细胞亲和性,能够诱导细胞长入。

Description

一种新型真皮基质脱细胞方法
技术领域
本发明属于生物医用材料领域,涉及真皮基质脱细胞技术,尤其是一种新型真皮基质脱细胞方法。
背景技术
皮肤由表皮层、真皮层和皮下组织构成,真皮层是一层致密结缔组织,组成成分有胶原纤维、成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、血管等。胶原纤维主要是由Ⅰ型胶原蛋白构成,种属间差异很小,而外源细胞、组织液、核酸、脂质是引起免疫原性的因素。真皮基质作为外源组织植入人体时,需要去除细胞、核酸等上述因素才能避免出现免疫排斥反应。真皮基质可来自异体皮、猪皮、牛皮、羊皮等。
目前常用的脱细胞方法有物理法(如搅拌、震荡、超声、低渗和高渗)、化学法(如酸、碱、表面活性剂)、酶法(如胰蛋白酶、DNase等)、有机溶剂(如乙醇、丙酮等),这四种方法处理过程中都会造成真皮基质结构不同程度的损伤,降解基质中的活性因子,导致材料机械性能降低、热稳定性差、生物相容性差。因此在动物真皮脱细胞过程中,如何高效去除免疫原性,同时最大化维持真皮基质三维结构稳定性和保留蛋白聚糖、生长因子等生物活性成分,是当前的技术难点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种在脱细胞过程中有效避免真皮基质结构损伤、确保其机械性能高、热稳定性及生物相容性高的新型真皮基质脱细胞方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种新型真皮基质脱细胞方法,包括以下步骤:
⑴脱细胞前结构稳定剂的浸泡:
a含结构稳定剂的PBS缓冲液的配制:将PBS溶液与结构稳定剂室温100-150rpm震荡混匀5-15min;
b将真皮基质置于上述步骤a配置的混合液中,2-8℃,低压浸泡20min-2h,低压压力为:200-500Pa,浸泡比例为溶液体积:真皮基质湿重=1-3:1(w/v);
⑵脱细胞过程:
a含有结构稳定剂的脱细胞溶液的配制:将脱细胞溶液与结构稳定剂室温80-200rpm震荡混匀15-30min;
b将真皮基质置于上述⑵a配制的脱细胞混合液中,2-8℃,80-200rpm震荡处理4-6h,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=5-10:1(w/v);
c将步骤⑵b处理后的真皮基质置于⑵a配制的脱细胞溶液中,2-4℃,超声高压处理30-60min,超声功率20-40Hz,压强为200-500Mpa,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=1-3:1(w/v);
⑶等渗清洗:将真皮基质置于⑴a配制的含有结构稳定剂的PBS缓冲液中,2-8℃,80-150rpm震荡处理24-48h,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=10-20:1(w/v)。
而且,所述的结构稳定剂为丝素蛋白、甘露醇、甘氨酸、精氨酸、蔗糖中的两种或三种。
而且,所述结构稳定剂组分的质量浓度为:
丝素蛋白:5%-20%
甘露醇:1%-3%
甘氨酸:0.5%-3%
精氨酸:0.5%-3%
蔗糖:1%-3%。
而且,所述的脱细胞试剂为酶类或表面活性剂。
而且,所述酶类脱细胞试剂为为胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、无花果蛋白酶、磷脂酶A2、核酸酶、Dispase中的一种或多种。
而且,所述表面活性剂为Triton X-100、CHAPS、SDS、DCA中的两种或三种。
而且,表面活性剂浓度为0.01%-2%。
本发明的优点和积极效果是:
1、本发明中的脱细胞方法,通过结构稳定剂浸泡,使稳定剂紧密地包裹临近的蛋白质分子,得到黏度很高扩散系数很低的聚合体。脱细胞过程中,脱细胞试剂去除基质中的细胞后,优先与基质表面游离的结构稳定剂反应,这样使得基质表面稳定剂浓度比溶液中稳定剂的总体浓度低,表面张力增加,基质中的蛋白分子的化学势升高而提高了结构上的稳定性。
2、本发明的脱细胞方法结合了物理法(机械振荡和高压渗透)、化学法(表面活性剂)和酶法,交错连续地脱去真皮基质中的细胞成分,并且在脱细胞过程中全程含有结构稳定剂的保护,使得制备的脱细胞真皮基质外观更为柔软有韧性,热稳定性、机械性能和生物活性成分保留量均有所提高,增加了材料的亲水性和细胞亲和性,能够诱导细胞长入。
附图说明
图1为本发明的HE染色结果图,其中1-1为未脱细胞猪真皮基质,1-2为无结构稳定剂处理脱细胞猪真皮基质,1-3为含结构稳定剂处理脱细胞猪真皮基质;
图2为不同处理猪真皮基质中DNA残留量;
图3为不同处理猪真皮基质中EGF的含量;
图4为不同处理猪真皮基质中bFGF的含量。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
(1)取新鲜的小牛牛皮(购自屠宰场),使用取皮机去除牛皮的表皮层和皮下组织,制得0.5mm真皮网状层,立即浸泡于0.1%新洁尔灭溶液中,消毒去脂30min,PBS清洗干净。
(2)使用纯化水配置含结构稳定剂10%丝素蛋白、2.5%精氨酸和1%蔗糖的PBS缓冲液,室温下120rpm/min震荡混匀10min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将上面制备的牛真皮置于混合液中,4℃低压浸泡30min,压力为300Pa,浸泡比例为溶液体积:真皮基质湿重=1:1(w/v)。
(3)使用纯化水配置含有10%丝素蛋白、2.5%精氨酸、1%蔗糖、0.25%胰酶、0.15%无花果蛋白酶和PBS的脱细胞混合液,室温下120rpm/min震荡混匀15min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将牛真皮置于脱细胞混合液中,4℃震荡处理4h,转速为120rpm/min,处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=6:1(w/v)。将牛真皮取出后再次置于脱细胞混合液中,4℃超声高压处理30min,超声功率20Hz,压强为300Mpa,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=1:1(w/v)。
(4)将牛真皮置于如(2)制备的PBS混合液中,4℃震荡处理24h,转速为80rpm/min。处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=10:1(w/v)。
(5)采用0.9%灭菌生理盐水4℃超声清洗10次,5min/次。清洗后的真皮基质采用4℃湿态保存。
(6)将牛脱细胞真皮基质剪裁为0.3cm×4cm的长条,用皮革收缩测定仪检测其热皱缩温度,实验结果表明,同无结构稳定剂处理的脱细胞真皮相比,本发明脱细胞方法制备的牛真皮热皱缩温度高,即热稳定性好(见表1)。
表.1不同处理牛真皮基质的热皱缩温度
Figure BDA0002457994580000031
热皱缩温度(Ts):将异种ADM剪裁为0.3cm×4cm的长条,用皮革热皱缩温度仪测定,以纯水为介质,从室温开始加热,每分钟加热2℃。
实施例2
(1)取新鲜猪皮(购自屠宰场),使用取皮机去除猪皮的表皮层和皮下组织,制得0.7mm真皮网状层,立即浸泡于0.1%新洁尔灭溶液中,消毒去脂30min,PBS清洗干净。
(2)使用纯化水配置含结构稳定剂2.5%甘露醇、1%甘氨酸、1%蔗糖的PBS缓冲液,室温下震荡混匀5min,转速为100rpm/min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将上面制备的猪真皮置于混合液中,4℃低压浸泡1h,压力为500Pa,浸泡比例为溶液体积:真皮基质湿重=1:1(w/v)。
(3)使用纯化水配置含有3%甘露醇、1%甘氨酸、1%蔗糖、0.5%SDS、2%TrionX-100和PBS的脱细胞混合液,室温下180rpm/min震荡混匀30min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将猪真皮置于脱细胞混合液中,4℃震荡处理6h,转速为180rpm/min,处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=8:1(w/v)。将猪真皮取出后再次置于脱细胞混合液中,4℃超声高压处理1h,超声功率40Hz,压强为200Mpa,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=2:1(w/v)。
(4)将猪真皮置于如(2)配置的PBS混合液中,4℃震荡处理48h,转速为100rpm/min。处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=20:1(w/v)。
(5)采用0.9%灭菌生理盐水4℃超声清洗10次,5min/次。清洗后的真皮基质采用4℃湿态保存。
(6)将猪脱细胞真皮组织进行石蜡包埋和HE染色,观察真皮中胶原纤维形态结构和残留的细胞核成分(见图1)。实验结果表明,同无结构稳定剂处理的脱细胞真皮相比,都没有发现残留的细胞核,细胞去除较为彻底,但是本发明脱细胞方法制备的猪真皮胶原纤维排列更为致密规律,结构更加完整。
实施例3
(1)取新鲜猪皮(购自屠宰场),使用取皮机去除猪皮的表皮层和皮下组织,制得0.7mm真皮网状层,立即浸泡于0.1%新洁尔灭溶液中,消毒去脂30min,PBS清洗干净。
(2)使用纯化水配置含结构稳定剂5%丝素蛋白、3%精氨酸的PBS缓冲液,室温震荡处理5min,转速为120rpm/min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将上面制备的猪真皮置于混合液中,2℃低压浸泡20min,压力为200Pa,浸泡比例为溶液体积:真皮基质湿重=2:1(w/v)。
(3)使用纯化水配置含有5%丝素蛋白、3%精氨酸、0.25%胰蛋白酶、1%TrionX-100和PBS的脱细胞混合液,180rpm/min室温下震荡混匀20min,0.45μm水系滤膜过滤除菌。将猪真皮置于脱细胞混合液中,4℃震荡处理4h,转速为180rpm/min,处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=8:1(w/v)。将猪真皮取出后再次置于脱细胞混合液中,2℃超声高压处理45min,超声功率40Hz,压强为400Mpa,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=2:1(w/v)。
(4)将猪真皮置于如(2)配置的PBS混合液中,4℃震荡处理24h,转速为110rpm/min。处理比例为混合液体积:异种真皮基质湿重=15:1(w/v)。
(5)采用0.9%灭菌生理盐水4℃超声清洗10次,5min/次。清洗后的真皮基质采用4℃湿态保存。
(6)采用荧光染色法测定猪脱细胞真皮组织的DNA残留量,采用ELISA试剂盒检测EGF残留量和bFGF残留量。实验结果表明,同无结构稳定剂处理的脱细胞真皮相比,DNA残留量差异不显著,但是含结构稳定剂的脱细胞方法制备的猪真皮基质EGF和bFGF残留量更高,即结构稳定剂能够保留真皮基质中的生物活性因子(图2,图3,图4)。
DNA残留量:根据《中华人民共和国药典2015版四部》3407外源性DNA残留量测定法和YY/T0606-2014《组织工程医疗产品第25部分:动物源性生物材料DNA残留量测定方法:荧光染色法》,采用荧光染色法测定不同处理后猪真皮基质的DNA残留量。测定结果见图2。
生长因子含量的测定:采用ELISA试剂盒检测猪真皮基质中的生长因子含量。测定结果见图3,图4。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (7)

1.一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:包括以下步骤:
⑴脱细胞前结构稳定剂的浸泡:
a含结构稳定剂的PBS缓冲液的配制:将PBS溶液与结构稳定剂室温100-150rpm震荡混匀5-15min;
b将真皮基质置于上述步骤a配置的混合液中,2-8℃,低压浸泡20min-2h,低压压力为200-500Pa,浸泡比例为溶液体积:真皮基质湿重=1-3:1(w/v);
⑵脱细胞过程:
a含有结构稳定剂的脱细胞溶液的配制:将脱细胞溶液与结构稳定剂室温80-200rpm震荡混匀15-30min;
b将真皮基质置于上述⑵a配制的脱细胞混合液中,2-8℃,80-200rpm震荡处理4-6h,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=5-10:1(w/v);
c将步骤⑵b处理后的真皮基质置于⑵a配制的脱细胞溶液中,2-4℃,超声高压处理30-60min,超声功率20-40Hz,压强为200-500MPa,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=1-3:1(w/v);
⑶等渗清洗:将真皮基质置于⑴a配制的含有结构稳定剂的PBS缓冲液中,2-8℃,80-150rpm震荡处理24-48h,处理比例为混合液体积:真皮基质湿重=10-20:1(w/v)。
2.根据权利要求1所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:所述的结构稳定剂为丝素蛋白、甘露醇、甘氨酸、精氨酸、蔗糖中的两种或三种。
3.根据权利要求2所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:所述结构稳定剂组分的质量浓度为:
丝素蛋白:5%-20%
甘露醇:1%-3%
甘氨酸:0.5%-3%
精氨酸:0.5%-3%
蔗糖:1%-3%。
4.根据权利要求1所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:所述的脱细胞试剂为酶类或表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:所述酶类脱细胞试剂为为胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、无花果蛋白酶、磷脂酶A2、核酸酶、Dispase中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:所述表面活性剂为Triton X-100、CHAPS、SDS、DCA中的两种或三种。
7.根据权利要求6所述的一种新型真皮基质脱细胞方法,其特征在于:表面活性剂浓度为0.01%-2%。
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