真皮基质 激光微孔脱细胞真皮基质生物力学测试

　　[摘要]目的:研究激光微孔脱细胞基质的生物力学性质变化,制作合适规格的脱细胞基质。方法:对不同间距的脱细胞真皮基质进行应力-应变和应力-松弛实验等检测,确定最佳孔径的脱细胞真皮基质。结果:确定350μm间距的脱细胞真皮基质有良好的生物力学性能。结论:超脉冲CO2激光可以对脱细胞真皮基质进行精细的微加工,脱细胞真皮基质适用于构建组织工程支架。
　　[关键词]脱细胞真皮基质;激光;微孔;生物力学
　　[中图分类号]Q813.1[文献标识码]A [文章编号]1008-6455(2010)05-0694-03
　　
　　The biomechanical test on the laser microcavity acellular dermal matrix
　　LIN Huang,LI Wen-zhi,YAN Xiu-juan
　　(Department of Plastic and Cosmetic ,Anzhen Hospital,Capital University of Medical Science,Beijing 100029,China)
　　
　　Abstract:ObjectiveTo study the variations of the biomechanism of the laser microcavity of acellular dermal matrix and to fabricate a proper standard acellular dermal matrix.MethodsTo make an experiment on the various distance of the acellular dermal matrix with the tension-change and tension-relaxon,and to determine the best distance of the acellular dermal matrix.ResultsThe acellular dermal matrix of distance between 350μm is ofexcellent biomechanicalproperities.ConclusionsThe super pulse CO2 laser can work on the acellular dermal matrix precisely,the microcavity acellular dermal matrix is applicable to the reconstruction of the tissue engineered frameworks.
　　Key words: ADM;laser;microcavity; biomechanical
　　
　　脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix,ADM)是去除了真皮中具有抗原性的细胞成分,而保留了原有胶原纤维、弹力纤维等结构的真皮支架。但脱细胞真皮基质结构较致密,再植回体内后血管化受影响,笔者用超脉冲CO2激光改造脱细胞真皮基质结构,重塑微血管通道,促进脱细胞基质的血管化。但是微孔存在是否影响脱细胞真皮基质的生物力学特性,对此笔者作出进一步研究。
　　
　　1材料和方法
　　1.1 脱细胞真皮基质的制备:新西兰大白兔背部皮肤去毛、去脂后, 制成薄中厚皮片,PBS 液冲洗后置于0.125%胰蛋白酶溶液中,4℃低温下24～48h, 脱去表皮和真皮内所有细胞成分。皮片室温下孵育于0.15% Triton X-100 溶液中, 持续震摇24h即可制得ADM, PBS 液充分漂洗后备用。
　　1.2 激光微孔脱细胞真皮基质的制备和分组:脱细胞真皮基质30片,分为5组:4组为实验组,CO2激光打孔(波长10.6μm,功率700W,光斑直径200μm,脉宽60ms),每孔间距分别为200μm、350μm、500μm和650μm;1组为对照组,不做任何处理。
　　1.3 主要实验设备:INSTRON 4302 拉伸机,夹持标本用的特制夹头,适用100N的传感器,载荷范围设定为20N(图1)。
　　1.4 测试步骤:①对于每个标本分别测量3 次厚度和宽度, 计算其平均值;②强度实验: 以10 mm/min 速度将脱细胞真皮基质拉断,记录此时力大小;③应力实验: 将脱细胞真皮基质拉到2.0MPa柯希应力时卸载, 预调3 次, 记录第4次实验数值;④松弛实验: 给标本一个速度脉冲, 大小为300 mm/min, 松弛时间设为3min。
　　1.5 数据处理:①应力-应变曲线: 对在生理范围内的应力( 300 kPa) 时测出其对应的弹性模量(应变量), 并作出相应应力- 应变曲线, 其中纵轴代表柯西应力T, 横轴代表试件应变长度L, 柯西应力计算公式如下:T = F/S。其中: F为拉力(N);S 为样本的横截面积(mm2) (图2);②强度: 各标本强度均以标本被拉断瞬间时的力除以标本的初始截面积表示(图3);③通过应力-应变曲线而得到延伸率参数。试件延伸率为应力等于300 kPa 时弹性模量斜率与应变轴交叉点;④对间距350μm的微孔脱细胞真皮画出松弛曲线。横轴表示松弛时间, 纵轴表示归一化的伸长量(图4)。
　　1.6统计学方法:实验数据以均数±标准差表示,组间及处理前后数据比较采用SPSS11.0 软件包进行t检验,以P 　　脱细胞基质生物力学性能主要取决于基质内胶原纤维、弹性纤维和蛋白多糖等的含量和排列[5]。该实验中所测的力学指标可以大致反映结构改变。强度较为直观地说明材料整体的力学指标并衡量是否适合临床应用。黏弹性生物组织都有相似类型的曲线, 弹性模量的差异表明胶原纤维结构的差异。如果胶原纤维结构遭到破坏, 应力- 应变曲线将会左移。延伸率表明胶原纤维束受影响的程度, 例如胶原纤维卷消失, 则延伸率大大降低。应力- 松弛曲线亦可以用来评估基质结构。它体现材料内部弹性纤维结构和排列, 材料快速松弛表明在作用应力下纤维能重排或移动, 松弛慢表明材料很像弹性体, 可以认为纤维变化很固定。
　　该实验中所有样品的应力- 应变曲线均表明随应力增加曲线斜率逐渐增加, 符合黏弹性组织的生物力学特性。但是在最大应力强度比较中,我们发现350μm和500μm、650μm组中比较应力变化比较平缓,但是200μm组应力急剧下降,显示结构变化较明显。SPSS统计也证实了在200μm和以上各组比较中有明显的统计学意义。应力松弛曲线也表现出弹性体的性质,材料快速松弛表明在作用应力下纤维能重排或移动, 松弛慢表明材料很像弹性体, 可以认为纤维变化很固定。350μm组中应力松弛曲线表示弹性纤维保持完整,可以快速松弛和收缩,有良好的弹性特性。经过实验选定间距350μm的脱细胞真皮基质适合皮肤中支架的修复。
　　
　　4结论
　　激光适宜对脱细胞真皮基质进行精细的微加工,经过生物力学性能的测验,微孔脱细胞基质不仅能够有效血管化,同时也具有良好的生物力学特性。
　　
　　[参考文献]
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　　[收稿日期]2010-02-26[修回日期]2010-04-21
　　编辑/张惠娟
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