基质胶对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖生物相容性的影响

作者：沈浩; 刘俊; 敬微微; 索永宽; 常世杰; 沙**^*

来源：中国生物医学工程学报, 2019, 38(02): 192-200.

• 壳聚糖
• 基底膜基质
• 生物相容性
• 植入式葡萄糖传感器

异物反应的存在导致植入式葡萄糖传感器难以持续正常工作,壳聚糖具有无毒可降解、生物相容性良好等特性,可作为传感器外层的保护膜以提高设备的生物相容性,但尚不能满足实际需求,希望进一步提高膜材料的生物相容性,为此探究不同浓度的基质胶对多孔壳聚糖膜生物相容性的影响。利用模板浸取法,以硅胶作为致孔剂制作多孔壳聚糖膜(PCSM),在此膜的表面滴涂不同浓度的基质胶(matrigel),蛋白质浓度分别为10、15、20 mg/mL。将单独的PCSM(对照组)与滴涂基质胶的PCSM组(实验组)一同植入到SD大鼠背部的皮下组织。植入7、14、28、42、56、70 d后,取材制备常规石蜡切片并进行苏木精-伊红染色,利用组织形态学和统计学方法(主要运用单因素方差分析和Bonferroni法比较两组数据间的差异),对膜外炎性细胞比、纤维包膜厚度和血管密度等数据进行统计分析,评价材料的生物相容性。形态学观察,植入第7、14 d时,膜材料周围细胞核染色均较深。统计膜外炎性细胞比,滴涂不同浓度基质胶的PCSM组在第7 d时炎性细胞比整体上少于PCSM组,第14 d时这一数值略高于多孔壳聚糖膜组。方差分析结果显示,各组间无明显差异(P>0.05)。第28 d时,纤维包膜开始形成,膜材料周围的炎性细胞减少,一些胶原堆积在膜的表面,并随着时间的延长纤维包膜变得致密;第56和70 d时,纤维包膜厚度降低得较明显,各滴涂基质胶的PCSM组纤维包膜厚度均小于PCSM组。方差分析结果表明,各实验组与对照组间差异显著(P<0.05),运用Bonferroni法进行两两比较后,第42、56、70 d时,对照组与实验组中滴涂基质胶浓度为20 mg/mL的PCSM组差异明显,膜材料靠近皮肤端数据两两组比较的P值分别为0.01、0.035、0.024,靠近肌肉端数据P值分别为0.036、0.047、0.210,其他各组之间两两比较后的差异不显著(P>0.05)。膜外血管密度各浓度组大体随着时间的延长呈现增加的趋势,各实验组与对照组间比较差异不大,但个别数据差异明显,滴涂基质胶的PCSM周围血管密度有的值低于PCSM。整体来看,基质胶能提高多孔壳聚糖膜的生物相容性,进一步提高膜材料的性能。

• 单位
  中国医科大学; 中国医科大学附属第一医院; 厦门大学附属第一医院