生物玻璃浸提液對海馬神經(jīng)元生物相容性的影響及其生物活性的機(jī)制研究.pdf

1、生物玻璃(bioglass,BG)是生物活性材料的一種。上個(gè)世紀(jì)七十年代被發(fā)現(xiàn)。目前主要用于各種骨替代、修復(fù)、整形、支架等。其廣泛的應(yīng)用與其性質(zhì)密切相關(guān),首先它具有良好的生物相容性,即對宿主自身組織安全性及功能性無影響。其次它具有良好的生物活性,在體液或模擬體液中,釋放可溶性離子Si4+、Ca2+、PO43+、Na+等,這些離子刺激一些基因的表達(dá),使細(xì)胞增殖、分化、附著,從而達(dá)到組織再生的效果。
　　 中樞神經(jīng)系統(tǒng)(centra

2、l nervous system,CNS)是生物體內(nèi)最重要的系統(tǒng)之一,生物玻璃在移植到人體內(nèi)后釋放的離子的存在可能對CNS產(chǎn)生影響。然而生物玻璃對CNS生物相容性的報(bào)道鮮見。隨著人口老齡化和現(xiàn)代生活節(jié)奏加快,中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者越來越多,病源性和外傷性的神經(jīng)損傷不斷增加,神經(jīng)支架、藥物載體等不斷被應(yīng)用。生物玻璃對骨及相關(guān)組織具有良好的生物相容性和生物活性,提示生物玻璃或許可以應(yīng)用在CNS的治療中。這就需要我們探索生物玻璃對CNS的生物

3、相容性和生物活性。
　　 由于CNS的結(jié)構(gòu)和功能的特殊性,所以研究生物玻璃對其的生物相容性和生物活性的方法也跟其他組織不同。首先,用正常大鼠研究生物相容性。用雙側(cè)頸總動(dòng)脈接扎模型(2-vessel occlusion,2VO)使大鼠長期腦血流量灌注不足,引起CNS的彌漫性損傷,在其基礎(chǔ)上研究生物活性。
　　 選用Wistar雄性大鼠,分為對照組(Con)、生物玻璃組(BG)、模型組(2VO)和模型+生物玻璃組(2VO-B

4、G)。需生物玻璃處理的兩個(gè)組腹腔注射生物玻璃浸提液,其他兩組腹腔注射磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS),每天一次,歷時(shí)14天。兩個(gè)模型處理組用2VO方法建模,2VO手術(shù)后的第24天開始腹腔注射。開始腹腔注射后的第九天開始進(jìn)行水迷宮實(shí)驗(yàn)、水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行長時(shí)程增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)(long-term potentiation,LTP),然后灌流取腦,病理組織切片,進(jìn)行:HE染色和免疫組化。
　　 結(jié)

5、果表明Con組水迷宮實(shí)驗(yàn)的逃避潛伏期(14.664±2.424s)與BG組(14.455±1.038s)相比,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,n=14)。Con組目標(biāo)象限時(shí)間百分比(48.971±2.048％)與BG組(46.448±1.298％)相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,n=14)。LTP實(shí)驗(yàn)中的場興奮性突觸后電位(field excitatory post-synaptic potential,fEPSP)斜率高頻刺激(a hig

6、h frequency stimulation,HFS)后的變化百分比Con組與BG組分別為:134.571±8.354％,152.456±9.394％。fEPSP幅值HFS后變化百分比Con組與BG組分別為:137.2564±6.070％,149.471±5.219％。以上兩組比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p>0.05,n=14)。HE染色結(jié)果、免疫組化神經(jīng)膠質(zhì)原纖維蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP

7、)和生長相關(guān)蛋白43(growth-associatedprotein-43,GAP-43)表達(dá)都沒明顯差異。說明生物玻璃浸提液對CNS未見損傷影響。
　　 同時(shí),2VO組水迷宮的逃避潛伏期(20.045±2.462s)與Con組(14.664±2.424s)相比,時(shí)間延長(P<0.01,n=14)；2VO-BG組(13.113±2.604s)與2VO組相比,時(shí)間縮短(P<0.05,n=14)。2VO組目標(biāo)象限百分比(37.46

8、4±2.309％)與Con組(48.971±2.048％)相比,百分比減小(P<0.01,n=14)；2VO-BG組(48.3±3.162％)與2VO組相比,百分比增加(P<0.05,n=14)。提示生物玻璃浸提液改善了水迷宮實(shí)驗(yàn)中2VO導(dǎo)致的大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力受損。LTP實(shí)驗(yàn)中,2VO組fEPSP斜率HFS后的變化(107.659±6.504％)與Con組(134.571±8.354％)相比,變化減小(P<0.05,n=14)；2V

9、O-BG組(124.072±5.136％)與2VO組相比,變化增大(P