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.2019年3月29日；10(1):110.
doi:10.1186/s13287-019-1195-z。

氩等离子体表面修饰促进脂肪干细胞体内组织工程支架的治疗性血管生成和组织形成

M F格里芬 1 2 三 4, N纳代里 5 6, D M卡拉斯卡 5 7, A M Seifalian公司 8, P E巴特勒 5 6 9
附属公司

氩等离子体表面修饰促进脂肪干细胞体内组织工程支架的治疗性血管生成和组织形成

M F格里芬等。 干细胞研究与治疗. .

摘要

背景：人造植入物被用于修复癌症切除术和先天性疾病后受伤或受损的组织。然而，大型组织植入物替代物的存活取决于其支持血管生成的能力，如果血管生成有限，则会导致植入物挤压和感染。本研究评估了富血小板血浆（PRP）和脂肪源性干细胞（ADSC）对合成生物材料的有益影响，并结合氩等离子体表面修饰以增强组织工程构筑物的血管化。

方法：制备了非生物降解聚氨酯支架，并使用氩气（PM）对其进行等离子体表面改性。然后用供体大鼠提取ADSC和PRP进一步修饰支架。分别用ADSC和PRP对带和不带PM的支架进行改良，并在大鼠背部皮下植入支架3个月。12周后，切除支架，并使用H&E染色和Masson三色染色检测组织整合程度，通过CD31检测血管生成，通过CD45和CD68免疫组织化学染色检测免疫反应。

结果：H&E和Masson三色染色显示，PM+PRP+ADSC和PM+ADSC支架的组织整合度最高，但两种支架之间没有显著差异（p<0.05）。与所有其他支架相比，使用PM+PRP+ADSC和PM+ADSC支架进行CD31染色显示3个月后最大的血管形成（p<0.05）。3个月后，所有支架的CD45和CD68染色相似，表明ADSC或PRP对支架的免疫反应没有影响。

结论：氩等离子体表面修饰增强了脂肪来源干细胞对聚氨酯支架血管生成和组织整合的影响。ADSC和氩等离子体改性的结合可以提高用于再生应用的大型组织植入物的存活率。

关键词：脂肪源性干细胞；血管生成；等离子体表面改性；组织整合；血管衍生生长因子。

PubMed免责声明

利益冲突声明

道德批准和参与同意

不适用。

出版同意书

不适用。

竞争性利益

作者声明，他们没有相互竞争的利益。

出版商备注

Springer Nature在公布的地图和机构关联中的管辖权主张方面保持中立。

数字

图1
图1
评估改良支架上大鼠脂肪源性干细胞（rADSC）的粘附和细胞形态。一6天后rADSC的细胞形态 通过F-肌动蛋白染色在改良支架上。绿色表示卵磷脂，蓝色表示使用DAPI进行细胞核染色。比例尺表示100 微米。b对F-actin形态的量化，包括细胞圆形度和细胞面积量化，表明支架之间的细胞圆形度没有差异。c（c）24小时后rADSCs的粘附 h使用DNA含量测定。注意，24天后，PM+PRP和PM支架表现出明显更大的粘附力 h与PU和PRP脚手架相比(**第页 < 0.01).d日14天后rADSC的DNA含量 天在改造后的脚手架上。注意，与PU和PRP支架相比，PM+PRP和PM支架在第2天、第4天、第7天和第14天表现出更大的粘附力(**第页 < 0.01). PU未修饰支架、PRP富血小板血浆修饰支架、PM氩修饰支架、PRP+PM富血小板血浆和氩修饰(n个 = 6)
图2
图2
ELISA分析大鼠脂肪源性干细胞（rADSCs）在改良支架上分泌的血管生成因子。一血管内皮生长因子（VEGF），b肝细胞生长因子（HGF）和c（c）rADSC在7和14天后分泌碱性成纤维细胞生长因子（bFGF） 天(n个 = 6） 。注意，与PU和PRP支架上的rADSC相比，PRP+PM和PM支架上的r ADSC分泌的血管生成因子（包括VEGF、HGF和bFGF）明显更多(第页< 0.05). PU未修饰支架、PRP富含血小板血浆修饰支架、PM含氩修饰支架、P+PM富含血小板血浆和氩气修饰支架。第页值*第页< 0.05和**第页< 0.01
图3
图3
富含血小板血浆（PRP）、血浆表面修饰（PSM）和大鼠脂肪干细胞（rADSCs）处理的支架的组织整合 周，使用H&E分析。一健康与环境分析。比例尺指400 微米。b改良PU支架皮下植入啮齿动物模型3个月后的组织整合定量分析(n个 = 6） 。注意，与所有其他支架相比，PM+ADSC和PM+ADSC+PRP支架的组织整合显著增强(第页 < 0.05). PU未修饰支架、PRP富含血小板血浆修饰支架、PM氩修饰支架、ADSC大鼠脂肪源干细胞修饰支架*第页值< 0.05, **第页 < 0.01和***第页 < 0.001
图4
图4
马森三色染色6和12 经富含血小板血浆（PRP）、血浆表面修饰（PSM）和大鼠脂肪干细胞（rADSC）处理的支架皮下植入周。值得注意的是，在12个实验中，PM+ADSC和PM+ADSC+PRP支架的胶原染色比所有其他支架都要大 周(n个 = 6） 。比例尺参考400 微米。PU未修饰支架、PRP富含血小板血浆修饰支架、PM氩修饰支架、ADSC大鼠脂肪源干细胞修饰支架
图5
图5
12岁以上支架的血管生成分析 周。一富血小板血浆（PRP）、血浆（PM）和大鼠脂肪干细胞（rADSCs）处理的支架在12岁时的血管生成评估 周，如CD31染色所示(n个 = 6).b定量6和12时CD31阳性细胞的数量 周。请注意，PM+ADSC和PM+ADSC+PRP支架的血管数量明显大于12 周(第页 < 0.05). PU未修饰支架、PRP富含血小板血浆修饰支架、PM含氩修饰支架、P+PM富含血小板血浆和氩气修饰支架。第页值*< 0.05, **第页 < 0.01和***第页 < 0.001. 箭头显示阳性CD31染色血管
图6
图6
支架对12 周。一CD68巨噬细胞对富血小板血浆（PRP）、血浆（PM）和脂肪源性干细胞（ADSC）处理支架的评估 周(n个 = 6).b6和12时巨噬细胞浸润的定量 周。注意，支架之间的CD68染色没有显著差异。c（c）富含血小板血浆（PRP）、血浆（PM）和脂肪干细胞（ADSCs）处理的支架在12岁时的CD45白细胞评估 周(n个 = 6).d日CD45白细胞浸润在6和12时的定量 周。注意，支架之间的CD45染色没有显著差异。PU未修饰支架、PRP富含血小板血浆修饰支架、PM含氩修饰支架、P+PM富含血小板血浆和氩气修饰支架。箭头显示阳性CD45和CD68染色细胞
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