自主研制的抗感染生物衍生材料的免疫原性及代谢途径研究

生物衍生材料是疝和腹壁外科修复材料的重要发展方向，正受到越来越多的重视。申请者前期针对临床上缺乏适用于污染或感染创面修复材料的现状，利用生物衍生材料三维网状胶原支架结构的特性于其中植入抗感染纳米微粒获得具有强效抗感染性的新型生物衍生材料，相关研究申请了国家发明专利（已公示）并形成论著发表于世界外科学领域排名第一的期刊《Annals of Surgery》，审稿专家评述该材料是"迄今全世界报道的效果最理想的抗感染腹壁修复材料，有临床应用前景"。然而，抗感染生物衍生材料的免疫原性及其修复腹壁缺损后的代谢途径尚不清楚。故本课题拟开展抗感染生物衍生材料①体外对免疫细胞结构和功能的影响；②植入体内后的宿主免疫反应，及其对修复强度、组织重塑及远期效果的影响；③抗感染微粒和生物衍生材料在体内的代谢途径。本课题将进一步明确新型抗感染生物衍生材料的免疫原性及代谢途径，为其临床应用奠定坚实基础。

本课题研究结果显示，NS-PSIS组外周血单核淋巴细胞（PBMC）增殖活性显著低于PSIS（单纯猪小肠粘膜下层）组PBMC增殖活性，提示其具有轻度的细胞毒性，NS-PSIS与PBMC细胞共培养后诱导的细胞因子表达强于PSIS，提示NS-PSIS较PSIS具有更强的免疫原性。建立大鼠部分腹壁缺损动物模型，应用NS-PSIS、PSIS分别修复大鼠腹壁缺损。术后1周NS-PSIS修复局部炎症细胞浸润显著高于PSIS，提示NS-PSIS修复初期诱导机体产生的炎症反应强于PSIS。NS-PSIS及PSIS修复局部均无明显炎症细胞浸润，且均有新生胶原及血管形成，提示修复后期NS-PSIS与PSIS均诱导组织再生及重塑。对修复区进行免疫组化研究，显示NS-PSIS修复组CD3、CD54、CD68阳性细胞计数显著多于PSIS修复组，提示NS-PSIS修复初期诱导机体产生的炎性免疫反应强于PSIS。至修复后12周两组CD3、CD54、CD68阳性细胞计数无显著差异，提示NS-PSIS随修复时间延长诱导机体产生的炎性免疫反应逐渐降低，至修复后12周降低至与PSIS相当水平。NS-PSIS修复后单轴力学及胀破力测试均显著低于PSIS修复组，提示NS-PSIS修复后强度低于PSIS组，可能与其较强的免疫原性导致修复区较强的炎性反应有关。NS-PSIS修复后补片中银逐渐释放，1周内释放总量的2/3，至12周降至对照水平，大鼠血中银含量升高不明显，术后30天血中银含量下降至对照水平，肝、肾、脑等重要脏器均无银沉积，提示NS-PSIS 中纳米银主要通过局部释放，在体内无长期蓄积。此外，在本课题资助下，还开展了“PSIS脱细胞基质最佳制备方法的研究”及“灌注法制备三维小肠脱细胞基质的研究”。本课题按照研究计划及经费预算完成。发表SCI论文9篇（另外2篇SCI论文已投稿待发表），中文核心期刊1篇，国际会议论文4篇，申请国家发明及实用新型专利3项，获批2项。项目负责人参编专著1本，赴日本及芬兰参加国际学术会议交流，在本课题资助期间先后获上海市晨光学者，第二军医大学学习成才标兵，国际外科学会国际旅行学者奖等奖励，并获国家留学基金委资助赴美国哈佛医学院研修1年。培养硕士生3名。