下载文档原格式
生物材料的细胞相容性与生物相互作用研究生物材料在医学领域中的应用越来越广泛，例如医用植入物、可降解材料和药物传递系统等。
然而，为了确保这些材料在体内的安全性和有效性，细胞相容性和生物相互作用的研究显得尤为重要。
本文将探讨生物材料的细胞相容性评价和与生物体的相互作用。
1. 细胞相容性的意义细胞相容性是指生物材料与细胞之间的相互作用关系。
良好的细胞相容性意味着材料与细胞可以和谐共存，并减少对生物体的不良影响。
通过对细胞相容性的评价，可以预测材料在体内的行为和效果，为材料的设计和选择提供指导。
2. 细胞相容性的评价方法（1）细胞黏附和增殖：研究材料与细胞的黏附和增殖情况，评估其细胞相容性。
常用方法包括细胞计数、细胞存活率和细胞形态观察等。
（2）细胞毒性测试：通过评估材料对细胞的毒性程度，判断其细胞相容性。
常用方法包括MTT法、细胞凋亡检测和细胞周期分析等。
（3）细胞功能评价：研究材料对细胞功能的影响，如细胞分化、细胞迁移和细胞外基质合成等。
常用方法包括免疫荧光染色、基因表达分析和细胞骨架观察等。
3. 生物材料的生物相互作用除了细胞相容性外，生物材料还与生物体中其他成分之间存在着复杂的相互作用。
这些相互作用可以影响材料的降解、材料与生物体间的物理、化学和生物学反应等。
（1）免疫反应：生物材料在体内可能引发的免疫反应对于材料的稳定性和应用效果有重要影响。
研究材料在免疫系统中的相互作用，可以优化材料的设计和改善生物相容性。
（2）血液相互作用：某些材料会接触到循环系统，因此其与血液成分之间的相互作用也十分重要。
血液相互作用的研究可以评估材料对血凝和血小板激活等指标的影响。
（3）细胞外基质相互作用：细胞外基质是生物体内的重要组成部分，生物材料与细胞外基质之间的相互作用会影响材料的降解、修复和再生过程。
因此，研究材料与细胞外基质的相互作用，对于优化材料的性能和功能十分重要。
4. 未来研究方向与挑战生物材料的细胞相容性和生物相互作用研究仍面临一些挑战。
细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展(一)细胞培养法检测材料生物相容性是一种快速、简便、重复性好又价廉的方法，在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。
由于新材料不断涌现、材料植入体内的部位及使用目的日趋繁杂、材料毒性作用的强弱以及与机体反应的复杂性等因素决定了细胞毒性试验中实验方法及实验细胞的多样性。
根据生物材料本身的理化特性、植入体内的部位及使用目的选择适当的实验方法和实验细胞至关重要。
以往对材料生物相容性的评价往往着眼于细胞的形态与数量的变化，近几年来研究材料对细胞生长、附着、增殖及代谢方面影响的报道日趋增多，并提出了以有活力的细胞数和细胞生长作为材料生物相容性评价标准的观点。
通过结合免疫、化学、放射及影像学等多学科的技术发展，使人们进一步深入了解细胞结构和功能的变化关系，进而阐明材料对细胞的作用机制，是今后细胞培养法评价材料生物相容性的发展方向。
AbstractItisquickconvientgood-repeatingandcheapthatexaminingthebioticmaterialscompatibilityt hroughcell-culturingmethod,anditismoreandmoreimportantinevaluatingthecompatibilityofbiotic material.Thenewmaterialappeatingcontinouslycomplicatingofthepartandaimmaterialbeplantedint heintensityofmaterialstoxiceffectthereactionscomplicationofmaterialandbioticbody,allofthesedec idethevarietyofexperimentmethodandcellsincelltoxicityexperiment.Itisveryimportantthatchoicest herightexperimentmethodandcellsaccordingtothematerialscharacterthepartandaimthematerialb eplantedin.Theevaluationofbioticmaterialscompatibilitystressedonthechangingofcellsformandqua ntitybefore.Inrecentyears,moreandmorereportsappearaboutmaterialinflueancesthegrowth.adhes ionproliferationandmetabolizingofcell.andpresentsthepointthattheevaluationstandardofbioticmat biningmany subjectstechnologicaldevelopment,suchasimmunology,chemistry,radiationandshadowgraphy,thor oughlyinquiresthechangeingrelationofcellsstructureandfuntion,furtherlyclarifesthematerialseffect oncell,Itisthedevelopingdirectioninthefuturethatevaluatesthebioticmaterialscompatibilityincedd-culturingmethod.KeywordsBioticmaterialCell-culturingCompatibilityToxicityexperiment生物材料的临床应用已有较长的历史，广泛应用于牙科、眼科、整形外科及心血管外科领域。
生物医学材料的生物相容性与性能评价1. 引言在生物医学领域中，材料的生物相容性与性能评价是非常重要的。
生物相容性是指材料与生物体接触时对其无毒、无刺激、无过敏等不良反应的能力。
合适的生物相容性对于材料的应用和临床效果起着决定性的作用。
本文将探讨生物医学材料的生物相容性与性能评价的相关内容。
2. 生物相容性评价生物相容性评价是研究材料与生物组织相互作用的过程，主要包括体外和体内评价。
体外评价是通过离体试验测试材料与生物体外界面的相容性。
常用的方法包括细胞毒性测试、溶出测试和材料表面性质分析等。
细胞毒性测试主要通过培养人类细胞或动物细胞与材料接触，观察细胞的存活情况来评价材料对细胞的毒性。
溶出测试则是通过将材料浸泡在模拟体液中，测定溶出液对生物体的影响。
表面性质分析可以利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法评估材料表面性质，了解其对生物体的影响。
体内评价是通过将材料植入活体动物体内，观察其对生物体的影响。
体内评价可以分为急性毒性测试和亚慢性/慢性毒性测试两个阶段。
急性毒性测试是在材料植入后的短期内观察其对生物体的反应，如炎症反应、组织坏死等。
亚慢性/慢性毒性测试则是在较长的时间内观察材料对生物体的长期影响，如组织修复、材料降解等。
通过体内评价，可以更全面地了解材料在生物体内的性能和相容性。
3. 生物相容性的评价指标生物相容性的评价指标主要包括生物材料的免疫相容性、炎症反应、血液相容性和组织相容性等。
免疫相容性是指材料是否会引发宿主的免疫反应。
对于植入性材料来说，免疫抗应激性能够更好地降低材料的排异反应。
炎症反应是材料与宿主组织交互作用的一种反应，可以通过观察局部红肿、渗出等症状评价。
血液相容性是指材料在血液中的相容性，如对血小板的聚集、凝血等影响。
组织相容性是指材料与组织之间的相互作用，主要取决于材料的表面特性和形态结构，如材料的粗糙度、刚度等。
4. 材料性能评价除了生物相容性之外，材料的性能评价也是十分重要的。
材料的生物相容性研究材料的生物相容性研究是指对材料与生物组织相互作用的研究领域。
随着现代医学和生物工程学的发展，人们对材料的生物相容性要求越来越高。
本文将探讨材料的生物相容性研究的重要性、研究方法以及在医疗应用中的进展。
一、材料的生物相容性的重要性材料的生物相容性是指材料在人体内或与生物组织接触时对生命体不会产生有害的反应。
在医疗应用中，材料的生物相容性直接关系到医疗器械、植入物和药物传递系统的疗效和安全性。
如果材料不兼容或具有毒性，可能引起炎症反应、细胞凋亡甚至组织坏死，严重的情况下还可能威胁患者的生命。
因此，研究材料的生物相容性至关重要，可以为医疗器械的开发和使用提供科学依据。
二、材料的生物相容性的研究方法1. 细胞培养实验：细胞培养实验是研究材料的生物相容性的常用方法之一。
通过将材料与细胞接触，观察细胞的形态、增殖和凋亡等指标的变化，评估材料对细胞的影响。
这些实验可以揭示材料与细胞的相互作用机制，为优选生物相容材料提供依据。
2. 动物试验：动物试验是研究材料的生物相容性的另一种常用方法。
通过将材料植入动物体内，观察材料与组织的相互作用，评估材料在体内的生物相容性。
这些实验可以模拟真实的生物环境，更接近人体情况，有助于预测材料在人体内的生物相容性表现。
3. 体外测试：体外测试是研究材料的生物相容性的一种快速、经济的方法。
通过将材料与生物液体接触，观察材料与生物液体之间的相互作用，评估材料对生物液体的影响。
这些测试可以在短时间内获得初步结果，为更深入的研究提供参考。
三、材料的生物相容性在医疗应用中的进展随着对材料的生物相容性认识的深入，新一代的生物相容材料得到了广泛应用。
例如，生物可降解聚合物在医疗领域具有广阔的前景。
这些聚合物可在体内分解为无害物质，避免了不必要的二次手术，减轻了患者的痛苦。
此外，纳米材料在生物相容性研究中也发挥了重要作用。
通过调整纳米材料的形状、大小和表面性质，可以改善其生物相容性，实现更高效的药物传递和诊断成像。
生物材料的细胞生物相容性评价方法的研究进展林红赛;王春仁;王志杰;张华【摘要】细胞生物相容性评价是生物材料临床应用前必须检测的项目,目前的评价方法主要以细胞毒性试验法为主,国内外标准就细胞毒性试验已有具体的试验原则和试验方法.随着现代细胞生物学和分子生物学技术的进步,细胞毒性评价出现了一些国内外标准尚未收录的新的评价指标和评价方法,本文主要综合常用的评价指标和评价方法及其发展现状作一综述.【期刊名称】《中国医疗器械信息》【年(卷),期】2011(017)009【总页数】6页(P10-14,21)【关键词】细胞生物相容性;试验方法;毒性机制【作者】林红赛;王春仁;王志杰;张华【作者单位】中国食品药品检定研究院,北京,100050;中国食品药品检定研究院,北京,100050;华南理工大学生物医学工程研究院,广州,510640;苏州大学基础医学院,苏州,215021【正文语种】中文【中图分类】R446.690.引言细胞生物相容性评价是生物材料生物相容性评价的一项重要内容，细胞毒性试验作为检测生物材料毒性的手段，具有简便、敏感性高、节省动物、节约经费、缩短生物材料研究周期等优点，已被广泛应用于生物相容性评价。
以往对生物材料的细胞生物相容性的评价往往只着眼于细胞的形态与数量的变化，随后发展到对细胞生长、附着、增殖及代谢方面的影响，并提出了以有活力的细胞数和细胞增殖能力作为评价生物材料细胞生物相容性的观点。
20世纪90年代初，有学者提出并确定了对生物材料进行分子水平生物相容性研究的设想，借助分子生物学手段从分子水平研究生物材料对细胞行为的影响，进而阐明生物材料对细胞作用的机制[1]。
细胞毒性试验是生物材料细胞生物相容性评价最常用的方法，细胞毒性评价方法种类繁多，GB/T16886标准中按照材料与细胞的接触方式，分为浸提液法（主要是MTT试验法）、直接接触法、分子滤过法和琼脂覆盖法。
另有按照不同的生物学终点即不同评价指标进行分类的方法，如细胞形态学、细胞膜效应、细胞代谢活性、细胞增殖率等评价方法。
生物材料的生物相容性评价生物材料的应用范围越来越广泛，例如医疗器械、组织工程、药物传递系统等。
在选择和设计生物材料时，了解生物相容性是十分重要的。
生物相容性评价是评估生物材料与生物系统相互作用的过程，包括生物材料在体内引发的生理和免疫反应。
本文将介绍生物材料的生物相容性评价及其常用的方法。
一、生物相容性评价的重要性生物相容性评价有助于确定合适的生物材料，并有效预测其在体内使用的安全性和有效性。
合适的生物材料应该具备不引起炎症、不产生过敏反应、不引发排异反应等特点，以提供良好的组织修复和再生环境。
二、生物相容性评价的方法1. 细胞培养法细胞培养法常用于评估生物材料对细胞生长和功能的影响。
通过将生物材料与特定类型的细胞共培养，观察细胞的黏附、增殖、分化等情况，可以初步评估生物材料对细胞的相容性。
2. 动物实验法动物实验法是评价生物材料生物相容性的重要手段。
常用动物模型包拟鼠、兔子、猪等。
通过将生物材料种植到动物体内，观察动物的生理和免疫反应，可以评估生物材料在体内的相容性。
例如，可以观察生物材料是否引起炎症反应、免疫排斥等情况。
3. 体外溶出法体外溶出法是评价生物材料溶出物对细胞和生物体的影响的方法。
将生物材料浸泡于模拟体液中，观察溶出物对细胞的毒性和生理效应，可以评估生物材料的相容性。
体外溶出法的优点是操作简便，但是由于并非直接在体内进行评价，结果需要进一步验证。
4. 免疫学评价免疫学评价是评估生物材料是否引发免疫反应的方法。
通过检测体内的免疫指标，例如细胞因子、抗体水平等，可以判断生物材料在免疫系统中的影响，评估其相容性。
三、生物相容性评价的指标1. 细胞毒性细胞毒性是评价生物材料影响细胞存活和功能的指标之一。
可以通过测量细胞的存活率、凋亡率、细胞分化等来评估生物材料的细胞毒性。
2. 炎症反应炎症反应是生物材料与组织接触后引起的生物学反应。
通过观察炎症反应的程度和时间，可以评估生物材料的相容性。
细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展细胞培养法检测材料生物相容性是一种快速、简便、重复性好又价廉的方法，在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。
由于新材料不断涌现、材料植入体内的部位及使用目的日趋繁杂、材料毒性作用的强弱以及与机体反应的复杂性等因素决定了细胞毒性试验中实验方法及实验细胞的多样性。
根据生物材料本身的理化特性、植入体内的部位及使用目的选择适当的实验方法和实验细胞至关重要。
以往对材料生物相容性的评价往往着眼于细胞的形态与数量的变化，近几年来研究材料对细胞生长、附着、增殖及代谢方面影响的报道日趋增多，并提出了以有活力的细胞数和细胞生长作为材料生物相容性评价标准的观点。
通过结合免疫、化学、放射及影像学等多学科的技术发展，使人们进一步深入了解细胞结构和功能的变化关系，进而阐明材料对细胞的作用机制，是今后细胞培养法评价材料生物相容性的发展方向。
Abstract It is quick convient good-repeating and cheap that examining the biotic materials compatibility through cell-culturing method,and it is more and more important in evaluating the compatibility of biotic material.The new material appeating continously complicating of the part and aim material be planted in the intensity of materials toxic effectthe reactions complication of material and biotic body,all of these decide the variety of experiment method and cells in cell toxicity experiment.It is very important that choices the right experiment method and cells according to the materials character the part and aim the material be planted in .The evaluation of biotic materials compatibility stressed on the changing of cells form and quantity before.Inrecent years,more and more reports appear about material influeances the growth.adhesion proliferation and metabolizing of cell.and presents the point that the evaluation standard of biotic materials compatibility should be set according to the active cells quantity and their bining many subjects technological development,such as immunology, chemistry,radiation and shadowgraphy,thoroughly inquires the changeing relation of cells structure and funtion,furtherly clarifes the materials effect on cell,It is the developing direction in the future that evaluates the biotic materials compatibility in cedd-culturing method.Key words Biotic material Cell-culturing Compatibility Toxicity experiment生物材料的临床应用已有较长的历史，广泛应用于牙科、眼科、整形外科及心血管外科领域。
生物材料的生物相容性测试方法及其应用随着医疗技术的不断发展，越来越多的生物材料被应用到医疗领域中。
不同的生物材料在人体内发挥着不同的作用，但是其中一个最基本的要求就是材料必须对人体细胞、组织和器官无害。
因此，生物相容性成为生物材料应用中不可忽视的问题之一。
那么，如何进行生物相容性测试呢？1. 生物相容性测试方法常见的生物相容性测试方法包括体内试验和体外试验。
体内试验可以提供更接近人体环境的结果，但是受到伦理和经济方面的限制，因此大多数生物相容性测试方法都是体外试验。
现在的一些生物相容性测试方法包括：(1) 细胞培养试验：细胞培养试验可以模拟人体内细胞对生物材料的反应。
典型的细胞培养试验包括细胞增殖、细胞存活、细胞代谢测定、细胞骨架蛋白测定等。
(2) 动物测试：动物测试是比较简单易行的生物相容性测试方法。
一般来说，最常见的动物测试就是小鼠和大鼠的皮下植入试验、接触试验、注射试验等。
但是，这种方法受到动物数量、功能与人体不同等限制。
(3) 化学试验：化学试验是利用化学试剂检测生物材料的毒性和损伤程度。
目前最常见的化学试验包括毒性试验和生物膜成分测定等。
2. 生物相容性测试的应用生物相容性测试方法可以用于生物材料的筛选、研发和验收。
广泛应用于如下方面：(1) 医疗领域：生物材料在医疗领域中的应用已经非常广泛了，如人造器官、植入物、假肢等。
(2) 药物研究：药物研究需要使用各种载体，生物相容性测试可以通过检测药物与载体之间的相互作用来评估药物的安全性和有效性。
(3) 生物气体传感器：为了检测生物气体，如CO2、O2，越来越多的生物材料被用作传感器。
在生物相容性测试中，这些传感器可以用于检测脉搏氧合度、呼吸频率等。
总之，生物相容性测试方法在生物材料的筛选、研发和验收方面具有很重要的作用。
随着科技的不断发展，我们相信未来会有更多的生物相容性测试方法被开发出来，并为人类的健康和医疗事业做出更大的贡献。
生物材料的生物相容性评价与应用随着医学技术的不断进步，生物材料在人类的生活中扮演着越来越重要的角色。
生物材料的应用范围广泛，包括医疗器械、医用电子产品、人工器官等。
而生物相容性则是生物材料应用的重要考量因素之一。
生物相容性指生物材料与人体组织直接接触时所表现出的互相适应、互不影响的性质。
好的生物相容性能够有效防止人体对生物材料的排异现象，促进生物材料的良好生物适应性，并降低人体对生物材料的免疫反应。
因此，对于生物材料而言，生物相容性评价是十分必要和重要的。
目前，生物相容性评价主要采用的是以下几个方面的指标。
一、细胞培养实验细胞培养实验是生物材料生物相容性评价中最常用的方法之一。
一般而言，将生物材料与细胞组织接触，观察细胞的存活情况、增殖情况及毒性反应等等。
通过细胞培养实验，可以初步了解生物材料对人体细胞的影响和细胞对生物材料的反应，从而判断生物材料的生物相容性能否达到要求。
二、动物实验除了细胞培养实验，动物实验也是生物材料生物相容性评价中的一个重要方法。
动物实验采用动物模型代替人体模型，通过实验评价生物材料对动物体表现出的影响和反应。
例如，在手术和人工器官等方面，常使用动物模型对生物材料的生物相容性进行评价。
动物实验可通过动物的生理与病理学观测，评估生物材料与动物体的相容性程度。
三、体外实验体外实验指将生物材料直接置于体外环境下进行实验评价。
生物材料在体外没有被生物活体包裹，它与环境相互作用，反应与人体表现的不同。
通过体外实验，可以初步了解生物材料对人体结构和功能的影响，为生物材料的生物相容性评价提供依据。
这些方法的结合使用可以全面且准确地评价生物材料的生物相容性。
目前，许多生物材料生物相容性实验已经进入了标准化测试的阶段。
例如，在美国，食品与药品管理局规定了许多生物材料生物相容性的标准化测试方法，以保证生物材料的质量和安全。
生物材料的生物相容性评价旨在提高生物材料的可靠性和安全性以及促进生物材料的可持续发展。
生物医学材料评价方法与技术生物医学材料评价方法与技术是研究人工材料在生物环境下性能和安全性的重要领域。
在开发和应用生物医学材料时，评价其生物相容性、生物活性、耐久性和机械性能等是必不可少的环节。
下面将介绍一些常用的生物医学材料评价方法与技术。
一、生物相容性评价方法与技术：1. 细胞毒性测试：通过对生物材料接触所培养的细胞进行毒性评估，了解材料对细胞的影响，包括细胞存活率、细胞形态、增殖能力等。
2. 血凝性评价：材料接触血液后是否引发血凝，可通过凝血时间、纤维蛋白生成等指标来评估材料的血液相容性。
3. 免疫反应评价：测试材料是否会引起机体免疫反应，包括细胞因子释放、炎症反应等指标。
4. 组织相容性评价：将材料植入动物组织内，观察其是否引起组织炎症反应、组织损伤等现象。
二、生物活性评价方法与技术：1. 细胞增殖与分化：通过将材料与培养的细胞接触，观察细胞在材料上的增殖和分化情况，了解材料对细胞的影响。
2. 细胞迁移与黏附：观察材料对细胞迁移和黏附的影响，包括细胞的形态变化、粘附面积等指标。
3. 组织再生：通过植入材料促进受损组织的再生和修复，观察组织再生情况，包括新生组织形态、生物活性物质表达等。
三、耐久性评价方法与技术：1. 材料降解评价：观察材料在生物环境中的降解速度和产物，包括质量损失、元素析出等指标。
2. 力学性能评价：测试材料的力学性能，包括强度、韧性、模量等指标。
3. 长期稳定性评价：通过长时间的体外或体内实验，观察材料的稳定性，并对其性能变化进行分析、比较。
四、表面性能评价方法与技术：1. 表面形貌观察：使用电子显微镜等仪器观察材料表面形貌，了解其表面的粗糙度、孔洞形成等。
2. 表面化学性质：通过测试材料表面的化学成分以及化学反应能力来评估其表面性质。
3. 表面润湿性：通过接触角等指标来评价材料表面的润湿性能，了解其与生物液体的相互作用。
综上所述，生物医学材料评价方法与技术包括生物相容性、生物活性、耐久性和表面性能等方面的评估。
生物医学工程学杂志 1999∶16(1)∶86～90 J Biomed Eng细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展梁卫东1 综述 石应康 审校(华西医科大学附属第一医院胸外科,成都 610041) 内容摘要 细胞培养法检测材料生物相容性是一种快速、简便、重复性好又价廉的方法,在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。
由于新材料不断涌现、材料植入体内的部位及使用目的日趋繁杂、材料毒性作用的强弱以及材料与机体反应的复杂性等因素决定了细胞毒性试验中实验方法及实验细胞的多样性。
根据生物材料本身的理化特性、植入体内的部位及使用目的选择适当的实验方法和实验细胞至关重要。
以往对材料生物相容性的评价往往着眼于细胞的形态与数量的变化,近几年来研究材料对细胞生长、附着、增殖及代谢方面影响的报道日趋增多,并提出了以有活力的细胞数和细胞生长作为材料生物相容性评价标准的观点。
通过结合免疫、化学、放射及影像学等多学科的技术发展,使人们进一步深入了解细胞结构和功能的变化关系,进而阐明材料对细胞的作用机制,是今后细胞培养法评价材料生物相容性的发展方向。
关键词 生物材料 细胞培养 相容性 毒性实验The Research of Evaluation the Compatibility of BioticMaterial in Cell-cultureing MethodLiang W eidong Shi Yingkang(Department of Thoracocard iac Surgery,The First University Hospital,WestCh ina University of Med ical Science,Cheng du 610041) Abstract It is quick co nv ienent g o od-r epea ting and cheap tha t ex amining th e bio tic ma teria l's co m-pa tibility thro ug h cell-culturing me tho d,a nd it is mo re and mor e impo r ta nt in ev alua ting the co mpa tibil-ity of bio tic material.The new ma teria l appea ring co ntinously complica ting o f th e par t and aim ma teria l be planted in the intensity of mate rial's toxic effec t the r eactio n's complica tio n o f ma terial and bio tic body,all o f these decide the va riety of ex periment method a nd cells in cell to xicity ex periment.It is ve ry impo r tant that choices the righ t ex periment method and cells a cco rding to the ma terial's charac ter the pa rt and aim the ma terial be pla nted in.The eva luatio n o f biotic ma teria l's co mpa tibility stressed o n the changing o f cell's fo rm a nd qua ntity befo r e.In recent y ears,mo re a nd mo r e repo rts a ppear about mate rial influences the g r ow th.adhesio n pro liferation and metabolizing o f cell,a nd pr esents the point that the eva luation standar d o f bio tic mate rial's co mpa tibility sho uld be set acco rding to the activ e cell's quantity a nd their g r ow bining many subject's technological dev elo pment,such a s immuno lo gy, ch emistr y,radia tio n and shado wg raphy,th or oughly inquires the changing relatio n o f cell's structure and funtio n,further ly clarifes the material's effect on cell.It is th e dev eloping dir ec tion in the future that e-v aluates the bio tic material's co mpa tibility in cell-culturing m eth od.Key words B io tic mate rial Cell-culturing Compatibility T oxicity ex pe riment1现在攀钢职工总医院胸外科,攀枝花 617023 生物材料的临床应用已有较长的历史,广泛应用于牙科、眼科、整形外科及心血管外科等领域。
目前美国每年有2～3百万人工脏器或假肢植入人体中。
生物材料不仅要具有临床使用时所需要的理化性能,还必须具有良好的生物相容性,以保证使用安全。
如何快速准确地评价材料的生物相容性,对于研制新材料和缩短研制周期起着重要的作用[1]。
根据1982年美国国家标准学会和牙科协会(AN SI/ADA)公布的评价生物相容性实验标准草案,评价生物相容性的实验方法有短期全身毒性试验(口服法)、急性全身毒性试验(静脉注射法)、吸入毒性试验、溶血试验、致癌试验、显性致死试验、细胞毒性试验、皮下植入试验、骨内植入试验、过敏试验等[2]。
细胞培养法作为检测材料毒性的手段(亦称细胞毒性试验),具有简便、敏感性高、节省动物、节约经费、缩短生物材料研究周期等优点,正日益受到人们的广泛重视。
本文就该研究领域近几年的发展及动向作一简介。
1 细胞毒性试验方法的进展1948年Rosen Bluth等首次报道利用鼠成纤维细胞培养来筛选聚合物,开始了细胞毒性试验评价生物材料的生物相容性的研究与应用工作,迄今为止在这方面已有大量的工作积累与研究发现。
细胞毒性试验在评价材料生物相容性的地位已得到公认[3]。
由于目前对生物相容性概念及机理还完全了解,加之材料的多样性、置入机体内环境中的变异性、材料与机体作用的复杂性等因素,故迄今为止,国内外还没有一个统一的细胞毒性试验方法。
细胞毒性试验由于细胞培养方式(如单层细胞培养、细胞悬液与材料混合培养、细胞在材料上培养等)的不同,细胞与材料之间有无间质(即细胞直接与材料或其浸出液接触,还是通过间质接触)以及材料毒性成份(即材料本身、浸出物、扩散物或材料降解产物等)不同决定了细胞毒性试验方法的多样性。
根据细胞和材料之间有无间质可以将细胞毒性试验方法分为间接法与直接法两大类。
1.1 间接法最典型的间接法是琼脂覆盖法,该法是Dubecco在1952年首先提出[4]。
其方法是将含有培养液的琼脂层平铺在有单层细胞的培养皿中,再在固化的琼脂层上放上试样进行细胞培养。
此法优点是不管试验材料是什么形态(膜、粉末或油脂状)等都适用。
但该法敏感性受试样溶出物在琼脂层上扩散程度的影响。
当溶出物分子量小,易溶于水,其毒性发现早且较强。
反之即使有毒的材料,如溶出物分子量大并难溶于水,使用该法时材料毒性就难以表现出来。
为克服琼脂法的缺点,Sabita Sriva等提出分子滤过法[3]。
该法是在单层细胞上覆盖一层丙烯盐制成的微孔滤膜,将试样材料放在滤膜上,使材料毒性成份通过滤膜作用于其下的细胞。
由于滤膜微孔直径约0.45μm,Bo ndem ark 认为该法适合评价毒性成份分子量小的材料的生物相容性[5]。
Van Luyn等1992年报道用甲基纤维素细胞培养法评价聚合物的细胞毒性[6]。
该法是在甲基纤维素中混入细胞和培养液,再将材料放在固化的甲基纤维素表面进行培养。
该法优点是生物材料的水解及细胞坏死释放出的蛋白分解酶引起的酶解作用均可发生,因此可同时观察到生物材料的原发性及继发性细胞毒性。
1.2 直接法生物材料中一些易溶出物质是引起炎症反应和组织反应的主要原因。
易溶出物质一般是原料单体、低分子聚合物、催化剂、溶剂、稳定剂、乳化剂等。
为研究这些溶出物的细胞毒性,一些学者提出浸出液法。
该法是将试样投入培养液或蒸馏水中在适当条件下进行浸泡,制备出含有溶出的浸泡液再将浸出液加在含有细胞的培养皿或试管中继续培养,观察溶出物对细胞的影响。
Oshima认为不同浸提条件和浸提方87第1期 梁卫东等。
细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展式所制备的材料溶出物在细胞敏感程度上并无显著性差异[7]。
直接浸渍法:该法是该形态不规则的试样(如金属粉末、油脂类材料)等与细胞一起放入培养皿中进行培养。
当有溶出物时试样周围的细胞就会受到影响。
宋淑华等1988年用该法对医用硅胶及聚乙烯醇进行细胞毒性试验[8]。
作者认为对于形态不规则有微量毒性的材料使用该法较为适宜。
另一些学者在直接浸法基础上提出直接接触法。
该法将细胞直接放在生物材料上进行细胞培养。
当有毒性物质释放时,由细胞形态变化和数量增减检测细胞毒性程度,同时可以直接观察到细胞在材料表面贴附情况。
直接接触法不仅能直接检测材料溶出物的细胞毒性,同时也是考察材料与组织细胞相容性的重要手段。
通常“材料生物相容性好”,很多场合都是指细胞容易贴壁且能迅速繁殖生长。
因此可根据直接接触法细胞培养的结果推测材料植入人体后与机体细胞的反应。
但是,对于与血液接触的循环系统来说,为了避免引起血栓形成,就希望细胞难以贴壁且不易增殖。
因此应根据材料的使用目的,作出相应的生物相容性判断。
Tsuchiya[9]等于1994年对琼脂法、分子滤过法、浸出液和直接接触法对材料的细胞毒性敏感程度的差异性进行比较。
