丝素石墨烯辛伐他汀复合膜对大鼠颅骨缺损骨修复量的影响及石墨烯局部应用大鼠体内重要脏器安全性研究

丝素/石墨烯/辛伐他汀复合膜对大鼠颅骨缺损骨修复量的影响及石墨烯局部应用大鼠体内重要脏器安全性研究目的:分析比较丝素/石墨烯/辛伐他汀复合膜(silkfibroin/grapheneoxide/Simvastatincompositemembrane,SF/GO/Sim)、丝素/石墨烯复合膜(silkfibroin/grapheneoxidecompositemembrane,SF/GO)、丝素/辛伐他汀复合膜(silkfibroin/Simvastatincompositemembrane,SF/Sim)、纯丝素膜(silkfibroinmembrane,SF)促大鼠颅骨骨修复的区别,探讨丝素/石墨烯/辛伐他汀复合膜对大鼠颅骨缺损骨修复的影响;观察GO局部应用的全身反应,对大鼠重要脏器(肝、脾、肾)进行生物安全性评价。方法:1.选取8周龄SD(Sprague-Dawley)大鼠48只,随机分为4组,每组12只。建立大鼠双侧颅骨5mm直径极限骨缺损模型,实验组(A组)于缺损处置入SF/GO/Sim复合膜,对照组分别置入SF/GO复合膜(B组)、SF/Sim复合膜(C组)及SF膜(D组)。各组实验动物一半于8周时处死,取颅骨标本行肉眼观察,脱钙后行Van-Gieson病理染色(VG染色)分析骨形成情况;另一半实验动物定期(术后6周、9周时)腹腔注射荧光标记物标记新骨形成,于术后12周时全部处死,取标本大体观察,乙醇梯度脱水后行硬组织切片,激光共聚焦显微镜观察荧光标记情况,用ImageProPLUS(IPP)软件测量缺损中心方向、颅外侧方向新骨形成量,Van-Gieson病理染色(VG染色)分析骨形成情况。于术后12周时处死所有A、B组实验动物并取肝、脾、肾标本观察,行HE组织病理染色,对局部应用GO进行生物安全性评价。2.实验数据采用IBMSPSSStatistics20统计分析软件进行处理,所得数据用(?)±s表示。多组间样本均数采用双因素方差分析(two-wayclassificationANOVA)检验法进行统计,P<0.05认为差异具有统计学意义。结果:大体观察:各组膜材料在位良好,无膜脱落情况。8周组骨组织标本膜边缘模糊,缺损处质地较软,有一定韧性,角镊可按压,撤去外力按压后回弹,实验组较对照组回弹时间短,b、c组回弹时间无明显差异,d组质地最软,回弹较慢。12周组骨组织标本膜材料与周边骨组织紧密结合,骨缺损边缘与膜材料边界不清,实验组缺损边缘较对照组更为不规则,缺损范围明显减小;缺损处质地较硬,但不及自体骨硬度,韧性较大,角镊用力可按压,撤去外力按压迅速回弹,缺损区域骨硬度触感强于对照组,实验组较对照组回弹时间短,但差异不明显,b、c组回弹时间无明显差异,快于d组。各肝、脾、肾标本色泽及质地无明显异常,被膜无紧张,边缘无水肿圆钝情况。动物标本vg染色结果:8周时各组标本都有不同程度材料残留,实验a组及对照b组材料残留较对照c、d组多。镜下细胞数量丰富,a组纤维较对照组大,与材料接触更为均匀,b、c组纤维较粗,d组纤维染色最细。12周时四组标本都未见材料残留,a、b组可见go均匀分布在视野下,各组细胞数量较8周组明显减少;a组胶原纤维遍布整个缺损区域,交织成网,b、c组胶原纤维呈疏松网状结构,d组胶原纤维呈束状。12周动物标本荧光测量结果:主要由缺损边缘向缺损中心生长。实验a组向缺损中心方向及向颅外侧方向的骨生长量分别为(290.546±23.256)μm、(102.014±11.196)μm,对照b组向缺损中心方向及向颅外侧方向的骨生长量分别为(146.470±29.482)μm、(96.898±13.351)μm,对照c组向缺损中心方向及向颅外侧方向的骨生长量分别为(155.501±13.594)μm、(94.008±25.003)μm,对照d组向缺损中心方向及向颅外侧方向的骨生长量分别为(109.526±24.025)μm、(61.128±15.512)μm;向缺损中心方向辛伐他汀及氧化石墨烯的主效应分别为95.025μm、85.994μm,差异有统计学意义(p<0.05),二者有交互效应(p<0.05);向颅外侧方向辛伐他汀及氧化石墨烯的主效应分别为18.998μm、21.888μm,差异有统计学意义(p<0.05),但二者不存在交互效应(p>0.05)。肝、脾、肾he组织病理染色结果