氢气医学

氢气器官保护液对软骨的保护效果研究【图】

发布时间:2023-01-03本文来源: 氢思语

、肺脏等都有学者研究。这些常规的器官保护一般都是要求在小时级别的效果。也有一些器官如骨骼和软骨组织,需要更长时间的保护。从简单逻辑上,氢气能短时间保护,也应该能长时间保护。但医学研究不能简单推测,这种理论推测需要用实验来证实。今天介绍给大家的这个研究是将氢气用于软骨保护,发表在2014年。

研究使用的器官保护装置

 

 电解氢系统用于向骨软骨组织(OCT)保存液中引入氢气用于长期冷藏。氢气电解槽系统包括电解槽和连接到制冷系统的水浴。OCT在保存液中放入可渗透氢的聚苯乙烯管中浸泡在冷水浴中引入氢。

采用同种异体骨软骨组织(OCT)治疗大面积软骨缺损。通常,在疾病筛查期间收集的oct保存在4℃。然而,在冷保存过程中细胞存活率的逐渐降低会对移植结果产生不利影响。因此,需要改进的存储方法来保持oct的细胞活力,以增加高质量oct的可用性,改善治疗结果。在这里,我们评估了在低温保存过程中,长期氢输送到保存液是否能提高大鼠oct的生存能力。结果发现,与不添加氢气的培养基相比,添加氢气的Dulbecco改良鹰培养基(DMEM)和威斯康星大学(UW)溶液在4°C保存21天期间都显著提高了OCTs的细胞活力。然而,在含氢的DMEM中长期低温保存OCTs可以最优地维持软骨细胞的活力和形态。我们的研究结果表明,在补充氢气的DMEM中保存的OCTs是一种很有前途的材料,用于在临床环境中修复大型软骨缺损。 

同种异体骨软骨组织(OCT)由于其较低的供体发病率,是治疗与骨坏死、剥脱性骨软骨炎和创伤性损伤相关的大型软骨缺损的材料之一。新鲜OCT移植可获得高功能结果;新鲜oct治疗股骨髁缺损的临床成功率大于75%。然而,考虑到与同种异体组织相关的污染和疾病传播的隐性风险,在允许oct用于临床之前,实施了14天的疾病筛查期。在疾病筛查期间,oct通常被保存在4°C的培养基中,直到它们被交付给外科医生进行植入。但在OCTs冷保存过程中,细胞活力逐渐下降,可明显降低骨修复疗效和移植治疗结果。因此,需要保持高细胞活力的保存方法来增加高质量oct的可用性并改善移植结果。

大量研究表明,在保存液中添加胎牛血清(FBS)可显著提高冷藏期间oct中的软骨细胞活力。因此,目前oct的存储介质是FBS的补充。然而,美国食品和药物管理局对将牛蛋白引入人类可能引起的人畜共患病和免疫并发症表示担忧。虽然,据我们所知,由胎牛综合征引起的跨物种污染还没有报道,但从监管和患者安全的角度来看,最大限度地减少或消除与同种异体移植物相关的潜在感染风险是可取的。然而,由于在4℃无血清培养基中储存的oct存活率较低,因此需要建立无血清长期保存且细胞存活率高的oct的方法。

一种有希望的方法来维持OCTs的生存能力是补充与分子氢保存溶液。补充氢气的潜在功效是由于氢气具有强大的抗氧化、抗炎和抗凋亡特性,最近也有报道称氢气在体外对软骨细胞有很强的保护作用。此外,在器官保存液冷保存长达8小时的过程中补充氢气可以降低器官损伤的严重程度。然而,与器官移植材料相比,OCTs需要更长的低温保存时间,氢补充存储介质的效果尚未确定。

用于器官冷藏的富氢溶液通常使用高压氢气或氢气鼓泡制备。然而,这些系统容易受到细菌污染,并可能在鼓泡过程中对组织造成机械损伤。为了克服这些限制,一种非破坏性的氢溶解装置,包括电解槽和冷水浴,被开发出来,在整个冷藏期间,在保存液中生成并保持治疗浓度的氢。值得注意的是,该系统不需要打开存储容器,也不改变保存液中的其他成分。因此,该系统可以安全地使用氢气作为保存液的补充,并可能通过抗氧化和抗炎作用提高OCT的活力。在这里,我们评估了使用非破坏性氢溶解剂的保存液补充氢是否能提高大鼠OCT在长期冷保存期间的细胞活力。

图4 具有代表性的HE染色的oct组织切片,在有或没有补充氢气的情况下冷保存。OCTs分别在DMEM (a)、DMEM - H2 (b)、UW溶液(c)和UW溶液- H2 (d)保存3周后进行组织学分析。