N钙黏蛋白融合蛋白改性表面增强细胞活性与细胞募集能力的研究

目的:探究N钙黏蛋白融合蛋白改性表面培养人脐带间充质干细胞(HUCMSCs)对细胞活性与细胞募集能力的影响。方法:对聚苯乙烯(TCP)培养皿表面分别行磷酸缓冲盐溶液(PBS)浸润、N钙黏蛋白融合蛋白改性处理,通过水接触角实验检测表面亲水性,将HUCMSCs分别接种于PBS浸润(对照组)和N钙黏蛋白融合蛋白改性(改性组)的培养皿,利用CCK-8评估细胞活性,通过划痕实验、迁移实验评估N钙黏蛋白融合蛋白改性表面培养HUCMSCs对细胞募集能力的影响,通过RT-qPCR和ELISA评估基质细胞衍生因子-1(SDF-1)的基因表达和旁分泌变化。结果:水接触角检测显示对照组培养皿表面水接触角高于改性组培养皿表面水接触角(t=41.99,P<0.01);CCK-8实验结果显示,培养1 d改性组细胞活性明显高于对照组(t=2.907,P<0.05);划痕实验结果显示体外培养12、24 h后,改性组划痕愈合面积均高于对照组(t=4.144、17.75,均P<0.05);迁移实验结果显示改性组募集到上室下层的细胞数量高于对照组(t=23.14,P<0.01);RT-qPCR结果显示,改性组SDF-1基因表达上调(t=29.01,P<0.01);ELISA结果显示,改性组SDF-1因子旁分泌高于对照组(t=4.681,P<0.01)。结论:利用N钙黏蛋白融合蛋白改性表面培养HUCMSCs,可增强细胞活性及细胞募集能力。

骨质疏松羊模型中胸椎骨膜的结构与细胞特征的变化

目的利用骨质疏松绵羊和正常羊模型深入研究胸腰段椎体骨膜在骨质疏松状态下的结构和细胞变化,为预防骨质疏松性椎体压缩骨折提供潜在的关键治疗靶点和理论基础。方法选用8只健康状态相似的成年雌性小尾寒羊,随机分为骨质疏松组(n=4)和正常组(n=4)。骨质疏松组实施卵巢切除术、低钙饮食和甲强龙注射以诱导小尾寒羊的骨质疏松状态。卵巢切除术后4个月,取出T 12椎体。利用微型计算机断层扫描分析骨小梁体积、厚度和数量,利用HE染色组织学评价骨膜的厚度和细胞数量,碱性磷酸酶(ALP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色评价成骨和破骨细胞的比例。结果与正常羊相比,骨质疏松羊的骨小梁相对体积(BV/TV)、厚度(Tb.Th)和数量(Tb.N)明显降低[(22.708±0.973)%比(35.409±1.254)%,(8.970±0.473)μm比(10.432±0.392)μm,(0.025±0.000)mm^(-1)比(0.035±0.004)mm^(-1),均P<0.05],而骨小梁分离度(Tb.Sp)明显增加[Tb.Sp(27.385±0.318)μm比(21.935±2.101)μm,P<0.05]。HE染色呈现典型的开窗小梁结构,骨质疏松羊骨膜的形成层和纤维层更厚,并且形成层的细胞数量更多(均P<0.05)。标准化后,TRAP和ALP染色显示骨质疏松羊的TRAP^(+)破骨细胞明显增多,而形成层和纤维层骨膜的ALP染色结果显示两组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论骨质疏松羊的骨膜与正常羊相比在结构和细胞群上存在差异,表现为更活跃的骨吸收,而骨形成活性相当。以骨膜为靶点的治疗有望成为预防骨质疏松性椎体压缩骨折的关键。

骨质疏松对侧方入路腰椎椎间融合术后相邻节段椎体及终板生物力学的影响

目的探究骨质疏松对侧方入路腰椎椎体间融合术(LLIF)后相邻椎体的生物力学影响。方法本研究以L_(3)~S_(1)为研究对象,模拟LLIF术前及术后的腰椎正常骨密度和骨质疏松状态,建立有限元模型(FEM)。通过赋予FEM不同的材料属性来模拟术后骨质正常有限元模型(NFEM)和骨质疏松的有限元模型(OFEM)。手术节段模拟在L_(4)~L_(5)。对模型施加一个500 N的随动载荷和7.5 N·m的力矩载荷模拟腰椎的屈伸、侧弯、轴向旋转的不同姿态。不同姿态下,计算NFEM和OFEM的邻近节段(L_(3)和S_(1))椎体松质骨和终板的Von Mises力峰值。结果与NFEM组相比,OFEM组的L_(3)松质骨的Von Mises力峰值在前后屈伸、左右侧弯、左右轴向旋转6种姿态下均有明显降低(8%、12%、21%、16%、20%、29%)。观察S_(1)松质骨Von Mises力峰值,OFEM组在后伸、左弯、右弯和右旋的姿态下的Von Mises力峰值增加(49%、17%、25%、14%),在前屈和左旋姿态Von Mises力峰值减小(31%、12%)。与L_(3)松质骨相比,S_(1)松质骨在各姿态下的应力变化方向存在差异。与NFEM组相比,在上述6种姿态下OFEM组的L_(3)下终板的Von Mises力峰值均有明显增加(42.10%、34.13%、30.05%、17.88%、26.50%、24.15%)。与NFEM组相比,OFEM组在前屈、侧弯、轴向旋转姿态的S_(1)上终板的Von Mises力峰值增加(23.25%、0.07%、29.94%、22.69%、32.43%),在后伸姿态下应力降低(5.36%)。与NFEM组比,OFEM组L_(4)~L_(5)节段相邻终板应力峰值大部分有明显增加。结论骨质疏松模型中LLIF术后手术节段临近椎体生物力学发生明显改变,相邻椎体终板应力明显增加,头侧松质骨应力明显降低,而尾侧松质骨应力呈现出增加趋势。