同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨支架材料修复兔胫骨缺损的实验研究

目的探讨同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨支架材料修复兔胫骨缺损的实验研究。方法购自北京生物有限公司(动物实验中心)新西兰大白兔8对,其中2对白兔进行脂肪干细胞分离培养,并采用反复滴加方法将细胞均匀分布于支架材料上,获取脂肪干细胞复合脱钙骨材料。其中6对构建兔胫骨骨缺损模型,造模后即刻将单纯脱钙骨材料植入右侧缺损区设为对照组,将诱导后的兔脂肪干细胞-脱钙骨支架复合物植入左侧缺损区设为实验组。于术后12周采用空气栓塞处死大白兔,获取大白兔双侧后肢胫骨修复骨及其周围软组织,行Micro-CT和组织学检测,了解实验组和对照组白兔骨组织生长情况,兔脂肪干细胞-脱钙骨材料成骨表型测定体内降解情况和组织学检测结果。结果大体观察显示实验组白兔后肢骨缺损区可见骨样组织修复,对照组白兔为纤维样组织充填未见骨样组织覆盖;三维CT影像学显示实验组白兔骨缺损断端和材料接合部已充分融合且骨轮廓、光滑的骨塑形清晰可见,对照组白兔骨缺损处多为纤维性连接;HE染色下可见实验组白兔有典型再生骨组织、大量骨陷窝、骨细胞及部分骨小梁结构,对照组白兔为胶原纤维样组织和残留脱钙骨基质、无大片再生骨样组织。两组白兔Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均呈阳性,细胞胞浆及胞外基质呈棕黄色,胞核呈蓝色,证实修复细胞表达Ⅱ型胶原,为软骨细胞。实验组和对照组白兔修复组织评分分别为(2.41±0.40)、(2.70±0.45)分,实验组白兔组织修复得分高于对照组白兔,差异有显著性(P<0.05)。结论兔脂肪干细胞接种于脱钙骨材料,经成骨诱导后具有较强成骨分化能力,能较好地修复兔胫骨骨缺损,具有较高临床疗效。

同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨支架材料修复尺骨缺损:CT扫描及组织学检测

背景:脂肪干细胞具有来源广泛、含量丰富、容易获取,培养条件简单且扩增能力强等优点,有可能成为继骨髓间充质干细胞之后最具前景的骨组织工程种子细胞。目的:探讨兔脂肪干细胞与脱钙骨支架材料复合修复尺骨缺损的可行性。方法:构建兔尺骨缺损动物模型,将单纯脱钙骨材料植入右侧缺损区,设为对照组,将成骨诱导后的兔脂肪干细胞-脱钙骨支架材料复合物植入左侧缺损区,设为实验组。植入后12周,获取骨缺损处组织标本进行CT扫描和组织学检测。结果与结论:经CT扫描,实验组骨缺损断端与材料的接合部位已不能清晰分辨,断端外侧可观察到平行骨痂。对照组脱钙骨未完全降解,可观察到清晰的骨断端,未观察到连续骨痂,骨缺损处大多为纤维连接,未出现骨性修复。经组织学检测,实验组缺损处为典型再生骨组织,存在骨细胞和骨陷窝以及骨小梁结构,骨细胞和骨陷窝数量较多,仅有部分骨小梁结构形成,并有少量胶原样结构穿插于再生骨组织之间;对照组有脱钙骨基质残留现象,并存在部分胶原纤维样组织,在边缘可观察到一定的骨膜成骨反应,但程度较轻,且未出现大片再生骨样组织。以上结果表明兔脂肪干细胞成骨诱导后与脱钙骨支架材料复合可以用于修复尺骨缺损。

间充质干细胞复合同种异体脱钙骨的形态学观察

目的探讨以间充质干细胞(MSC)与同种异体脱钙骨复合培养法构建组织工程化生物衍生骨的可行性。方法预先制备同种异体脱钙骨,取健康成人骨髓,用单核细胞分离液分离MSC,间充质干细胞基础培养基原代和传代培养。倒置显微镜下观察细胞生物学特性,用FITC标记的抗CD105对第3代细胞进行流式细胞鉴定,并与同种异体脱钙骨复合培养1周后行扫描电镜观察。结果原代及传代培养的MSC增殖迅速,第3代CD105阳性细胞占64.1%,复合同种异体脱钙骨培养1周后细胞生长状态良好,增殖迅速,在材料表面形成细胞层。结论未诱导的MSC是骨组织工程适宜的种子细胞,与同种异体脱钙骨复合可作为骨组织工程的载体。

同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨基质在桡骨临界骨缺损兔模型中的价值

目的探讨同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨基质对桡骨临界骨缺损兔模型的价值。方法纳入18只成年雄性大白兔,切取双上肢桡骨干中段部分骨质,制备双侧上肢桡骨临界骨缺损模型。将18只兔子随机分为对照组、实验组1和实验组2。对照组未予任何干预,实验组1在骨缺损部位植入脱钙骨基质,实验组2在骨缺损部位植入同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨基质。第8、12周时行X线、病理切片和解剖学检查,明确骨缺损的修复效果。结果骨缺损修复后,8、12周时对桡骨行X线检查,对照组骨缺损修复差;8周时实验组1部分修复,12周时大部分修复,但仍有1只兔子存在小块骨缺损;8周时实验组2大部分修复,12周时全部修复,实验组2可见髓腔通畅。8、12周时,实验组1和实验组2的Lane-Sandhu组织学评分均显著高于对照组,实验组2的Lane-Sandhu组织学评分均显著高于实验组1(P<0.05)。造模12周后,对照组骨缺损区多为纤维组织,实验组1有编织骨形成,但骨小梁紊乱;实验组2有板成骨形成,骨小梁排列紧密有序。结论同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨基质对桡骨临界骨缺损兔模型有一定的价值。

膝关节腔内培养骨髓间充质干细胞复合脱钙骨的组织工程软骨

背景:如何更好地以组织工程学方法修复关节软骨缺损并达到良好的远期疗效目前尚无公识。目的:创新性地在膝关节腔内培养兔骨髓间充质干细胞复合同种异体脱钙骨的组织工程软骨。方法:采用全骨髓贴壁筛选法分离培养兔骨髓间充质干细胞,DMEM/F12完全培养基培养,成软骨诱导条件培养基诱导分化。取同种异体兔的髂骨和椎体骨制作成脱钙骨支架,诱导后的骨髓间充质干细胞种植于脱钙骨支架上,培养1d后将细胞-支架复合物用筋膜包裹置于兔左膝关节腔内培养,单纯脱钙骨支架筋膜包裹置入右膝关节腔。于培养第4,8,12周分别取材,行大体观察并制成石蜡切片,采用苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色,Ⅱ型胶原免疫组化染色方法进行组织学观察。结果与结论:培养4,8周,细胞-支架组标本Ⅱ型胶原免疫组化的平均吸光度值(A)分别为0.263±0.031,0.340±0.052,单纯支架组标本分别为0.147±0.027,0.165±0.030,两组比较差异有显著性意义(P<0.05);培养12周细胞-支架组标本Ⅱ型胶原免疫组化A值平均为0.362±0.037,标本类似正常软骨外观,Ⅱ型胶原免疫组化反应呈阳性;而单纯支架组脱钙骨支架降解。培养12周细胞-支架组苏木精-伊红染色结果显示细胞数量多,脱钙骨支架基本被吸收;而甲苯胺蓝染色结果显示有被染成紫红色的异染性基质形成。结果提示兔骨髓间充质干细胞复合同种异体脱钙骨可在兔膝关节腔内培养出组织工程软骨。

严重复合组织缺损皮瓣修复术后应用自体脂肪干细胞构建组织工程骨重建骨支架

目的探讨严重复合组织缺损皮瓣修复术后采用自体脂肪干细胞（ADSCs）复合脱钙骨支架构建组织工程骨重建骨支架的临床疗效。方法2013年4月至2015年6月．共收治创伤性骨皮肤复合组织缺损的患者9例，男7例，女2例，年龄20～58岁，平均43岁。一期选择腹壁下动脉穿支（DIEP）皮瓣修复创面皮肤及软组织缺损。同时采用皮瓣修薄时切除的多余脂肪组织，经体外培养获取ADSC。并诱导向成骨细胞转化，然后复合同种异体脱钙骨支架构建组织工程骨。二期将制备完成的组织工程骨回植体内重建骨支架．并同时行皮瓣修薄整形术。术后进行随访。结果术后9例随访12～36个月．平均18个月。截至末次随访．5例胫骨中下段骨缺损者新骨生长明显．均已达到临床愈合标准．可完全负重行走。1例肱骨中段骨缺损患者新生正常骨组织长人．骨干横截面的2／3以上已恢复连续性。1例肱骨和1例桡骨骨缺损者已达骨性愈合。1例颅骨缺损患者CT显示有大量新骨生长。结论应用自体ADSC。构建组织工程骨联合穿支皮瓣为治疗复合组织缺损中合并骨骼大块缺如的患者开辟了一条新的途径．具有取材便利、不产生新的供区损伤、疗效可靠和操作安全等诸多优点。