成人牙髓干细胞与壳聚糖-磷酸三钙复合材料相容性试验研究

目的:研究成人牙髓干细胞与壳聚糖-磷酸三钙复合材料的生物相容性。方法:采用冷冻干燥法制备壳聚糖-磷酸三钙复合材料。酶消化法分离,培养人牙髓干细胞,并将达到一定数量级的牙髓干细胞与支架材料进行复合培养,通过扫描电镜观察细胞的生长情况。结果:扫描电镜可见复合材料具有良好的多孔网状结构,成人牙髓干细胞与材料表面紧密贴附,生长良好。结论:复合壳聚糖-磷酸三钙进行培养的成人牙髓干细胞生长良好,具有良好的生物相容性。表明壳聚糖-磷酸三钙完全符合生物支架材料的要求,是一个具有很好应用前景的牙髓组织工程支架材料。

血小板源性生长因子对人牙周韧带细胞在壳聚糖-磷酸三钙支架材料上附着和增殖的影响

目的:研究血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor BB,PDGF-BB)对人牙周韧带细胞(human periodontal ligament cells,hPDLC)在壳聚糖-磷酸三钙(chitosan/tricalcium phosphate,CTCP)支架材料上附着和增殖的影响。方法:将一定体积的CTCP支架材料置96孔培养板内,取第5代hPDLC接种在材料表面。实验组加入含PDGF-BB的DMEM培养液,使得PDGF-BB终浓度分别为1ng/mL、10ng/mL和100ng/mL;对照组仅加入DMEM培养液。孵育24h及72h后分别对材料上的细胞计数;72h后对标本行扫描电镜观察。结果:与对照组相比,各浓度PDGF-BB组培养24h后均可促进hPDLC在CTCP支架材料上的附着,呈浓度依赖关系,差异具有统计学意义(P<0.05),其中100ng/mL为最有效浓度;同时培养72h后各浓度PDGF-BB组均能促进hPDLC在CTCP支架材料上的增殖,差异具有统计学意义(P<0.05);扫描电镜观察发现PDGF-BB组较对照组hPDLC在材料上附着数量增加,伸展更充分。结论:hPDLC在CTCP支架材料上的附着和增殖可被PDGF-BB所增强。

壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2可注射性复合体修复兔下颌骨缺损

背景:传统固态组织工程骨不能满足口腔颌面外科不规则骨缺损的修复,液态细胞和生长因子难以在其中达到均匀分布。随着微创伤外科技术的发展,研制和应用可注射性骨替代材料己成为一个重要的努力方向。目的:观察壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2(chitosan/beta-tricalcium phosphate/recombinant human bone morphogenetic protein-2,CS/β-TCP/rhBMP-2)可注射性复合物修复兔下颌骨缺损的效果。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/2009-03在暨南大学医学院动物实验室完成。材料:应用液态壳聚糖和固态β-磷酸三钙体外混合形成的复合体为支架,加入rhBMP-2冻干粉,制成可注射性人工骨。方法:取24只新西兰大白兔制备双侧下颌骨缺损,随机分为4组:①CS/β-TCP/rhBMP-2组:将1mLCS/β-TCP/rhBMP-2复合物无针头注射器注入颌骨缺损部。②CS/β-TCP组:将0.5mLCS/β-TCP复合物用无针头注射器注入颌骨缺损部。③自体骨组:植入髂嵴处的骨质。④空白对照组:不植入任何材料。主要观察指标:术后2,4,8周取材后行苏木精-伊红染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色及扫描电镜观察材料降解及新骨生成情况,并应用双能X射线骨密度仪检测骨矿物密度,以探明成骨的质量和成骨速度。结果:①CS/β-TCP/rhBMP-2组的骨痂量与自体骨组相当,而多于其他组。②各时间点CS/β-TCP/rhBMP-2组、自体骨组骨基质比CS/β-TCP组和空白对照组多。③术后8周,CS/β-TCP/rhBMP-2组材料与周围骨床形成骨性结合,间隙基本消失;其他实验组间隙也有所减小,材料降解明显,界面处不能看到完整材料结构。④术后各组骨缺损区随时间延长密度逐渐增大,CS/β-TCP/rhBMP-2组术后2,4,8周骨密度值明显优于CS/β-TCP组和空白对照组(P<0.05)。结论:①CS/β-TCP/rhBMP-2复合体具有良好的生物相容性、降解性、骨引导及骨诱导能力。②CS/β-TCP可作为rhBMP-2良好的注射性载体,有希望成为微创外科修复骨缺损的新型可注射载体材料。

壳聚糖/β-磷酸三钙支架复合骨形态发生蛋白后成骨效能研究

目的通过壳聚糖(CS)/β-磷酸三钙(TCP)复合重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)-2修复兔下颌骨缺损,探索CS/β-TCP作为可注射性人工骨支架材料的可行性。方法 24只新西兰大白兔共48侧骨缺损随机分为4组:实验组1植入CS/β-TCP/rhBMP-2、实验组2植入CS/β-TCP、对照组1植入自体骨、对照组2不植入任何材料。于术后2、4、8周分批处死动物,通过苏木精-伊红染色和荧光染料标记组织切片观察新骨形成情况,骨密度仪测量骨密度值。结果术后2、4、8周,不同组间的新生骨面积百分比有显著差异,实验组1明显优于实验组2,并随着观察时间的延长,成骨面积的比例也不断增高。荧光观察示实验组1黄色标记面积较大,红色标记面积较小。实验组1术后各时间点的骨密度值明显优于实验组2和对照组2,而与对照组1间无明显差异。结论 CS/β-TCP/rhBMP-2复合体具有良好的生物相容性、降解性、骨引导及骨诱导能力,CS/β-TCP可作为rhBMP-2良好的注射性载体,对于颌骨缺损的修复具有一定的临床价值。

上颌窦提升中羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素组织工程骨的成骨效应

背景:前期实验构建了羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素三维复合支架材料,发现其具有良好的理化性能和生物相容性。目的:评估可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架复合骨髓间充质干细胞用于兔上颌窦提升的成骨效果。方法:取24只新西兰大白兔(新疆医科大学动物实验中心提供),每只兔均制作4处上颌窦提升区域,其中3处分别植入可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架与骨髓间充质干细胞复合物(实验组)、可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架(对照组1)、羟基磷灰石/β-磷酸三钙骨粉(对照组2),最后一处不植入任何材料,作为空白对照。术后4,8,12周,取上颌窦提升区域标本,分别进行锥形束CT扫描、苏木精-伊红染色与免疫组织学化染色观察。实验经新疆医科大学第一附属医院实验动物伦理委员会审议批准(批准编号IACUC20170706-02)。结果与结论:①锥形束CT显示,空白对照组始终无新骨生成,其余3组术后8周时可见新骨生成,且以实验组成骨效果最明显;术后12周时,实验组、对照组1、对照组2成骨效果进一步增强,3组间差异不明显;②苏木精-伊红染色显示,实验组术后8,12周的成骨效果优于对照组1、对照组2(P<0.05);③免疫组织化学染色显示,实验组术后8周的成骨指标骨形态发生蛋白2、血管内皮生长因子表达均强于对照组1、对照组2(P<0.05);术后12周时,3组间两指标表达差异不明显(P>0.05);④结果表明,羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素可注射组织工程骨可促进上颌窦提升区域的骨形成。

新型纳米化仿生骨基质与羊脂肪基质细胞复合培养的生物相容性

背景:仿生策略研制骨组织生物支架已成为当今研发生物替代品的关键环节,如何模仿天然骨的成分和结构特征以适应细胞生长是仿生研制骨基质的重要内容。目的:观察纳米级β-磷酸三钙/壳聚糖/聚己内酯(nβ-TCP-CS-PCL)的细胞及组织相容性,评估其生物安全性。方法:基于三维图像重建辅助研制纳米化仿生骨基质,羊自体脂肪基质细胞分离和成骨诱导培养,进行复合培养:实验组:nβ-TCP-CS-PCL+凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞;对照组:凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞。结果与结论:实验组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富,细胞增殖活力、碱性磷酸酶及骨钙素水平均高于对照组(P<0.05),新骨发育趋于成熟,未见炎性反应。提示纳米级nβ-TCP-CS-PCL具备良好的生物相容性,是一种理想的骨组织工程支架。