自体骨膜复合骨髓间充质干细胞移植修复兔关节软骨缺损

背景:自体骨髓间充质干细胞及骨膜移植等方法可促进关节软骨缺损的修复,但其各自的成软骨能力有限,治疗效果欠佳。目的:观察自体骨膜复合向软骨细胞诱导的骨髓间充质干细胞移植修复软骨缺损的疗效。设计、时间及地点:随机分组对照动物实验,于2005-08/2007-03在山西医科大学第二医院骨科实验室完成。材料:6～8月龄新西兰白兔18只,按随机数字表法分为3组,即骨膜复合骨髓间充质干细胞组、单纯骨膜组及空白对照组,每组6只12个膝关节标本。方法:骨膜复合骨髓间充质干细胞组采用胰酶消化法采集骨髓间充质干细胞进行贴壁培养,加入转化生长因子β1向软骨细胞进行诱导分化,同时进行PKH-26细胞膜免疫荧光标记。在全部兔双侧股骨内侧髁造成直径3mm,深度3mm的全层软骨缺损,骨膜复合骨髓间充质干细胞组、单纯骨膜组取同侧胫骨上段内侧骨膜,骨膜生发层朝向骨髓腔覆盖软骨缺损,骨膜复合骨髓间充质干细胞组先期缝合3针,向缺损区注入1×109L-1骨髓间充质干细胞细胞悬液20μL,植入细胞后缝合最后1针。单纯骨膜组只进行单纯骨膜覆盖缺损处理;空白对照组只钻孔不作任何处理。主要观察指标:术后6,12周时,对缺损部位进行大体观察、组织学观察、Wakitani评分以及Ⅱ型胶原免疫组化及原位杂交检测。结果:所有缝合骨膜未发现脱落,骨膜复合骨髓间充质干细胞组6周时,软骨缺损已由透明软骨样修复组织填充,12周时修复组织进一步改建,且修复组织中细胞主要为带有PKH-26荧光标记的植入细胞。单纯骨膜组缺损区修复组织为乳白色,表面光滑稍微凹陷,与周围正常软骨组织之间界限清晰;空白对照组缺损区多数比较凹陷,或缺损部位形状不规则,周围软骨组织断裂。术后6,12周时,骨膜复合骨髓间充质干细胞组Wakitani组织学评分均优于单纯骨膜组和空白对照组(P<0.05),单纯骨膜组的评分优于空白对照组(P<0.05)。同时,骨膜复合骨髓间充质干细胞组修复组织内细胞周围基质Ⅱ型胶原免疫组化及原位杂交染色阳性,证实修复组织内的细胞为植入细胞。结论:自体骨膜复合向软骨细胞诱导的骨髓间充质干细胞移植可形成透明软骨样修复组织修复关节软骨缺损。

丝素蛋白支架材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景：一些研究已证明丝素蛋白是细胞立体培养的良好支架。目的：拟观察丝素蛋白作为支架材料复合骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损的可行性。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2006-08/2007-11在江苏省血吸寄生虫病防治研究所完成。材料：新西兰大白兔27只,雌雄不拘,体质量1.5~2.0kg,制备关节全层软骨缺损模型;丝素蛋白材料由苏州大学材料学院李明忠教授提供。方法：分离培养并定向诱导兔骨髓间充质干细胞分化为软骨细胞,与丝素蛋白膜材料复合培养,建立兔膝关节股骨髁间软骨缺损。27只大白兔随机抽签法分为3组,每组9只。复合组植入细胞/丝素蛋白材料复合物;丝素蛋白组植入单纯丝素蛋白材料,空白组不行任何植入。主要观察指标：扫描电镜观察细胞在材料上的生长情况;4,8,12周时取材观察软骨缺损修复情况。结果：骨髓间充质干细胞诱导后在材料上生长良好。骨髓间充质干细胞与丝素蛋白复合8周后,在兔膝关节内即形成软骨样细胞,且细胞外基质非常丰富,12周后与周围软骨色泽相近,表面光整,支架材料基本吸收,未见明显退变和淋巴细胞或白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。丝素蛋白组呈纤维软骨样修复,空白组基本没有修复。结论：用丝素蛋白复合骨髓间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,显示了丝素蛋白材料作为关节软骨组织工程支架材料的良好生物相容性。

胶原凝胶复合骨髓间充质干细胞对小鼠急性肝衰竭的疗效与机制研究

目的探讨移植胶原凝胶复合骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)对小鼠急性肝功能衰竭(acute liver failure,ALF)的治疗效果与机制。方法 105只雄性C57BL/6 小鼠随机分为5组:对照组、ALF组、ALF+胶原凝胶组、MSCs组和胶原凝胶-MSCs组,每组21只。ALF组、ALF+胶原凝胶组、MSCs组和胶原凝胶-MSCs组采用腹腔注射D-氨基半乳糖苷(D-Gal)12 h后,分别于肝脏多点注射200 μL PBS、200 μL胶原凝胶、1×10^6 MSCs和1×10^6 胶原凝胶-MSCs。记录各组小鼠7 d存活率,全自动生化仪检测肝功能水平,HE染色检测肝脏组织病理学改变,免疫组化检测肝细胞凋亡和增殖情况,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测肝脏炎症因子水平,Western blotting检测PI3K-AKT信号通路表达。结果扫描电镜示胶原凝胶与MSCs具有较好的相容性,动物活体成像检测显示胶原凝胶-MSCs移植的信号强于单独MSCs移植的ALF小鼠。D-Gal处理后,胶原凝胶-MSCs组和MSCs组的小鼠生存率明显提高(P<0.05),小鼠血清AST、ALT在胶原凝胶-MSCs组和MSCs组的小鼠明显优于ALF组和ALF+胶原凝胶组(P<0.05),且肝功能指标明显改善,胶原凝胶-MSCs组要更优于MSCs组(P<0.05)。HE染色提示胶原凝胶-MSCs组肝脏的病理改变(肝细胞坏死部位和范围)轻于MSCs组,Western blotting、Ki-67 和cleaved-Caspase3 免疫组化结果显示,胶原凝胶-MSCs组肝细胞增殖能力强于MSCs组,同时肝细胞凋亡程度要低于MSCs组,相应的胶原凝胶-MSCs组肝脏内IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS和CCL2 等炎性因子水平也低于MSCs组。且胶原凝胶-MSCs移植能明显激活肝脏内的PI3K-AKT通路。结论胶原凝胶复合MSCs移植能增强MSCs的肝脏定植能力,通过抑制细胞凋亡和促进细胞增殖减轻肝损伤,并调控AKT信号通路改善肝细胞功能,因此胶原凝胶复合MSCs移植优于单纯MSCs移植治疗ALF。

不同人工骨材料复合骨髓间充质干细胞治疗早期股骨头坏死:争议与进展

背景:临床上采用复合骨髓间充质干细胞的人工骨组织材料治疗早期股骨头坏死取得了一定进展。目的:综述骨髓间充质干细胞的生物学性能及运用其复合不同人工骨组织治疗早期股骨头坏死的研究进展。方法:应用计算机检索2003至2013年PubMed数据库、FMJS数据库,2005至2013年万方数据库、CNKI数据库及CBM数据库,检索关键词分别为"bone marrow mesenchymal stem cells,artificial bone,osteonecrosis of the femoral head;骨髓间充质干细胞,人工骨,股骨头坏死"。结果与结论:应用骨髓间充质干细胞分别复合天然人工骨、珊瑚人工骨、羟基磷灰石人工骨、钙-磷生物陶瓷人工骨及硫酸钙人工骨等治疗股骨头坏死,可降低坏死股骨头内压力,促进局部毛细血管的修复并改善股骨头血供,促进成骨细胞分化增殖等,最终起到延缓甚至避免人工关节置换治疗。但仍有许多问题有待解决,包括干细胞治疗股骨头坏死病理机制的研究还有待进一步深入;由于个体差异、取材部位、体外培养技术等不同,种子细胞的数量和质量存在明显差异性;目前人工骨组织材料还处于探索研发阶段,运用骨髓间充质干细胞复合人工骨组织材料治疗股骨头坏死缺乏大样本随机对照研究,其远期疗效缺乏随访观察统计,并且适应证的选择及疗效评价标准、手术认知度等缺乏统一量化的标准。

复合骨髓间充质干细胞的组织工程皮肤治疗慢性难愈性溃疡探讨

目的探讨复合骨髓间充质干细胞(MSCs)的组织工程(TE)皮肤在修复皮肤缺损中的疗效,为临床治疗类似疾病提供新方法。方法利用组织工程学方法,以牛胶原为支架,自体MSCs为种子细胞,构建TE皮肤。对1例双下肢溃疡15年的患者进行移植治疗,观察疗效。结果移植后1周溃疡边缘变平,健康的肉芽组织形成,2周后皮岛扩大,边缘形成了较薄的上皮组织。4周后溃疡面积缩小40%,9周后溃疡面积缩小90%。结论构建的复合骨髓间充质干细胞的组织工程真皮移植后,提高了愈合速度,获得了较理想的创面愈合效果。为临床治疗类似溃疡型疾病提供了新的治疗思路。

可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨髓间充质干细胞促进骨缺损的修复

背景:可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料是清华大学利用仿生学原理制备的一种较理想的组织工程新型材料,经过前期体外实验证明其具有良好的生物相容性和骨传导性。目的:观察骨髓间充质干细胞复合可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖材料在促进骨缺损修复中的作用。方法:用梯度离心和贴壁培养法收集兔骨髓间充质干细胞,分离、培养至第3代,然后与纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合。24只新西兰大白兔双侧股骨外侧髁钻孔,制备骨缺损模型。所有兔右侧股骨外侧髁缺损以骨髓间充质干细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖局部植入作为实验组,其中20只兔左侧股骨外侧髁缺损以单纯纳米羟基磷灰石植入治疗作为对照组,4只兔左侧股骨外侧髁缺损旷置为空白组,于第12周末,分别行大体、影像学观察、组织形态学、观察该复合材料对兔骨缺损的修复效果。结果与结论:术后12周实验组植入体已与骨缺损处骨性愈合,明显见新生骨生成,骨缺损能够完全修复,对照组骨缺损处部分修复,部分骨皮质不连续。空白组缺损区尚未见修复,纤维结缔组织填充。术后12周,实验组见骨形成细胞较多,材料内见新生骨小梁相互连接成片;对照组少量骨细胞形成,骨量少,部分纤维组织填充。空白组未见骨形成细胞,纤维组织较多。结果表明,骨髓间充质干细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具有骨缺损修复能力,其疗效优于单纯纳米羟基磷灰石材料。

碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因子-β1复合骨髓间充质干细胞对大鼠退变椎间盘的修复作用

目的探讨碱性成纤维细胞生长因子(b FGF)和转化生长因子-β1(TGF-β1)复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)以温敏性壳聚糖(TCH)为载体对大鼠退变椎间盘的修复作用。方法针刺法建立SD大鼠椎间盘退变模型,4周后核磁共振下观察退变效果。体外培养BMSCs,并用含增强型绿色荧光蛋白的腺病毒转染使带有增强型绿色荧光蛋白基因,作荧光标记。将椎间盘退变的SD大鼠分成4组,实验组A组使用b FGF+TGF-β1+BMSCs+TCH凝胶移植入退变的椎间盘中,B组和C组分别使用BMSCs+TCH凝胶和b FGF+TGF-β1+TCH凝胶,对照组D组使用PBS缓冲液。继续培养4周后核磁共振观察各组椎间盘的修复情况。HE、Masson染色、组织病理学观察各组椎间盘结构。逆转录PCR,Western blot检测各组髓核蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、Sox-9、Ⅰ型胶原的表达。结果移植注射的BMSCs能在椎间盘中生长,呈类髓核分化。核磁共振结果显示:A组髓核信号明显高于其他3组,B组高于C组,D组髓核信号最低,硬脊膜受压,脊髓呈串珠状改变,各组间Pfirrmann分级结果差异有统计学意义(P<0.05)。HE、Masson染色显示:A组椎间盘结构完整,髓核细胞数量优于其他3组,髓核和纤维环界限清楚,B组髓核数量多于C组,B组纤维环未见断裂,而C组可见断裂的纤维环,D组髓核细胞被杂乱的纤维组织取代。逆转录PCR、Western blot显示:A组蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、Sox-9的表达最高,B组优于C组,D组表达最低(P<0.05)。而Ⅰ型胶原的表达在4组之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论移植的BMSCs在退变椎间盘中能够存活,呈类髓核分化。b FGF+TGF-β1+BMSCs+TCH凝胶复合体对退变的椎间盘具有明显修复作用。BMSCs+TCH凝胶治疗退变椎间盘的效果优于b FGF+TGF-β1+TCH凝胶但低于b FGF+TGF-β1+BMSCs+TCH凝胶复合体。

犬脱钙骨基质复合骨髓间充质干细胞的体外培养

目的:制备犬脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM),研究DBM作为骨组织工程支架材料的可行性。方法:杂种犬的股骨行脱脂、脱钙、脱非胶原蛋白、冷冻干燥、灭菌制成DBM,与骨髓间充质干细胞(mesenchymal stemcells,MSCs)复合,应用倒置相差显微镜、扫描电镜观察脱钙骨基质的结构及细胞在材料表面的生长情况。结果:犬脱钙骨基质具有三维立体网孔结构,平均孔隙直径为(254.39±88.71)μm,孔隙率约为70%。与MSCs复合培养后,细胞黏附其上,上架率高,生长状态良好,增殖迅速,并分泌大量细胞外基质。结论:DBM具有良好的生物相容性。

聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶复合骨髓间充质干细胞修复膝关节软骨缺损

背景:混合技术可增强材料的热敏性、机械性能、黏弹性和结构性能,还可改善混合材料的生物降解性、生物相容性和其他生物医学性质。目的:制备聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶材料,观察其修复软骨缺损的效果。方法:在加入与不加入表面活性剂聚山梨酯80的情况下,通过冷冻-解冻循环及乳化发泡-冷冻冰晶相分离法制备不同组分的聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶材料(聚乙烯醇与壳聚糖的质量比分别为5∶5、6∶4、7∶3、8∶2及9∶1),以含水率、溶胀度、热行为、力学性能及细胞相容性实验筛选聚乙烯醇与壳聚糖最佳质量比,进行动物体内实验。取18只新西兰大白兔,制作双侧膝关节软骨缺损模型,随机分3组干预,实验组缺损处植入负载骨髓间充质干细胞的聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶材料,对照组植入聚乙烯醇/壳聚糖水凝胶,空白对照组未植入任何材料,植入12周后,组织学观察修复效果。结果与结论:(1)成功制备了聚乙烯醇/壳聚糖多孔复合水凝胶,以加入聚山梨酯80、聚乙烯醇与壳聚糖质量比为6∶4的水凝胶含水量≥90%,力学性能良好,理化性能稳定,孔隙率≥90%,内部疏松多孔的网状结构更利于细胞生长增殖,具有良好细胞相容性,选择其进行动物体内植入实验;(2)空白对照组软骨缺陷完全没有再生,表面只有一层薄薄的纤维覆盖;对照组软骨缺陷由类软骨组织填充,表面欠光滑,填充不完整,但可见大量类软骨细胞长入;实验组修复效果最好,表面平整,由大量细胞填充;(3)结果表明,复合骨髓间充质干细胞的聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶材料可促进软骨缺损的修复。

骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞体内移植修复软骨缺损

背景:以往主要采用磨削灌洗、钻孔、微骨折技术等对软骨缺损组织进行修复,但多数技术被认为具有一定的局限性,只能减轻患者疼痛或仅短期有效。近年来越来越多的研究表明,软骨组织工程修复技术对于软骨再生及修复具有重要意义。目的:观察自体骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞修复兔膝关节髁间窝软骨缺损的效果。方法:取新西兰大白兔28只,随机均分为两组,建立双侧膝关节髁间窝关节软骨缺损模型,实验组左侧植入自体骨膜与骨髓间充质干细胞-软骨细胞复合物,右侧不植入任何材料作为空白对照;对照组左侧植入自体骨膜,右侧不植入任何材料作为空白对照。术后第8,12周,取膝关节软骨缺损部位新生组织,行大体、组织学观察及Wakitani评分。结果与结论:术后12周,实验组修复组织表面基本光滑,与周围软骨色泽极其相近,出现大量软骨细胞及软骨陷窝,形成软骨基质,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性,甲苯胺蓝染色较深;对照组修复组织仍为白色,新生修复组织局部凹陷,表面欠光滑,质地较硬,仅有极少量软骨细胞,甲苯胺蓝染色较浅,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阴性,无软骨基质形成;空白对照组软骨缺损塌陷,表面不规则,修复组织为纤维组织,甲苯胺蓝染色较浅。表明自体骨膜复合骨髓间充质干细胞与软骨细胞移植能够较好修复关节软骨缺损。

多孔型丝素蛋白/羟基磷灰石复合骨髓间充质干细胞修复兔半月板无血运区软骨损伤

背景：随着组织工程的兴起,半月板无血运区损伤的修复可能性显著地提高,但单一的支架材料均不能符合理想支架的要求,有一定的局限性.目的：观察丝素蛋白/羟基磷灰石复合骨髓间充质干细胞修复兔半月板无血运区软骨损伤的效果.方法：体外分离培养兔骨髓间充质干细胞,并定向诱导成纤维软骨细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石复合培养.42 只构建半月板无血运区软骨损伤模型成功的大白兔随机抽签法均分为3 组,复合材料组植入骨髓间充质干细胞-丝素蛋白/羟基磷灰石复合物;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;对照组不行任何干预.结果与结论：复合材料组大体观察损伤被修复组织填充,8～12 周效果逐渐改善,与正常半月板组织相似,优于其他两组;组织学检查显示8 周时出现软骨囊和排列紊乱的胶原纤维,12 周时完全修复了半月板损伤区,表现为纤维软骨样组织愈合;单纯材料组部分修复了半月板损伤区,呈瘢痕愈合,对照组未见软骨修复.MRI 检查显示复合材料组修复效果较好;说明丝素蛋白/羟基磷灰石复合骨髓间充质干细胞可有效地修复半月板无血运区缺损.丝素蛋白/羟基磷灰石材料作为半月板软骨组织工程支架材料的良好生物相容性.

聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维三维多孔支架复合骨髓间充质干细胞修复兔骨缺损

背景:骨髓间充质干细胞具有向多种间质细胞谱系分化的能力,且支架材料的性能对骨缺损的修复有重要影响。目的:观察聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维三维多孔支架复合骨髓间充质干细胞治疗骨缺损。方法:对骨缺损模型兔分别采用空白植入、髂后上棘自体松质骨移植、聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架移植和复合了骨髓间充质干细胞的聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架移植修复缺损部位。结果与结论:至移植12周,移植复合了骨髓间充质干细胞的聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架的实验兔的缺损处有骨组织生成,支架材料降解,已完成缺损修复,其修复情况接近松质骨组;髂后上棘自体松质骨移植的实验兔的缺损修复完好,新形成的骨组织较规则;只植入聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架的实验兔有少量骨组织形成,材料部分降解;空白植入的实验兔缺损处无新生骨组织生成,主要由纤维结缔组织填充。说明新型的生物支架材料聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维三维多孔支架与来源于新西兰大白兔的骨髓间充质干细胞复合培养后,植入同种异体兔股骨髁缺损处,使骨缺损的修复速度加快,表现为较好的体内诱导成骨的作用。

带部分松质骨小牛皮质骨复合骨髓间充质干细胞植入兔体内成骨及骨形态发生蛋白2的表达

背景:前期研究已证实兔骨髓间充质干细胞在体外成骨诱导培养下可定向成骨分化,并能够稳定表达成骨细胞的特异性表型,具有成骨能力;且已证实带部分松质骨的小牛皮质骨支架材料具有良好的生物相容性和降解性,可以作为骨髓间充质干细胞的载体材料。目的:在前期研究基础上,根据骨组织工程学的基本原理,将骨髓间充质干细胞与小牛异种骨复合,植入新西兰大白兔髂骨内观察其成骨情况,为构建理想的初步组织工程骨工程化产品提供理论依据。方法:分别将兔骨髓间充质干细胞成骨诱导后复合的带部分松质骨小牛皮质骨(组织工程骨组)、单纯小牛异种骨(异种骨组)、自体髂骨(自体髂骨组)随机植入兔髂骨。观察各组植入物的表面变化和周围组织反应,植入后4,8,12,24周摄X射线片观察成骨情况,取材后利用免疫组织化学染色观察骨形态发生蛋白2的表达情况。结果与结论:异种骨植入兔髂骨后,伤口生长良好,没有全身和局部的炎症和毒性反应。X射线片显示组织工程骨组在术后24周时与宿主骨结合部基本愈合,而异种骨组术后24周与宿主骨愈合不满意。苏木精-伊红染色可观察到软骨化骨过程,免疫组织化学染色显示各时间点骨形态发生蛋白2染色阳性。体内实验结果表明兔骨髓间充质干细胞复合带部分松质骨的小牛皮质骨支架材料经体外诱导后具有在新西兰兔体内构建组织工程骨的能力。

复合骨髓间充质干细胞的组织工程皮肤修复烧伤创面的实验研究

目的:探讨用复合骨髓间充质干细胞(MSCs)的组织工程皮肤修复烧伤创面的可行性。方法:利用自行研制的烫伤仪制备烫伤创面,以MSCs为种子细胞构建组织工程皮肤修复烫伤创面,观察愈合时间和收缩率等。结果:移植2周后实验组创面基本愈合,表皮角质化,真皮层毛细血管增生,6周后创面收缩到原始面积的61%。结论:含有MSCs的组织工程皮肤移植后促进了烧伤创面的愈合,获得了较理想的愈合效果,为临床治疗提供了新的思路。

同种异体骨复合骨髓间充质干细胞用于髁突缺损修复的实验性研究

目的:运用组织工程的方法,以同种异体冻干骨支架复合骨髓间充质干细胞修复髁突缺损的重建方案,为临床单侧髁突缺损患者的修复提供实验依据。方法:12只12月龄比格犬,自髁突颈部切除所有动物左侧髁突,制造单侧髁突缺损的动物模型,随机分为两组,实验组用同种异体冻干骨支架复合骨髓间充质干细胞修复重建,对照组仅用同种异体冻干骨修复重建。分别于术后4、12、24周观察开口度变化,24周时进行螺旋CT扫描,然后处死动物,取标本行大体观察、Micro-CT扫描和组织学检测。结果:实验组和对照组所有动物同种异体冻干骨均能与自体骨愈合,24周时2组动物张口度基本正常,髁突形态无明显改变,实验组动物同种异体骨几乎全部被自体骨替代,对照组中,新骨主要在同种异体骨与自体骨结合部形成,实验组骨密度及成骨质量较对照组好(P<0.05)。结论:同种异体骨支架复合骨髓间充质干细胞能加速成骨,术后24周髁突形态变化不大,功能恢复良好,为进一步研究同种异体骨支架复合BMMSCs对髁突缺损的临床修复打下基础。

藻酸钙凝胶复合骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨极量缺损

背景:课题组前期已经发现藻酸盐凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能在体内形成软骨,并能稳定分泌Ⅱ型胶原。目的:在前期工作的基础上,观察藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物修复大鼠颅骨极量缺损的效果。设计、时间及地点:配对对照观察实验,2004-01/2008-02在四川大学口腔疾病研究国家重点实验室完成。材料:将1.2%藻酸钠与骨髓间充质干细胞混匀后滴入氯化钙溶液,制备藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体。方法:SD大鼠24只,在其颅骨两侧各做一直径5mm的极量全层骨缺损,随机植入藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体(实验侧)及无细胞的藻酸钙凝胶(对照侧)。在术后4周和8周分别处死12只动物,取缺损植入处进行检测。主要观察指标:X射线检测成骨情况,苏木精-伊红染色及改良Masson三色染色观察组织学变化,透射电镜观察超微结构,同时进行Ⅰ型和Ⅲ型胶原免疫组织化学检测。结果:24只SD大鼠均进入结果分析。X射线检测发现,与对照侧相比,实验侧缺损的边缘有明显钙化密度增高表现。组织学、免疫组织化学检测均显示藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物中形成的组织呈现出交织状骨组织学特征,新骨量多而且结构酷似成熟骨。结论:藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能用于修复颅骨极量骨缺损。

纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架复合骨髓间充质干细胞修复膝关节骨软骨缺损

背景:关节软骨损伤修复面临的难题主要表现在再生软骨的结构及生理功能距正常软骨相差较远,无法满足正常生理需要,目前修复方法很多,但效果均不理想。目的:探讨纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架-骨髓间充质干细胞复合物修复犬膝关节骨软骨缺损的可行性。方法:12月龄杂种犬10只,随机分为实验组、缺损对照组,无菌条件下自髂后嵴处抽取骨髓分离培养骨髓间充质干细胞,传至第3代消化、收集,调整细胞浓度为2×109L-1,与纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原共培养24h,即制成纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架-骨髓间充质干细胞复合物。两组犬均制备右膝关节骨软骨缺损,实验组于缺损处植入支架-细胞复合物,缺损对照组不做任何处理。结果与结论:第12周,实验组缺损内充填以白色半透明组织,表面光滑,触之较软,稍高出周围软骨面,软骨细胞分布较均一,排列无方向性;第24周,实验组缺损内充填白色半透明新生软骨组织,色泽与正常软骨相似,质韧,表面平整,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,细胞呈团状,基质异染广泛,与周围正常软骨连接良好。缺损对照组缺损未修复,底部为白色纤维组织。提示骨髓间充质干细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,在新生软骨形成的同时,纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架逐渐降解吸收,是组织工程修复关节软骨缺损适宜的支架材料。

音猬因子修饰纳米晶胶原基骨复合骨髓间充质干细胞修复股骨缺损

背景:音猬因子作为一种Hedgehog信号蛋白,具有促使骨组织发育、生长及重构等生理功能。目的:观察音猬因子修饰的纳米晶胶原基骨复合骨髓间质干细胞修复大鼠股骨缺损的效果。方法:将48只SD大鼠随机分为4组,均建立股骨缺损模型,造模成功后14 d,实验组于骨缺损处植入音猬因子修饰的纳米晶胶原基骨-骨髓间充质干细胞复合物,支架组于骨缺损处植入纳米晶胶原基骨,细胞支架组植入纳米晶胶原基骨-骨髓间充质干细胞复合物,空白对照组不植入任何材料。修复后3,6,9,12周,进行骨缺损区X射线检查、骨密度及骨组织病理切片观察。结果与结论:(1)X射线检查:实验组修复后不同时间点的Lane-Sandhu X射线评分、骨密度值均高于其余3组(P<0.05);(2)苏木精-伊红染色:修复后12周,支架组有少量骨组织形成,无骨髓形成;细胞支架组有少量骨组织形成,无骨髓形成,可见残留支架;实验组植入物完全吸收,成熟骨组织和髓腔形成,腔内有骨髓形成;(3)扫描电镜观察:修复后12周,支架组有不规则排列的骨纤维和大量骨陷下窝;细胞支架组可见大量成骨细胞,但骨纤维仍然不规则;实验组有大量排列规则的骨小梁,可见哈佛系统;(4)结果表明:音猬因子修饰的纳米晶胶原基骨复合骨髓间质干细胞可促进骨缺损的修复。

可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

背景:纤维蛋白凝胶主体胶与催化剂未混合前为液态,具有可注射的优点,注射混合后凝固成凝胶状,与髓核相似,并且凝固时间可控性强,作为间充质干细胞的载体植入到椎间盘内有诸多优点。目的:观察可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植抑制椎间盘退变的可行性。方法:将新西兰大白兔随机分为退变模型组、纤维蛋白凝胶组,骨髓干细胞+纤维蛋白凝胶组。3组采用针刺法诱导建立退变模型后,纤维蛋白凝胶组及干细胞+纤维蛋白凝胶组分别移植入纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物及骨髓间充质干细胞纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物,于植入后2,6,10周行CR、MRI及病理检查。结果与结论:退变模型组与纤维蛋白凝胶组椎间隙高度下降明显,并与时间呈正相关,干细胞+纤维蛋白凝胶组下降较缓慢(P<0.01)。免疫组织化学及组织学检查显示,退变模型组髓核细胞的数量及Ⅱ型胶原含量进行性减少,细胞凋亡率明显增加,纤维蛋白凝胶组与退变模型组相似,干细胞+纤维蛋白凝胶组髓核细胞数量及Ⅱ型胶原含量较退变模型组及纤维蛋白凝胶组明显增多,细胞凋亡率下降。说明骨髓间充质干细胞联合纤维蛋白凝胶转化生长因子β1能很好抑制椎间盘退变,而单纯纤维蛋白凝胶转化生长因子β1移植不能抑制椎间盘退变。

复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆煅烧骨在大鼠下颌骨缺损修复中的应用

背景:用于修复骨缺损的方法有直接植入、复合细胞植入以及加入生长因子植入。近年来,复合细胞植入和加入生长因子植入的研究受到比较广泛的关注。目的:观察复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨修复颌骨缺损的作用。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-04在青岛大学医学院附属医院中心实验室及口腔研究室完成。材料:取成年牛长骨骨骺端,经脱脂、脱蛋白、煅烧处理后制得煅烧骨。将第3代的骨髓间充质干细胞悬液加到煅烧骨上制备煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体。将富血小板血浆因子滴加到将要植入的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体上,制得含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体。方法:用牙钻在Wistar大鼠左侧下颌骨下缘备出1.0cm×0.8cm大小缺损,将30只大鼠随机分为3组,每组10只。对照组:将煅烧骨直接植入大鼠下颌骨缺损中。复合骨髓间充质干细胞组:将煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中。复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组:将含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中。主要观察指标:观察各组煅烧骨在4,8,12周的成骨情况。结果:复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组煅烧骨在4,8,12周3个时间点的成骨情况明显优于对照组煅烧骨及复合骨髓间充质干细胞组煅烧骨(P<0.01),对照组和复合骨髓间充质干细胞组之间的成骨情况差异无显著性意义(P>0.05)。结论:复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨可以促进下颌骨缺损修复,增加血管化与骨化。