组织工程化软骨细胞移植修复膝关节大面积全层软骨缺损

背景:目前应用正常透明软骨来移植修复软骨大面积全层缺损已成为热点,但缺乏较大样本的组织工程化软骨移植的疗效随访研究。目的:观察组织工程化软骨细胞移植治疗膝关节大面积全层软骨缺损的方法及疗效。方法:纳入21例(23膝)OutbridgeⅢ-Ⅳ度的膝关节软骨缺损患者,其中缺损面积为3.5-11.2 cm2,对患者进行组织工程化软骨细胞移植治疗,术后按康复计划进行膝关节功能锻炼,并定期随访复查膝关节MRI及目测类比疼痛评分、国际膝关节文献委员会主观膝部、Lysholm评分等指标。结果与结论:(1)疼痛情况:患者随访时间为3-12个月,所有患者术后关节疼痛不适均有明显改善,目测类比疼痛评分较术前有明显下降(P<0.05),所有患者在术后1年基本表现为无痛;(2)影像学改变:所有患者术后1年复查MRI均显示软骨修复良好,受区软骨厚度及MRI信号与周围软骨一致,骨质与周边骨质完全愈合;(3)膝关节功能:术后3,6,12月国际膝关节文献委员会主观膝部评分及Lysholm评分均较术前有较明显提高(P<0.05);(4)结果证实,组织工程化软骨细胞移植作为一种改进的软骨细胞移植方法安全有效,是修复软骨缺损的一种可靠方式。

同种异体组织工程化软骨修复关节软骨缺损

目的 探讨应用同种异体组织工程化软骨修复软骨缺损的可行性。方法 取新西兰大白兔双膝关节软骨细胞 ,经体外培养扩增 ,与PlruonicF12 7混合 ,植入人为造成的异体兔膝关节软骨缺损。结果 空白对照组和材料对照组只见少许纤维组织修复 ,缺损凹陷 ;实验组 8周后关节软骨缺损区由部分白色透明样软骨组织充填 ,Masson三色染色见胶原分布较均匀 ,软骨陷窝多见 ,未见明显炎症现象。 16周后缺损完全修复 ,缺损表面较光滑 ,部分颜色呈淡兰色 ,软骨陷窝清晰 ,细胞与基质分布均匀 ,未见炎症和退变现象。结论 同种异体组织工程化软骨可用于修复关节软骨缺损。

应用于整形外科领域的组织工程化软骨

软骨组织工程的基本技术路线是在体外培养种子细胞．并以一定浓度将其种植于具有良好生物相容性和可降解性的合适支架上。形成细胞一支架复合物．将此复合物植入生物体内组织缺损部位。最终完成对组织的修复和再造。软骨组织工程的应用目前主要集中在两个领域：骨科和整形外科。整形外科软骨组织工程的研究方向与骨科有所不同：就临床常用作修复或填充的器官类型（耳廓、气管、鼻翼、鼻假体、颏假体等）而言，它们属于非承重结构，因而对其在软骨力学方面的要求相对较低。然而，整形外科对于修复体形态的要求则更高、更精确。所以，如何使所预制的支架材料在形成软骨的过程中始终保持其复杂的表面形状是一个更大的挑战。以下就构建适用于整形外科领域的组织工程化软骨的可选择方案做一综述。

生物反应器内工程化软骨的三维动态构建

组织工程化软骨的体外构建,可克服传统治疗方法的一些不足,被认为是一种有望治疗关节软骨缺损的有效途径。文章旨在探究人源脂肪干细胞结合壳聚糖/明胶水凝胶支架,在体外动态环境下构建工程化软骨的优势。实验制备了壳聚糖/明胶水凝胶支架,对其理化性能进行了检测,后将人源脂肪干细胞作为种子细胞,接种在支架上进行软骨的诱导培养,其中,选用转瓶作为动态的培养环境。分别通过组织学染色、共聚焦显微镜观察、扫描电镜观察等考察了软骨的构建情况,结果显示壳聚糖/明胶支架的平均孔径为(118.25±19.51)μm,孔隙率为(82.60±2.34)%,溶胀率为(361.28±0.47)%,弹性模量为(61.2±0.16)k Pa,具有良好生物相容性。动态载支架-转瓶内水凝胶支架中细胞蛋白多糖的表达更显著,细胞生长分布更加均匀,分泌细胞外基质基本填满整个支架,可促进人源脂肪干细胞的软骨分化和体外软骨的构建。

组织工程化软骨修复兔膝关节软骨缺损的实验研究

关节软骨缺损的修复是骨科临床难题之一,现行许多方法均存在急性排斥反应,自体移植供体来源有限,异物反应,假体松动等一系列问题[1].组织工程化软骨为目前最有应用前景的方法,本研究采用国产PDLLA支架负载软骨细胞修复关节软骨缺损,以期为临床应用提供实验依据.

中医药在组织工程化软骨修复中的作用

关节退变、创伤常导致软骨缺损,导致患者出现关节疼痛、活动受限等症状。由于关节软骨是不可再生的,因此出现软骨退变后,关节细胞常常无法完成自我修复。组织工程软骨是目前软骨修复领域的研究热点,但效果并不确切。中医药在软骨组织工程中的作用目前正在深入,本文就中医药在组织工程化软骨修复软骨缺损中的研究进展做一综述。

运用GT/PCL纳米纤维电纺膜在猪皮下构建组织工程化软骨的实验研究

目的探讨运用GT/PCL电纺材料为支架,在大动物皮下构建组织工程化软骨的可行性。方法成年大白猪耳廓软骨获取种子细胞,分别以GT/PCL电纺材料(实验组)和传统PGA/PCL(对照组)支架材料构建软骨。细胞-材料复合物在体外培养3周后,回植入自体猪皮下。分别于回植前、体内培养3周时行组织学检测、湿重和力学强度检测,比较两组的软骨形成情况。结果体外培养3周后,两组均可见软骨组织形成,均可见明显未降解材料,对照组软骨基质分泌更为旺盛;体内培养3周后,实验组形成成熟的软骨组织,对照组未见明显软骨形成,基本为纤维组织所替代;实验组力学强度明显大于对照组。结论 GT/PCL电纺材料可以作为支架,在大动物皮下成功构建组织工程化软骨组织,是一种具有临床应用前景的支架材料。

组织工程化软骨修复运动性关节软骨损伤

背景:组织工程学的出现及发展为解决运动性关节软骨缺损、重建关节功能提供了新思路,使软骨组织缺损的完全再生成为可能。目的:了解组织工程研究的基本原理,分析组织工程化软骨构建的影响因素,探究组织工程化软骨修复运动性关节软骨损伤的可行性。方法:通过检索近年来关于组织工程化软骨的构建及应用的研究成果及动物实验相关文献,分析应用组织工程学方法在体内形成新生软骨组织的可能性,着重论述组织工程化软骨构建及在软骨损伤和修复研究中的应用,为组织工程化软骨修复运动性软骨缺损提供理论基础。结果与结论:种子细胞、支架材料和体外培养环境,构成了软骨组织工程学注重的两个要素,二者组成了一个相互促进相互制约的整体,在组织工程化软骨修复运动性关节软骨损伤过程中,注重三者的恰当配置应是治疗中着重解决的关键问题。

组织工程化软骨分泌蛋白的初步蛋白质组学分析

目的通过蛋白质组学筛选组织工程化软骨分泌的可溶性蛋白中具有软骨诱导作用的因子。方法分别培养人软骨细胞与皮肤成纤维细胞,接种到PGA上,两种细胞-材料复合物培养2周后,移至无血清培养基中培养6d,并收集所有培养液,用于差异蛋白质组学分析。结果蛋白组学分析显示有21个差异点。对其中差异最大的点作质谱分析,显示该蛋白与Col2A1异构体2最为匹配。结论用蛋白质组学方法 ,可以高通量筛选软骨细胞分泌的,与软骨分化相关的重要蛋白;Col2A1异构体2可能与软骨分化有关。

工程化软骨几何形状对缺损修复区力学行为的影响

背景:关节软骨损伤修复结果的不确定性与修复区的力学行为有关,缺损修复的形状、层深及载荷特性均不同程度地改变修复区的力学环境。目的:通过有限元仿真分析在生理载荷作用下关节软骨缺损修复区的力学行为。方法:应用有限元软件ABAQUS建立基于横观各向同性的关节软骨损伤与修复的轴对称模型。分析在压缩载荷作用下,软骨不同修复形状(圆柱、圆台、正棱柱、椭圆柱形)和深度对缺损软骨修复区力学行为的影响。结果与结论:(1)模拟结果表明,不同形状、层深的工程化软骨对软骨修复区力学行为影响规律不同;(2)中间层缺损修复时应力集中现象最显著,深(全)层缺损修复时应力分布较合理;(3)圆柱形工程化软骨修复时的应力场及液相流场分布规律与无损软骨最为接近;临床上,可以选用圆柱形或圆台形工程化软骨进行修复,且尽量避免中间层修复。

海藻酸钠复合工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎关节滑膜转录因子RORγt mRNA、 Foxp3 mRNA表达的影响

目的探讨组织工程学方法对兔佐剂性关节炎关节滑膜转录因子(ROR)γt mRNA、叉头蛋白(Fox)p3 mRNA的影响。方法将新西兰兔分为:对照组(A组),模型组(B组),3个治疗组〔分别为支架治疗组(C组)、细胞治疗组(D组)、支架复合细胞组(E组)〕,每组8只。B、C、D、E组的关节炎模型用完全弗氏佐剂(FCA)诱导,治疗组用海藻酸钠支架、工程化软骨细胞及海藻酸钠复合工程化软骨细胞注入兔关节腔内治疗1个月,对照组给予等量生理盐水同法处理,观察各治疗组血清酶联免疫吸附试验(ELISA)和滑膜苏木素-伊红(HE)、RT-PCR结果。结果E组Foxp3 mRNA表达量明显高于B组(P<0.05);E组RORγt mRNA表达量明显低于B组(P<0.05);各治疗组与B组相比,滑膜炎症反应均有所改善;E组外周血中转化生长因子(TGF)-β明显高于B组(P<0.05)。结论海藻酸钠复合软骨细胞可提高Foxp3 mRNA的表达、降低RORγt mRNA的表达,这可能是其抗炎作用机制之一。

利用聚合物-软骨细胞复合物构建人耳状组织工程化软骨

采用自体软骨进行全外耳重建目前仍然是修复重建外科领域的难题之一。外科医生的目的在于制作一个与对侧耳外形相似的新耳,因此要求使用与外耳三维结构相同的可塑性支架。 进行全外耳重建的方法主要有两种:假体植入和自体软骨移植。虽然临床上多用自体软骨移植,但假体移植拥有更多的优点:采用硅橡胶或聚丙烯的假体植入不受供源限制,因预先塑形而节省手术时间,且具有恒定的预构形状。但这些植入物同样具有其它植入性假体的缺点:容易感染,耐久性差,存在异物排斥反应,许多材料尤其是硅橡胶可与受者发生免疫反应。

组织工程化软骨样组织移植治疗膝关节软骨缺损

利用体外培养的自体软骨细胞修复关节软骨缺损是一种新的软骨缺损修复方法,但软骨细胞在体外培养时易去分化而失去原有的表型,而利用胶原系统进行三维培养可维持细胞表型。该研究采用培养在原胶原(atelocallogen)中的自体软骨细胞修复了26例(28膝)股骨髁或髌骨关节面的全层软骨缺损,缺损面积在0.7～16.0cm^2,有关节交锁、疼痛、肿胀和髌后摩擦音等症状。缺损区分布在股骨内髁12膝、外髁13膝、髌骨2膝、内髁和髌骨1膝。

壳聚糖-明胶多孔复合支架构建自体组织工程化软骨组织的实验研究

目的 探讨壳聚糖 明胶多孔复合支架作为软骨组织工程支架的可行性。方法 消化分离猪耳廓软骨细胞 ,接种于自制壳聚糖 明胶多孔复合支架上培养 1周 ,将细胞 生物支架复合物种植于猪自体腹外侧壁皮下 ,第 10、16周取材 ,分别从大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化和生物化学对再生软骨组织进行评价。结果 HE染色见 10周时有软骨组织形成 ,所形成的软骨组织见软骨细胞均匀分布 ,包埋在软骨陷窝内 ,还可见未降解的支架材料。 16周时软骨组织完成成熟 ,软骨细胞包埋在软骨陷窝内 ,支架材料完全降解 ,结构与正常软骨组织相似。Masson′strichrome染色见所形成的软骨组织间质中都有被染成绿色的胶原分布。Vehoeff染色见 16周时形成的软骨间质内含大量被染成蓝黑色弹性纤维。免疫组化证实形成的软骨组织有Ⅱ型胶原分布 ,生物化学证实所形成的软骨组织的蛋白聚糖含量与正常猪耳软骨的含量接近。结论 利用自制壳聚糖 明胶多孔复合支架上可在具有免疫功能的自体动物内形成软骨组织 ,但形成的软骨不充分 ,壳聚糖 明胶多孔复合支架有以作为软骨组织工程支架的应用前景。

三种支架材料与软骨细胞复合构建组织工程化软骨的研究

目的 研究细胞、材料及孔径在诱导关节软骨发育过程中的作用。方法 采用细胞与支架的三维培养和体内植入技术。结果 种入支架的原代软骨细胞增殖差 ,未形成软骨组织。而第 3代软骨细胞生长良好 ,最终发育成软骨组织。孔径为 2 5～ 1 0 0 μm的胶原海绵捕捉的细胞量明显多于孔径为 1 0 0～ 550 μm的明胶海绵和PDLLA泡沫。裸鼠皮下植入 1 6周时 3种支架 细胞复合体比较 ,胶原海绵 细胞复合体中的支架材料降解最彻底 ,软骨组织发育最好。结论 第 3代软骨细胞细胞增殖优于原代细胞 ;2 5～ 1 0 0 μm的小孔径支架对细胞的吸附量优于 1 0 0～ 550 μm的大孔径支架 ;

应用b-FGF刺激的软骨细胞构建自体组织工程化软骨的研究

目的 探索碱性成纤维细胞生长因子 (b FGF)对体外软骨细胞增殖和体内组织工程化软骨构建的影响。 方法 细胞取自猪耳软骨 ,用Ham′sF 12培养液体外培养 ,实验分两组 :培养液含b FGF组 (b FGF组 ) ,培养液无b FGF组 (对照组 )。培养过程中观察细胞形态 ,于 (12 75± 1 2 6 )d后分别收集 2组第 2代细胞 ,进行细胞增殖倍数比较 ,并按 5 0× 10 6 cell ml浓度与聚环氧乙烯 (Plu ronic)混合 ,制成细胞 生物材料复合物 ,按每一样本 0 5ml注射到猪自体皮下 ,8周后取材 ,从重量、体积、GAG含量和组织学等方面进行分析。结果 b FGF组细胞贴壁呈类成纤维细胞样 ,对照组细胞贴壁呈多角形 ;各组第 2代细胞数和原代细胞数相比 ,b FGF组扩增 70倍 ,对照组为 5 4倍 ,b FGF组是对照组的 12 7倍 ;8周后取材 ,b FGF组形成的组织工程化软骨的平均重量和体积为 0 371g 0 370cm3,约是对照组的 2倍 ;GAG含量和组织学上 ,两者均非常接近正常猪耳软骨。结论 培养液中应用b FGF ,原代软骨细胞能在 2周内大量扩增 ,并能在体内构建良好的软骨 ,这有助于解决软骨组织工程种子细胞缺乏问题。

组织工程化软骨修复兔骺板损伤的实验研究

目的 探讨组织工程化软骨细胞 生物载体复合物修复兔骺板损伤的可行性。方法于 8周龄兔胫骨上端骺板缺损模型中 ,A、B、C三组分别植入组织工程化软骨、单纯外消旋聚乳酸(PDLLA)、空白对照 ,术后 4、8、16周时对双下肢行X线摄片、组织学检查。结果 4、8、16周时双侧胫骨长度、胫骨角之差A组与B、C组相比 ,短缩与成角畸形轻 ,差异有统计学意义 (P <0 .0 1) ,组织学显示缺损区呈薄层骺软骨细胞样结构 ;B、C两组间差异无统计学意义 (P >0 .0 5 )。结论 骨髓间充质干细胞 (MSCs)可定向诱导分化为软骨细胞 ;组织工程化软骨细胞植入可减轻骺板损伤后肢体短缩与成角畸形。

凝胶包埋脂肪基质细胞接受振荡载荷模式构筑工程化软骨的研究

目的观察构建工程化软骨生物学行为，评估扩增软骨种子细胞的方法。方法软骨诱导化脂肪基质细胞（ADSCs），接种至nβ-TCP／Cs／PCL支架构建工程化软骨：A组（凝胶＋振荡培养）、B组（凝胶＋静态培养）、C组（振荡培养）、D组（静态培养）；每组48块构建物，各阶段每组随机取6块，第1、4、8、12、16、20、24、28天，电镜、共聚焦观察，检测存活率、细胞增殖、Ⅱ型胶原（Col-Ⅱ）、DNA及氨基葡聚糖（GAG）含量。结果A组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富，存活率高于其他组（86．39±5．05，P〈0．05），增殖活力、C01-Ⅱ、DNA及GAG含量均高于其他组（0．57±0．12，71．30±2．51，73．21±1．38，81．25±1．29，P〈0．05）。结论凝胶包埋及振荡方式能扩增种子细胞及优化软骨构建质量。