镁基合金支架负载兔源性骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨复合支架

背景:随着组织工程学的深入研究与快速发展,组织工程支架为骨组织修复提供了新的契机。目的:探讨骨髓间充质干细胞与镁基合金支架共培养后的细胞增殖情况,为组织工程化骨支架构建提供新思路,进而为组织工程支架临床应用提供依据。方法:无菌条件下抽取兔骨髓液,使用全骨髓贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,进行流式细胞学鉴定和成骨分化能力检测。将第3代骨髓间充质干细胞分别接种于镁基合金支架和壳聚糖-聚己内酯-磷酸三钙支架,第3,10天进行激光共聚焦扫描观察细胞生长情况,第1,4,7,10,14天行MTT检测细胞增殖情况。结果与结论:(1)分离培养的细胞高表达CD44和CD90,几乎不表达CD34;(2)经成骨诱导后,细胞形态逐渐变为多角形,Von Kossa染色可见细胞之间钙结节染成黑色,碱性磷酸酶活性较未诱导对照组升高(P<0.05);(3)镁基合金与骨髓间充质干细胞共培养后,共聚焦显微镜扫描显示细胞可在支架上黏附并呈团块状生长,随着时间延长,镁基合金支架较壳聚糖-聚己内酯-磷酸三钙支架上负载的细胞增殖活跃,细胞数量明显增多,MTT检测显示两种材料与骨髓间充质干细胞共培养至10 d时,细胞生长达峰值;(4)结果表明,兔源性骨髓间充质干细胞具有良好的成骨潜能,与镁基合金支架共培养后,细胞在支架表面生长良好,成功构建了组织工程化镁基种植体。

促进组织工程化骨血管化的研究进展与策略

血管化和骨再生是骨愈合过程中的两个最基本环节,体外构建的组织工程化骨,植入体内后同样必须迅速建立充分的血供,为种子细胞功能活动提供充足的营养。目前随着采用组织工程学技术修复骨缺损研究的不断深入,出现了多种促进组织工程化骨血管生成的措施,包括:①包裹血管束法。②预构带血管蒂的组织工程化骨肌骨瓣。③带血管蒂筋膜包裹法。④复合血管内皮细胞。⑤应用促血管生成的生长因子。但这些方法均存在一定程度的缺陷。血管生成是一个包括细胞、生长因子、细胞外基质、生物力学刺激等多因素相互作用的复杂过程,可以概括为血管新生启动阶段、进展阶段、形成阶段、塑形和改建阶段。从血管生成的机制出发,以临床应用为目的,新的研究措施将向两个方面深入发展:①体外构建组织工程化骨时同时构建人工网状脉管系统。②更合理地利用促血管生成的生长因子或细胞。这些技术方法的完善,将为扩大组织工程化骨的应用范围和提高修复的效率,创造有利条件。

组织工程化骨修复猕猴长段骨缺损的实验研究

目的 探讨用生物衍生骨材料和骨髓基质干细胞 (MSCs)复合后构成的组织工程化骨对异体猕猴长段骨缺损的修复作用。 方法 于猕猴胫骨结节抽取 MSCs并使诱导分化为成骨样细胞 ,用 5 -溴脱氧尿嘧啶核苷(Brd U )标记 ,培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨 ,植入 15只异体猕猴修复桡骨 2 .5 cm长段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料修复对侧同样骨缺损作为对照组 ;另取 2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组。术后 1、2、3、6和 12周时各处死 3只动物取材 ,空白组 12周取材 ,行大体观察、组织学和免疫组织化学检测。 结果 实验组和对照组术后 1、2和 3周移植物周围组织反应较明显 ,6周后明显减轻 ,12周时基本消失。实验组标记成骨样细胞于术后 6周仍存在 ,术后 12周基本消失 ;骨缺损部位骨样组织、软骨、编织骨和板层骨出现时间均较对照组早 ,且骨愈合时间提前 3～ 6周。实验组骨缺损以多点方式直接成骨 ,对照组则从两端以“爬行替代”方式成骨。空白组术后 12周骨缺损均无愈合。 结论 生物衍生骨材料和 MSCs复合构建的组织工程化骨异体植入修复猕猴长段骨缺损可超越骨段移植的“爬行替代”过程 ,使骨缺损能较快愈合。生物衍生骨材料和同种异体 MSCs复合组织工程?

大鼠骨髓基质细胞接种于纳米-羟基磷灰石构建组织工程化骨组织的研究

目的 :探讨用骨髓基质细胞 (MSC)作为种子细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石为支架材料构建组织工程化骨组织的可行性。 方法 :建立诱导大鼠MSC分化为成骨细胞的新的骨髓培养法 ,并进行鉴定。将诱导分化形成的成骨细胞 ,接种于三维多孔纳米 羟基磷灰石多孔支架中 ,培养 15天后 ,通过扫描电镜观察诱导分化的成骨细胞与三维多孔纳米 羟基磷灰石支架材料的复合情况。 结果 :大鼠MSC随着培养时间的延长 ,其碱性磷酸酶活性和骨钙素的分泌逐渐形成 ,并不断地增加。接种于三维多孔纳米 羟基磷灰石支架材料上的细胞生长良好 ,形成许多细小的钙结节和胶原纤维。 结论 :新的骨髓培养法可使大鼠MSC分化和增生为具有良好功能特性的成骨细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石是可利用的支架材料。用MSC作为种子细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石作为支架构建组织工程化骨组织有很多优点 ,具有广阔的应用前景。

成骨诱导的犬骨髓间充质干细胞复合Bio-Oss构建组织工程化骨的体外研究

目的以骨髓间充质干细胞(MSCs)为种子细胞,以Bio-Oss小牛无机骨颗粒为支架材料,构建MSCs-Bio-Oss组织工程化骨。探讨犬MSCs成骨活性及与Bio-Oss复合构建组织工程化骨的可行性。方法杂种犬MSCs体外分离、培养及成骨诱导分化;取成骨诱导后的MSCs,以106个细胞/ml种植于Bio-Oss无机骨颗粒,轻度负压静置孵育培养。应用倒置相差显微镜、扫描电镜观察其形态学变化,进行细胞表面因子CD44的免疫荧光标记、钙结节染色、ALP定性和定量检测,结果以SPSS12.0统计软件包进行统计学分析。结果MSCs形态较均一,排列紧密,呈纺锤形,CD44表面抗原阳性;诱导分化后,表现出明显的成骨细胞活性,钙结节的茜素红S染色阳性,ALP的Gomori法染色阳性,ALP活性定量检测实验组在诱导分化3、7、14d时,ALP含量分别为(3.307±0.217)U/g、(5.929±0.781)U/g和(9.739±0.547)U/g,与对照组的(0.442±0.087)U/g、(0.581±0.027)U/g和(0.768±0.126)U/g比较有显著差异(P<0.01);MSCs在Bio-Oss表面贴附紧密,生长良好,构建形成组织工程化骨。结论以成骨诱导的犬MSCs作为种子细胞,复合支架材料Bio-Oss构建组织工程化骨是可行的。

生物衍生骨复合成骨诱导骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨修复兔桡骨-骨膜缺损的血管化进程

背景:移植骨能否血管化是移植成活的关键。目的:验证生物衍生骨复合骨髓间充质干细胞构建组织化工程骨修复兔桡骨-骨膜缺损的血管化进程。设计、时间及地点:随机分组设计的动物对照实验,2007-01/2008-01在南华大学生命科学院实验室完成。材料:健康成年新西兰大白兔25只,双侧桡骨制备成中段1.5cm的桡骨-骨膜缺损。方法:经脱脂、脱蛋白、部分脱钙和冻干等一系列的物理、化学方法处理后制备生物衍生骨支架材料。与自体骨髓间充质干细胞复合制备组织工程骨支架材料。按随机数字表法,20只兔右侧桡骨为实验组植入组织工程骨,左侧为对照组植入单纯生物衍生骨,不做内外固定;另5只兔双侧造成骨缺损后不植入任何材料作为空白组。主要观察指标:植入后2,4,8,12周观察组织工程骨、生物衍生骨与断端的愈合情况;组织学观察骨组织中血管形成情况,并进行血管面积图像分析。结果:25只兔无脱落。大体观察显示实验组植入后8周两断端已融合为一体;植入后12周,已经塑型,外观接近正常。对照组各时间点愈合程度不如实验组。组织学观察显示,实验组和对照组植入后4周均有大量血管生成,植入后8周,实验组修复区的血管网较对照组开始排列规律;植入后12周,实验组血管已达成熟阶段,血管排列方向比对照组均匀、有序,形态结构接近正常皮质骨的血管形态。血管面积图像法测定的血管面积结果表明,植入后2周实验组和对照组血管面积低于正常骨组织,植入后4,8周实验组和对照组血管面积高于正常骨组织,差异均有显著性意义(P<0.05)。植入后4周实验组血管面积低于对照组,差异有显著性意义(P<0.05)。结论:生物衍生骨复合成骨诱导的骨髓间充质干细胞可加快骨修复后的血管化进程。

超低温冻存同种异体成骨细胞与异种脱钙骨复合异位组织工程化骨

目的 :研究同种异体成骨细胞经超低温冻存后在体内的成骨能力及其免疫反应。 方法 :体外分离培养 SD大鼠颅骨成骨细胞 ,提纯并传代至第 3代时一部分作为对照组用 ;另一部分采用 - 196℃超低温冻存 ,2 4 h后复苏。将该两种第 3代细胞分别与脱细胞并去抗原性的猪脱钙型松质骨 (decalcified bone,DB)复合 ,将两种复合体和单纯 DB分别植入 SD大鼠背部肌袋内 ,各2 4只 ,4周后取标本 ,应用组织学、碱性磷酸酶测定、体视学及免疫学测定 ,观察成骨现象及免疫反应。 结果 :经超低温冻存的同种异体成骨细胞异体异位植入后 ,成骨量、成熟度明显优于未冻存成骨细胞 ;引起的免疫反应亦低于未冻存细胞。 结论 :同种异体成骨细胞经超低温冻存、复苏后 ,抗原性明显降低 ,未引起强烈的免疫排斥反应 。

生物衍生骨体外复合构建组织工程化骨修复兔桡骨-骨膜缺损:血管化进程及其生物力学性能

背景:目前组织工程骨的支架材料,力学性能和体内血管化问题仍没有很好解决,因而制约了临床的广泛开展。目的:观察生物衍生骨体外复合骨髓间充质干细胞构建组织化工程骨修复兔桡骨-骨膜缺损的血管化进程和生物力学性能。方法:取新西兰大白兔的骨头制备生物衍生骨;体外分离和培养兔骨髓间充质干细胞,定向诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,再将诱导的成骨细胞接种到生物衍生骨支架上制成组织工程骨。取大白兔25只,制成骨膜-桡骨缺损模型,其中5只兔不做处理为空白组;另外20只兔左前肢为对照组单纯植入生物衍生骨,右前肢为实验组植入组织工程骨术后2,4,8,12周分别取5只兔标本,观察血管面积和缺损区植入骨的生物力学性能。结果与结论:术后4周实验组和对照组血液循环丰富,血管面积较大,12周血管面积趋于稳定,接近正常状态;2,4,8周的实验组和对照组血管面积与空白组比较差异有显著性意义(P<0.05)。8周,与对照组比较,实验组修复区的血管网排列规律,12周形态结构已接近正常骨组织,力学性能明显增强。结果证实生物衍生骨复合骨髓间充质干细胞后有较好的血管化进程和力学性能,是修复骨缺损的一种较好的治疗方法。

纳米珍珠层人工骨构建骨诱导型组织工程化骨治疗犬股骨头坏死

背景:将生长因子和少量自体骨髓与支架材料复合构成诱导型组织工程化骨,省略了分离及体外培养细胞的步骤和费用,防止了相关的污染和细胞性状改变等,是一种现阶段较为可行的诱导骨组织再生的方法。目的:探讨纳米珍珠层人工骨作为骨形态发生蛋白和自体骨髓载体的可行性,以及其构建的诱导型组织工程化骨治疗股骨头坏死的疗效。方法:健康成年杂种犬建立股骨头坏死模型,分别给予髓芯减压结合植入纳米珍珠层人工骨治疗,单纯髓芯减压治疗。术后4、12周分批处死动物行影像学、生物力学及组织学检查。结果与结论:纳米珍珠层人工骨组的抗压强度高于髓芯减压组和坏死组(P=0.000),纳米珍珠层人工骨组新骨形成明显,表现为软骨内化骨;髓芯减压组未见新骨形成,仅纤维组织填充减压区。结果提示纳米珍珠层人工骨可以作为骨形态发生蛋白和自体骨髓的载体,其构建的诱导型组织工程化骨可改善股骨头抗压强度,促进新骨形成和进行坏死修复。

增强型绿色荧光蛋白标记技术示踪组织工程化骨形成

目的:观察以脂质体介导法转染的增强型绿色荧光蛋白质粒作为骨组织工程种子细胞示踪剂的可行性。方法:实验于2005-07/2006-11在南昌大学第二附属医院分子医学实验室完成。选取12个月龄中国青山羊2只作为骨髓基质干细胞供体。另取BACB/un裸鼠9只作为骨髓基质干细胞-珊瑚复合物受体。①将已转化pEGFP-N2大肠杆菌109菌种,进行质粒提取并经AvaⅡ酶切鉴定。②脂质体lipofectamine2000介导转染羊骨髓基质干细胞。分别于转染24h、6个月后计算荧光的转染效率。标记与未标记细胞经成骨诱导分化后,检测碱性磷酸酶活性和四环素钙结节染色,以未标记的同期细胞作对照。③将标记细胞接种于珊瑚支架,形成骨髓基质干细胞-珊瑚复合物,分别于体外培养4,7,14d后进行电镜扫描观察。④将体外培养7d的骨髓基质干细胞-珊瑚复合物移植于裸鼠皮下,8周后取出,荧光显微镜下进行示踪观察,苏木精-伊红染色观察组织结构。以未标记的骨髓基质干细胞-珊瑚复合物、单纯珊瑚作对照。结果:共纳入中国青山羊2只,BACB/un裸鼠9只,作为受体的9只裸鼠进入结果分析。①质粒经酶切后电泳,可见3条带,分别为445bp,1938bp,2354bp,确定所提质粒为pEGFP-N2。②转染24h后绿色荧光表达率35%;经G418筛选,转染6个月后绿色荧光表达率75%;与对照组相比,标记细胞碱性磷酸酶活性差异无统计学意义(P>0.05),均具有钙结节形成能力。③标记细胞与材料贴附生长良好,并分泌胶原纤维及钙盐结晶样基质。④组织学示新生骨样组织围绕材料孔隙生成;新生组织细胞内有绿色荧光表达,同时对照组未观察到绿色荧光。结论:脂质体介导法转染的pEGFP-N2标记骨髓基质干细胞,可用于裸鼠体内示踪,是一种理想的组织工程化骨组织的示踪方法。

组织工程化骨构建及其修复羊跖骨标准性骨缺损的放射学评估

目的:从放射学角度探讨用多孔β-磷酸三钙和自体骨髓间充质干细胞(MSC)复合植入绵羊体内修复标准性骨缺损的效果.方法:从羊髂嵴处抽取10～15ml骨髓组织,用Percoll分离液按梯度离心法分离出间充质干细胞,培养、增殖后种植在多孔β-磷酸三钙上,构建组织工程化骨,植入8只羊的左后肢跖骨缺损区(21mm)作为实验组:单纯植入多孔β-磷酸三钙陶瓷材料的8只羊作为对照组:另取3只羊在同样部位制造同样大小的骨缺损,但不做处理,作为空白对照组.分别在术后即刻及1、3、6个月摄片观察,用放射影像学评分和图像分析X线阻射影比较骨缺损的修复情况.空白对照组6个月取材.结果:实验组骨缺损放射影像学评分以及新生骨痂的密度在1、3、6个月均优于对照组.空白组术后6个月骨缺损均无愈合.结论:多孔β-磷酸三钙和自体MSC复合植入羊体内,可使大节段骨缺损较快修复;放射学评分及骨缺损密度测量是一种简便易行的观察骨缺损修复情况的方法.

组织工程化骨修复羊牙槽骨缺损

背景:异种生物骨经适当理化方法处理及高温锻烧后能够形成具有与人骨结构相近的天然网状孔隙结构的陶瓷样异种骨,具有三维立体孔隙-网架结构,有利于种子细胞的黏附、增殖。目的:观察以高温煅烧骨及骨髓间充质干细胞复合构建形成的组织工程化骨修复牙槽骨缺损的可行性。方法:以羊骨髓间充质干细胞为种子细胞,高温煅烧骨为支架材料,复合构建形成组织工程化骨。全麻下分批次拔除羊双侧下颌第一前磨牙,去除远中根与第二前磨牙近中根间牙槽嵴间隔,形成5mm×5mm×5mm骨缺损区域。将12只实验羊随机等分为组织工程化骨组和单纯煅烧骨组,分别在左侧下颌术区放组织工程化骨和单纯煅烧骨,所有动物右侧均作为空白对照组。结果与结论:高温煅烧骨呈白垩色,保留了天然松质骨的多孔状空间。孔隙率(66.10±1.32)%,孔径范围137.44-538.72μm。干细胞接种到煅烧骨24h后可见细胞黏附支架上,7d后分泌胞外基质,细胞与基质分界不清。X射线可见组织工程化骨组和单纯煅烧骨组植入材料包埋在术区,煅烧骨边缘有一圈低密度阴影。苏木精-伊红染色实验侧骨小梁形成,对照侧无明显骨生成。提示应用骨髓间充质干细胞复合煅烧骨构建的组织工程化骨可较好的修复牙槽骨缺损,是修复小范围骨缺损理想的种子细胞和支架材料。

骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植构建组织工程化骨的初步研究

为阐明骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植在生物复合材料上构建组织工程化骨 ,在促进成骨过程、加速局部血管生成中的作用 ,将大鼠骨髓基质细胞和人脐静脉内皮细胞联合种植在左旋聚乳酸 /β-磷酸三钙 (PL L A/β- TCP)多孔复合支架材料上作为实验组 ,仅种植骨髓基质细胞在该材料上作为对照组。将此种有活细胞的复合材料种植于裸鼠大腿后侧肌袋内 ,分别于种植后 1、4、8、12、16周处死动物 ,取出复合材料 ,行组织学检测 ,并用图像处理技术计算实验组和对照组的成骨面积百分比和材料面积百分比 ,观察其变化规律。结果显示 :实验组成骨面积百分比增加比对照组明显加快 ,而材料面积百分比减少比对照组迅速 ;其内毛细血管网形成情况也要明显优于对照组。表明骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植于支架材料构建组织工程化骨不仅有利于成骨作用 ,促进新生骨区内部血管网形成 ,还有利于复合材料的降解吸收 ,这在构造组织工程化骨过程中具有重要意义。

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨及软骨的实验(英文)

背景:软骨组织工程的两个关键问题是种子细胞和支架材料,保证支架材料上有足够数量的功能细胞是体内形成骨和软骨组织的基础。目的:对经体外培养的骨髓基质干细胞与藻酸钙载体及生长因子复合形成的组织工程性骨及软骨进行形态学观察。设计:细胞形态对比,观察12周实验结果。单位:郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室。对象:实验于2001-09/2002-06在上海第二医科大学骨科实验室完成。3月龄雄性新西兰大白兔9只,平均体质量3.2kg。方法:复合材料分别为:①藻酸钙。②藻酸钙+骨髓基质细胞。③藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子I。④藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β。⑤藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I。将5种组合注射于同一个体新西兰大白兔背部不同部位皮下组织中,每组各注射2处,共10处,每处0.2mL,分别做好标记。按组分别于术后4,8,12周取材,各时间点处死动物3只,取兔背部皮下增殖物进行骨和软骨组织生成物观察,应用苏木精-伊红、甲苯胺蓝、Masson、番红-O染色技术。主要观察指标:兔背部皮下增殖物的组织学观察。结果:兔背部皮下增殖物的组织学观察结果:4周时可见藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子I、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I组有岛状软骨样组织形成,软骨细胞包绕于碱性基质中,8周时复合物中形成大量的类软骨结构,并部分向骨组织转化,细胞周围有大量的基质分泌,部分软骨细胞呈簇状分布。12周时藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I组软骨组织基本转变为骨组织,并开始吸收。结论:骨髓基质细胞-藻酸钙-生长因子复合材料能形成软骨及骨组织。藻酸钙适合骨髓基质细胞生长,是一种良好的骨及软骨组织工程载体。

组织工程化骨修复兔下颌骨缺损同期种植体植入的实验研究

目的观察组织工程化骨修复兔下颌骨缺损同期进行HA/SLA-Ti或SLA-Ti种植体植入后,种植体与骨床发生骨结合的情况。方法兔BMSCs复合n HAC及PRP用于修复兔下颌骨颊侧范围为15 mm×15 mm的全层骨缺损,同期分别植入HA/SLA-Ti种植体(A组)和SLA-Ti种植体(B组)。术后1、3、6个月取材,进行大体标本观察、扫描电镜观察、组织学检查及种植体的推入实验和拉出实验。结果大体标本观察显示,A组术区逐渐由新生骨组织修复,种植体周围形成较完善的骨结合界面,界面骨成熟;B组术区骨愈合状态佳,但种植体周围仍存在少量纤维组织。扫描电镜结果显示:A组种植体较B组种植体与周围新生骨结合的更紧密。组织学检查的结果显示,A组新生骨与种植体表面直接结合,骨形成较B组种植体表面骨形成提前,B组种植体与新生骨之间存在纤维组织。推入实验和拉出实验结果显示,术后1个月时A、B两组种植体的推入应力和拉出负荷无明显差异,术后3个月后A组种植体的推入应力和拉出负荷明显较B组提高,差异具有统计学意义。结论修复兔下颌骨缺损的组织工程化骨内同期植入的种植体,可与新生的骨组织形成良好的骨结合,其中HA/SLA-Ti种植体的骨结合能力较SLA-Ti种植体强,且骨愈合时间也较后者提前。

藻酸钙为载体的可注射组织工程化骨行牙槽嵴增高术的实验研究

目的:研究以藻酸钙为载体的可注射组织工程化骨行牙槽嵴增高术的可行性。方法:通过穿刺方法从犬髂骨中抽取骨髓,体外分离、培养出骨髓基质成骨细胞,将骨髓基质成骨细胞与25 g/L藻酸钠溶胶混合形成藻酸钠-骨髓基质成骨细胞复合物,取其2 mL与0.07 g硫酸钙粉末混合均匀,注射于犬牙槽嵴顶部黏骨膜下,观察成骨情况,测量牙槽嵴增加高度。结果:藻酸钙-骨髓基质成骨细胞复合物植入犬牙槽嵴顶部黏骨膜下4周后有类软骨样组织形成,牙槽嵴增加高度(3.8±0.31)mm,8周时有骨小梁、骨髓腔等骨组织结构形成,增加牙槽嵴高度(2.9±0.15)mm。结论:以藻酸钙为载体的可注射性组织工程化骨在牙槽嵴增高术中有骨组织形成,但增加高度不足,有待改进。

骨髓基质干细胞与骨基质明胶复合构建组织工程化骨

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与同种异体骨基质明胶(BMG)复合培养构建组织工程化骨的可能性。方法将SD大鼠来源的MSCs与同种异体BMG复合培养后植入SD大鼠竖脊肌肌袋内,于术后不同的时间点处死大鼠,标本进行碱性磷酸酶(ALP)活性测定及组织形态学观察。结果MSCs与同种异体BMG复合植入体内可产生成熟的骨组织。结论利用MSCs与同种异体BMG复合可产生组织工程化新生骨组织。

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景:以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想。其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效。目的:新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用。方法:将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料。60只成年新西兰兔建立15mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料。于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况。结果与结论:光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组。结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果。

深低温保存组织工程化骨的实验研究

目的:深低温保存是组织工程化骨(TEB)实现大规模临床应用的必要保证。深低温保存方法分慢速冻存和玻璃化冻存。目前,玻璃化冻存是最有发展前景的冻存方法,并被认为更适用于TEB的深低温保存。因此,希望通过改进玻璃化液来提高TEB的玻璃化冻存效果。方法:通过检测第2(P2)代成骨诱导的犬骨髓基质干细胞(cBMSCs)在部分脱钙骨(pDBM)上的粘附率和生长曲线来获得适宜的细胞接种密度和体外培养时间,将在此基础上构建的TEB进行深低温保存。由TEB冻存后的细胞活性来选择一种理想的玻璃化液,并将其用于玻璃化冻存和慢速冻存TEB的对比实验研究。结果:P2代成骨诱导的cBMSCs在pDBM上适宜的细胞接种密度是50×106/ml,最佳的体外培养时间是8天。VS442作为玻璃化液用于TEB的深低温保存。尽管玻璃化冻存TEB的细胞存活率仅为46.2%±7.2%,低于慢速冻存的77.4%±5.1%,但经过体外培养11天后的细胞活性超过了后者,可基本恢复到冻存前的水平。结论:VS442是玻璃化冻存TEB理想的玻璃化液。尽管实验采用的慢速冻存方法可简单有效的保存TEB,但对于TEB而言,玻璃化冻存还是更具有发展潜力的深低温保存方法。

无机材料在组织工程化骨构建中的应用和展望

利用组织工程原理和方法构建的组织工程化骨已经为骨缺损的修复重建提供了全新思路和创新方法。其中细胞种植支架材料是骨组织工程研发的中心环节,通过基质材料在缺损病变部位建立一个有利于种子细胞吸附,