细胞复合型丝素支架材料修复兔桡骨骨缺损

目的比较不同孔径的细胞复合型丝素支架材料体内成骨、修复兔桡骨骨缺损的治疗效果。方法自新西兰大耳白兔股骨大结节和股骨髁处抽取骨髓，体外分离、培养、扩增兔骨髓间充质干细胞（rabbitbone marrow mesenchymal stem cells，RBMSCs），接种到3种不同孔径的丝素材料上，再移植于兔桡骨骨缺损处。根据丝素材料孔径设立实验A组[RBMSCs／SF（silk fibroin，SF）-Ⅰ]、实验B组（RBMSCs／SF-Ⅱ）、实验c组（RBMSCs／SFⅢ）。术后分别于2、4、8、12周大体观察、X线检查及组织形态学观察了解体内成骨、骨缺损修复及材料降解情况。另外设立二对照组，D组为缺损处仅植入丝素支架，E组为缺损处无植入物。结果术后各组兔子均存活，无植入物毒性反应及排斥反应，材料体积不同程度降解减小，降解速度SF-Ⅰ〈SF-Ⅱ〈SF-Ⅲ。 RBMSCs／SF-Ⅱ组比其他组在缺损种植处有更多的新骨形成，移植物的血管化在此B组也更好，缺损被较满意治愈。D、E二组修复骨缺损的效果明显差于细胞型丝素支架。结论RBMSCs／SF-Ⅱ作为细胞复合型丝素支架材料表现最佳。细胞复合型丝素支架材料有望用于临床骨缺损的治疗。

丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架材料的表征及细胞相容性

背景：丝素蛋白和透明质酸具备细胞外基质两种主要成分特征,并且有良好的生物相容性.目的：采用冷冻干燥法制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,并观察其表征与细胞生物相容性.方法：将丝素蛋白与透明质酸按10∶1 混合通过冷冻干燥法构建丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架并观察其表征.将1×108 L-1的第3～5 代大鼠骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架上观察其细胞生物相容性.结果与结论：采用冷冻干燥法可以成功制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,与纯丝素蛋白支架相比,复合支架具有更好的多孔三维结构.此外,支架制备过程中不含有毒溶剂,支持骨髓间充质干细胞的黏附铺展与增殖.说明实验制备的丝素蛋白/透明质酸复合支架的成孔性好,具有良好的细胞生物相容性.

成骨细胞支架材料中复合型完全脱蛋白骨的细胞相容性研究

目的:探讨通过理化方法处理制备的复合型完全脱蛋白骨(CFDB)的细胞相容性,为骨缺损修复寻找理想的组织工程支架材料。方法:将猪肋骨用理化方法制得CFDB,并进行CFDB的成分检测、孔隙结构观察及CFDB对人胎骨膜成骨细胞的形态特征、ALP活性、细胞周期、倍体水平的影响观察。再将其与成骨细胞体外复合培养,以了解其细胞相容性及细胞毒性。结果:CFDB的主要成分为羟基磷灰石,蛋白质含量几乎为零,仍具有原骨组织的网状孔隙结构系统,其原骨组织骨盐支架的三维多孔结构存在,并对人胎骨膜成骨细胞的形态特征、ALP活性、细胞周期、倍体水平无有害影响。结论:CFDB具有原骨组织的网状孔隙结构系统,具有良好的细胞相容性,可望用于成骨细胞的支架材料。

丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞体内构建组织工程化软骨的生物相容性

背景:课题组前期的研究中发现,丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合诱导后骨髓间充质干细胞在兔体内能修复缺损的软骨组织,但对于该组织工程化软骨组织的生物相容性还未进一步研究。目的:研究丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合骨髓间充质干细胞在体内构建组织工程化软骨的生物相容性。方法:使用丝素蛋白-壳聚糖按1∶1比例混合制备三维支架材料,提取兔骨髓间充质干细胞,将诱导后的骨髓间充质干细胞与丝素蛋白-壳聚糖支架构建修复体,再将修复体移植到兔关节软骨缺损模型中修复软骨组织。实验分为3组,实验组植入诱导后骨髓间充质干细胞+丝素蛋白-壳聚糖支架,对照组植入丝素蛋白-壳聚糖支架干预,空白组未植入修复体。结果与结论:①实验成功制备丝素蛋白-壳聚糖三维支架材料及提取骨髓间充质干细胞,并构建软骨缺损的修复体,将修复体植入兔体内能成功修复缺损的软骨组织;②建模后2,4,8,12周,3组血常规、降钙素原、血沉、C-反应蛋白结果提示无明显的全身感染征象,3组血常规及肝肾功能各时间段比较差异无显著性意义(P>0.05);③一般观察、苏木精-伊红染色及扫描电镜观察:建模后12周,相比其他两组,实验组软骨缺损已修复,支架材料已吸收,修复组织周围未见炎性细胞,修复组织已正常组织整合良好;④结果证实,丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞在体内构建的组织工程化软骨具有良好的生物相容性。

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性

背景:通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足,利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的:制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料,并研究其细胞相容性。方法:将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合,制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料,测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养,MTT法检测复合培养2,4,6,8,12 d后的细胞活性。结果与结论:羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求:孔径98-260μm,孔隙率为(96.72±2.78)%,吸水膨胀率为(549.37±35.29)%,生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好,表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。

人成骨细胞与复合型多孔生物支架降解产物的相容性

背景:以Ⅰ型胶原蛋白改性多孔硫酸钙生物支架在体内的降解过程尚不明确,其降解产物对人成骨细胞的影响国内外也缺少相关研究。目的:观察人成骨细胞与硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物的生物相容性。方法:将第2代人成骨细胞分别置于硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液及含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养,培养第1,3,5,7天以MTT法检测两组细胞增殖曲线,联合会推荐法测定细胞碱性磷酸酶活性,考马氏亮蓝微板法测定总蛋白。结果与结论:在硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液中培养人成骨细胞的增殖速度略高于在含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养的细胞,但差异无显著性意义(P>0.05)。两组碱性磷酸酶活性、总蛋白合成及碱性磷酸酶/总蛋白都随时间递增而增加,两组不同时间点上述指标差异均无显著性意义(P>0.05)。表明硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物既不影响人成骨细胞的增殖生长,也不影响其正常生理功能,具有较好的生物相容性。

细胞膜片复合3D打印马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架对羊下颌骨缺损的修复效果

目的探讨细胞膜片复合马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架修复下颌骨极限性骨缺损的效果。方法通过3D打印制备马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架及纳米级羟基磷灰石/丝素蛋白/聚乙烯醇支架,采用全骨髓培养法制备阿勒泰大尾羊髂骨骨髓血细胞膜片;按观察时间1、2、3个月分别建立阿勒泰大尾羊双侧下颌骨极限性缺损模型4只,实验组为细胞膜片包裹马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架,对照组为细胞膜片包裹纳米级羟基磷灰石/丝素蛋白/聚乙烯醇支架,阴性对照组为细胞膜片包裹无支架的凝胶海绵;按动物双侧下颌骨缺损区自身对照的方法分别植入包裹细胞膜的支架或包裹细胞膜的凝胶海绵。在支架材料植入后第1、2、3个月末处死实验动物,拍摄锥形束CT(cone beamCT,CBCT)、取组织行石蜡切片HE染色观察,评价不同支架材料的骨再生效果与支架的降解。结果扫描电镜结果显示:两组支架孔隙规则,连续性好,孔径及孔隙率比较均无差别(P>0.05)。CBCT结果显示,术后3个月实验组对骨缺损的修复效果明显优于对照组,且支架降解速率与骨组织修复速率较为匹配,缺损中央骨密度高于对照组,与正常骨组织接近。实验组在各时间点的骨缺损区中央骨密度计量均高于对照组、阴性对照组,且差异具有统计学意义(P<0.05)。HE染色结果显示:实验组成骨细胞较为活跃,有较多新生毛细血管及骨小梁形成,同时支架材料的吸收多于对照组。结论细胞膜片复合马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架能够促进临界骨缺损的修复,其降解性与骨组织愈合速率较为匹配,有望成为修复骨缺损的新方法。

多孔型丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔股骨骨缺损

背景:从蚕丝中提取的丝素蛋白具有良好的细胞相容性,且可生物降解,用于修饰生物材料能提高细胞在材料表面的黏附和生长能力。目的:探讨丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合脂肪间充质干细胞修复包含性骨缺损的作用。方法:取2月龄新西兰大白兔附睾处脂肪组织,经胰酶消化传代培养脂肪间充质干细胞,取第3代兔脂肪间充质干细胞以1×1010L-1浓度接种于丝素蛋白/羟基磷灰支架材料上,培养3h后加入含有1μmol/L地塞米松、50μmol/L维生素C、10mmol/Lβ-甘油磷酸钠的DMEM培养液进行成骨诱导。新西兰大白兔36只,在兔股骨远端制备直径4.5mm、深10mm的松质骨缺损。细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。结果与结论:12周时大体观察细胞复合材料组骨缺损区完全被骨组织修复,单纯材料组骨缺损区缩小、部分修复,空白对照组骨缺损无修复。12周时X射线、组织学检查显示细胞复合材料组完全修复了骨缺损区,材料组部分修复了骨缺损区,细胞复合材料组的新生骨小梁多于单纯材料组(P<0.05),空白对照组未见骨修复。结果说明复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔股骨包含性骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。

丝素蛋白在组织工程细胞支架方面的研究进展

近年来有关丝素蛋白用做细胞培养基质材料的研究表明,丝素蛋白对多数种类细胞的体外培养表现出较高的细胞附着率和增殖率,与胶原相当,可以用作组织工程细胞支架材料,应用到组织工程皮肤、软骨、血管等诸多领域。本文就丝素蛋白用于细胞培养的研究现状及丝素蛋白在组织工程细胞支架方面的应用前景做一综述。

丝素蛋白/壳聚糖三维支架与骨髓间充质干细胞的体外培养

背景:前期实验发现丝素蛋白、壳聚糖以适当的比例混合,可以互相弥补各自的不足,表现出良好的理化性质和生物学特性。目的:观察骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/壳聚糖混合三维支架材料上的生长情况。方法:将诱导后的兔骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/壳聚糖支架材料上,检测细胞黏附率,倒置显微镜及扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:细胞黏附率随时间的延长而增加。倒置显微镜观察显示,丝素蛋白/壳聚糖支架上的细胞看不清,随着时间的延长,支架周围细胞增多,且有细胞伸入支架内;扫面电镜观察显示,细胞生长活跃、增殖分裂正常,细胞周围见颗粒状、丝状基质物质,细胞的微丝与支架材料黏附紧密;细胞不仅可以在材料表面贴附生长,并伸入材料之中。说明丝素蛋白/壳聚糖混合支架材料具有良好的细胞生物相容性。

人脂肪来源干细胞与膀胱脱细胞基质-丝素蛋白双层支架的生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞(Human adipose derived stem cells,h ASCs)在膀胱黏膜下脱细胞基质-丝素蛋白(Bladder acellular matrix graft-silk fibroin,BAMG-SF)双层支架材料中的生长情况,分析其生物相容性。方法取h ASCs,置于BAMG-SF浸提液中培养,CCK-8法检测其细胞活力,评价BAMG-SF支架的细胞毒性并绘制生长曲线。扫描电镜观察BAMG-SF双层支架材料的表面形貌。将h ASCs传代扩增后接种到BAMG-SF双层支架材料上,体外培养1周后,转至裸鼠皮下培养1周、2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况。HLA免疫荧光鉴定裸鼠皮下双层支架上细胞的种属来源。结果 h ASCs在BAMG-SF双层支架浸提液中可保持较高的增殖率,根据细胞相对增殖率与细胞毒性分级关系证实BAMG-SF双层支架浸提液无细胞毒性。由h ASCs在BAMG-SF浸提液和DMEM培养基中的生长曲线可知,BAMG-SF有利于h ASCs的生长。将h ASCs接种到BAMG-SF双层支架材料上,经过体外、内培养,h ASCs均能长入支架的空隙内,且体内培养比体外培养有更多的h ASCs细胞长入支架。HLA检测显示支架内细胞部分为h ASCs。结论新型BAMG-SF双层支架材料安全无毒,与h ASCs生物相容性好,可作为细胞载体应用于组织工程膀胱的研究。

复合型完全脱蛋白骨复合成骨细胞体内成骨的研究

目的 探讨复合型完全脱蛋白骨 (CFDB)作为成骨细胞支架材料体内植入的成骨作用。方法 将CFDB与人胚骨膜成骨细胞体外复合培养 1周后植入裸鼠体内 ,于术后 4周及 8周取出材料行ALP活性及常规组织学检查 ,了解其成骨作用。结果 CFDB复合成骨细胞体内植入 8周时ALP活性比 4周时强 ,并比单纯植入的材料强得多 ;实验侧 4周见有软骨形成 ,8周时有编织骨形成 ,并见有髓腔 ,且软骨或新骨形成增多 ,而对照侧未见软骨或骨形成。结论 CFDB复合成骨细胞体内植入后能形成软骨或骨 ,并随植入时间的延长 ,软骨或新骨形成增多 ;

丝素蛋白/羟基磷灰石支架对成骨诱导脂肪干细胞活性及成骨性能的影响

背景:成骨诱导后的脂肪干细胞与可降解丝素蛋白/羟基磷灰石支架复合,可望研制出一种具有良好生物相容性及成骨性能的新型骨融合材料。目的:探讨丝素蛋白/羟基磷灰石支架对成骨诱导脂肪干细胞增殖活性及成骨性能的影响。方法:获取大鼠脂肪干细胞后体外贴壁培养、扩增,将第3代细胞用条件培养液进行成骨方向的定向诱导培养、扩增,然后接种到预湿的丝素蛋白/羟基磷灰石材料上作为实验组,以相同条件下置入盖玻片和脂肪干细胞培养作为对照组。倒置相差显微镜观察细胞在材料中的生长情况,MTT法检测材料对细胞增殖活性的影响,碱性磷酸酶活性测定评价其成骨能力。结果与结论:成骨诱导后的脂肪干细胞在丝素蛋白/羟基磷灰石材料上能够良好地黏附和增殖。实验组和对照组细胞增殖活性及碱性磷酸酶活性比较,差异无显著性意义(P>0.05),证实脂肪干细胞活性及成骨性能不受材料影响,说明丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料具有良好的细胞相容性。

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景:丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性。脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复。目的:观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果。方法:取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石。其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况。结果与结论:12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复。空白对照组缺损无明显修复。提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪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,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架。

压缩载荷下软骨细胞/复合支架的三维培养

背景:前期研究利用低温生物3D打印技术制备了丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架,并证明其具有良好的力学性能;研究表明,力学刺激有利于骨骼重塑,并且梯度变化的加载应变有利于成骨细胞和破骨细胞的活化。目的:在压缩应变下,将丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架与软骨细胞共培养,观察细胞增殖变化,并观察丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架修复软骨缺损的效果。方法:采用低温3D打印技术制备丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架,检测支架的孔隙率。将第3代小鼠软骨细胞ADTC-5接种于丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架上,分别进行静态培养与力学载荷下培养:(1)静态培养:设置空白支架为对照,接种1,3,5,7,10,14d,采用MTT法检测细胞增殖;(2)力学载荷下培养:设置空白支架为对照,接种1 d后,对细胞-支架复合物分别施加0%,1%,5%,10%,15%,20%的压缩应变,持续加载3 d,采用MTT法检测细胞增殖,扫描电镜和苏木精-伊红染色观察支架上的细胞分布、黏附和形态。在新西兰兔双侧膝关节制作直径3.5mm的软骨缺损,左侧植入丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架,右侧不植入材料,术后8周观察修复部位。结果与结论:(1)支架孔隙率为(89.3±3.26)%,有利于细胞附着;(2)静态培养5d后,软骨细胞在复合支架表面增殖良好;(3)施加0%,1%,5%,10%,15%,20%压缩应变组支架上的细胞增殖先升高后降低,其中施加10%压缩应变组细胞增殖效果最显著,施加20%压缩应变组增殖效果最低;(4)扫描电镜可见,施加0%压缩应变组软骨细胞多分布在支架表面有凹凸的地方,细胞形态明显,细胞触角伸展充分;施加10%压缩应变组支架受力接触表面上的软骨细胞极少,甚至没有,支架上首层侧面和内部表面细胞分布较多,细胞形态多为扁平状,触角明显;(5)苏木精-伊红染色显示,施加0%压缩应变组软骨细胞集中分布在支架表面,孔隙中几乎没有细胞;施加10%压缩应变组软骨细胞分布在支架孔隙内;(6)未植入支架的缺损处仍为圆形缺损模型,没有明显修复;植入支架的缺损处出现了类似透明软骨,但与周边缺损软骨没有发生粘连结合,新生的类透明软骨独立存在;(7)结果表明,在10%压缩应变作用下,软骨细胞在丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架上增殖良好;丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白复合支架可用于修复软骨缺损。

天然丝素制备三维多孔支架

研究盐沥滤法制备三维多孔丝素支架,在丝素多孔支架上培养人成骨肉瘤细胞、成纤维细胞及肝细胞.研究材料的细胞相容性,发现多种动物细胞在盐沥滤法所制备的丝素多孔支架材料上能够很好地黏附和增殖.通过调整丝素水溶液的浓度、溶解丝素溶剂体系、NaCl添加量和NaCl粒径,制备出结构和性质可以调控的三维支架.该结果为丝素多孔支架材料的制备提供了新的研究思路和方法.

丝素蛋白支架修复颊黏膜缺损

背景:丝素蛋白属于天然的大分子材料,含有一种与细胞黏附关系密切的特殊三肽结构,即精-甘-天冬氨酸肽结构,能促进细胞在纤维材料表面迁移、黏附和增殖,影响细胞的形态和功能。目的:比较不同丝素蛋白支架修复大鼠颊黏膜缺损的效果。方法:取90只SD大鼠,制作单侧颊黏膜缺损模型,随机分为3组,每组30只,实验组于颊黏膜缺损处置入多孔丝素蛋白支架,对照组于颊黏膜缺损处置入复层物理交联丝素蛋白膜,空白对照组于颊黏膜缺损处覆盖凡士林纱布并缝合。术后15 d检测创面直径;术后30 d取缺损部位,进行苏木精-伊红染色。结果与结论:(1)颊黏膜创面直径检测结果:术后15 d,实验组颊黏膜创面直径显著小于对照组、空白对照组(P<0.05),对照组小于空白对照组(P<0.05)。(2)苏木精-伊红染色结果:术后30 d,实验组上皮细胞钉突相对较多,丝素蛋白纤维部分吸收降解,成纤维细胞数明显多于对照组、空白对照组(P<0.05),炎性细胞数少于对照组、空白对照组(P<0.05)。(3)结果证明,多孔丝素蛋白支架在颊黏膜缺损修复中能够加速上皮化,更加有利于创面愈合。

丝素蛋白纳米纤维材料的制备与表征

丝素蛋白是一种天然高分子材料,具有优良的生物相容性、生物可降解性,较低的免疫性和可再生性,在生物医学领域有着广泛的应用。电纺丝素蛋白纳米纤维具有很高的比表面积,在形态上能很好的模拟细胞外基质的网状结构,有利于细胞的黏附、增殖和迁移,适合作为组织工程细胞生长的支架材料。

人胎盘间充质干细胞促进血管生成

背景:构建组织工程化骨组织的同时,促进种子细胞与材料复合物内血液供应的重建成为研究的关键。胎盘间充质干细胞可以作为骨组织工程研究的种子细胞,研究其分化为血管内皮细胞以及促进血管生成有着重要意义。目的:观察胎盘间充质干细胞在体外分化为血管内皮细胞以及体内促血管生成作用。方法:分离培养人胎盘间充质干细胞,鉴定其表面抗原,经血管内皮生长因子和人碱性成纤维细胞生长因子联合体外诱导胎盘来源间充质干细胞向血管内皮细胞定向分化,诱导后细胞通过内皮细胞标志物KDR、v-WF染色鉴定。8只新西兰大白兔制成桡骨中段1.5cm长的骨缺损模型,分别植入人胎盘间充质干细胞/丝素蛋白/羟基磷灰石和丝素蛋白/羟基磷灰石进行对照。植入后4,12周分别行大体观察、组织学观察和X射线观察,比较骨缺损修复以及血管生成情况。结果与结论:胎盘间充质干细胞的诱导分化形态明显改变,胞体逐步回缩,立体感增强,内皮细胞标志物KDR、v-WF染色结果阳性。胎盘来源间充质干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合培养植入后,4周时新骨已开始形成,12周时有部分新生骨组织形成板层骨,骨小梁形成,内可见新生血管形成,而对照组支架材料降解较慢,未见新生血管。说明胎盘来源间充质干细胞体外可以分化为血管内皮细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石材料联合移植能够促进移植物内血管生成,较好的修复骨缺损。

仿生大孔骨支架的制备及生物相容性评估

背景:骨组织工程的发展,为解决骨缺损修复提供了新手段,而其中的支架载体选材和结构构建是目前的热点问题。目的:采用石蜡微球沥滤技术制备具有仿生大孔结构的丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架,分析其细胞相容性。方法:以丝素蛋白和纳米羟基磷灰石为原料,采用石蜡微球沥滤技术制成具有仿生大孔结构的丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架,利用体式显微镜和扫描电镜观察支架结构,测量支架的弹性模量。将第3代兔脂肪间充质干细胞接种于丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架上,培养48 h后,LIVE/DEAD染色观察细胞活性;培养1周,苏木精-伊红染色观察细胞黏附情况;培养3 d,扫描电镜观察支架-细胞复合物;培养1,3,5,7 d,CCK-8法检测细胞增殖,以单纯细胞培养为对照。结果与结论:①体式显微镜下可见丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架呈乳白色,扫描电镜显示无论在支架横截面还是纵切面上,均可见均匀排列的大孔结构,连通性好,支架孔径为(362.23±26.52)μm,弹性模量为(54.93±5.44) kPa;②扫描电镜显示,脂肪间充质干细胞能够很好地在支架孔壁及连通孔隙内黏附和伸展,分泌大量细胞外基质,填充在丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架孔隙内;③苏木精-伊红染色显示,脂肪间充质干细胞均匀黏附在丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架孔隙内壁上,并且大量增殖;④LIVE/DEAD染色显示脂肪间充质干细胞活性良好;⑤CCK-8检测结果显示,脂肪间充质干细胞在丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架可良好地生长与增殖;⑥结果表明,丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架具有良好的孔径与细胞相容性。