兔外周血MSC复合同种异体脱钙皮质骨修复软骨缺损的研究

目的:比较外周血(peripheral blood,PB)与骨髓(bone marrow,BM)来源MSC复合脱钙皮质骨基质(demineralized cortical bone matrix,DCBM)修复兔膝关节软骨缺损的效果,为其进一步的临床应用提供实验参考。方法:获取分离培养的第三代兔PB-MSC和BM-MSC,以2×107/ml的细胞密度接种于DCBM上。20只成年新西兰兔,构建股骨远端滑车关节面中心部大面积全层软骨缺损模型,随机分为4组:I组:PB-MSC/DCBM复合物;II组:BM-MSC/DCBM复合物;III组:单纯DCBM支架组;IV组:空白缺损组。分别于术后24周、48周取材,通过大体观察、组织学评分、组织化学和免疫组织化学染色评价其在体内修复软骨的效果。结果:移植后24周PB-MSC/DCBM组:修复区由半透明组织填充,局部有小的浅的凹陷,表面光整,稍低于周围正常软骨,与周围组织连接连续。BM-MSC/DCBM组的大体观察类似I组。单纯DCBM组:表面光整,与周围组织连续性不如I、II组。空白缺损组:仍有一大的缺损。48周PB-MSC/DCBM组和BM-MSC/DCBM组,缺损区基本不可见,充填好,表面光滑,基本和周围正常组织无界限,与周围软骨连续性好,软骨细胞外基质表达较多。组织学评分显示:在24周和48周两个时间点,PB-MSC/DCBM组和BM-MSC/DCBM组比较组间无差异,均显著高于单纯DCBM组和空白缺损组。结论:PB-MSC具备与BM-MSC相似的修复兔关节软骨缺损的能力。

脱钙皮质骨基质的拉伸力学性能研究

目的探讨脱钙皮质骨基质厚度与拉伸力学性能的关系,为将其作为组织工程支架材料奠定实验基础。方法取市售新鲜小牛胫骨,常规快速脱钙制备脱钙皮质骨基质,大体观察其颜色、质地等物理性状,并进行脱钙检测。将脱钙皮质骨基质沿径向纵切成不同厚度的片材,并根据厚度分为4组(n=16),分别为A组100～300μm,B组300～500μm,C组500～700μm,D组700～1 000μm;对每组标本进行拉伸性能和组织学观测。结果大体观察显示脱钙皮质骨基质经H2O2处理后呈乳白色,柔韧性好,富有弹性。脱钙皮质骨基质的脱钙率达97.6%。A组强度及弹性模量明显小于B、C、D组(P<0.05),B、C、D组间比较差异均无统计学意义(P>0.05);脱钙皮质骨基质刚度随厚度增加呈逐渐增大趋势,A组刚度显著低于B、C、D组(P<0.05),B、C组低于D组(P<0.05),B、C组间差异无统计学意义(P>0.05);各组极限应变差异均无统计学意义(P>0.05)。组织学观察各组均可见典型骨单位结构,其最大直径范围为102～325μm,平均最大直径为182μm。结论骨单位的完整性对脱钙皮质骨基质的力学性能有重要影响;脱钙皮质骨基质作为组织工程支架材料,在厚度>300μm时可保持其拉伸力学性能。

数字成型脱矿皮质骨组织工程学半月板支架的制备与检测

目的:探寻新的异种异体半月板移植物。方法:使用牛胫骨皮质骨板作为移植物原料,通过测量实验动物的实际膝关节半月板数据,经过三维建模重建半月板形态,利用数控机床对脱钙皮质骨进行加工。对加工成型的半月板进行生物力学检测,同时观察其大体结构及超微结构。结果:该方法制备的异种异体半月板移植物能够很好地进行塑形改建,具有接近正常猪半月板的生物力学性质。同时含有大量I型胶原网络,利于新生组织长入及替代。该移植物有细胞长入的空隙,同时具有一定的初始支撑强度。结论:该移植物具有细胞长入的空隙,同时具有一定的初始支撑强度,可作为半月板的替代材料。