可注射性藻酸锶凝胶应用于骨组织工程的体外研究

目的体外研究藻酸锶凝胶作为骨组织工程支架材料的应用潜力，为可注射骨组织工程支架材料的制备提供依据。方法制备2．0wt％藻酸钠溶液，分别与0．2mol／LSrCl2及CaCl2胶凝液离子交联形成藻酸锶和藻酸钙凝胶，扫描电镜观察微观结构并测其压缩模量、溶胀率及降解率。采用全骨髓培养法分离培养兔BMSCs并鉴定，将第5代BMSCs分别接种于藻酸锶凝胶（实验组）和藻酸钙凝胶（对照组），观察其生长、黏附及增殖情况；两组凝胶来源的细胞成骨诱导后采用细胞化学法检测ALP活性，荧光定量RT-PCR检测成骨相关基因Osterix（OSX）、I型胶原、Runx2mRNA表达，茜素红染色、VonKossa染色检测钙盐沉积情况，并设同法制备的藻酸钙凝胶来源的BMSCs作为空白对照组。结果藻酸锶与藻酸钙凝胶微观结构相似，均有均匀的孔隙结构；藻酸锶及藻酸钙凝胶压缩模量分别为（186．53-4-8．37）、（152．14-4-7．45）kPa，比较差异有统计学意义（t=6．853，P=0．002）；溶胀率分别为14．32％±1．53％和15．25％±1．64％，比较差异无统计学意义（t=-0．737，P=0．502）；两种凝胶的体外降解性均较好，第20、25、30天藻酸锶凝胶的降解率明显低于藻酸钙凝胶（P〈0．05）。BMSCs于两组凝胶中1～4d时呈悬浮生长，之后逐渐黏附生长并形成大量细胞集落。三维培养第21天，实验组细胞的DNA含量为（4．38±0．24）g，显著高于对照组的（3．25±0．21）g（t=-8．108，P=0．001）。成骨诱导培养第12天，实验组ALP活性为（15．28±1．26）U／L，显著高于对照组的（12．07±1．12）U／L（P〈0．05）。实验组OSX、I型胶原、Runx2mRNA相对表达量均高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05）。成骨诱导培养第21天，两组茜素红染色及VonKossa染色均可见钙盐沉积，实验组的钙结节数量及磷酸盐沉积面积均显著高于对照组（P〈0．05）。结论藻酸锶凝胶具有优良的理化特性，对BMSCs增殖及成骨分化有显著促进作用，可作为可注射骨组织工程支架材料。

兔骨髓间充质干细胞在藻酸锶凝胶中体外三维培养的实验研究

[目的]观察兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)于藻酸锶凝胶中体外三维培养的形态与活性变化,为藻酸锶凝胶复合干细胞应用于骨组织工程提供理论依据。[方法]分离培养原代兔BMSCs并扩增,取第3代BMSCs以细胞密度为5×105个/ml复合于藻酸锶凝胶中三维培养,每日于倒置相差显微镜下观察细胞形态,在不同时间点对其进行Live/Dead染色测细胞存活,CCK-8检测细胞增殖,并用扫描电镜观察凝胶的超微结构及细胞于凝胶上的黏附情况。[结果]藻酸锶凝胶质软、透明、渗透性较好;BMSCs接种于藻酸锶凝胶中初始形态为圆形、呈悬浮生长,后细胞逐渐贴壁生长并呈星形或多角形;接种第1 d和第14 d凝胶中活细胞率分别为(88.61±4.08)%和(92.16±2.10)%,两者间无显著统计学差异(P>0.05);第4、7、10、13 d时二维培养组中OD值显著高于三维培养组(P<0.05);扫描电镜示藻酸锶凝胶呈典型的"鸡蛋箱"样结构,孔隙直径大小平均为150μm;接种于凝胶中7 d后可见细胞均匀黏附于凝胶壁生长。[结论]藻酸锶凝胶是一种优良的细胞支架,将其复合种子细胞应用于骨组织工程具有广阔的前景。