纳米仿生复合支架的生物相容性

背景：纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨，可以很好的模仿体内细胞外基质的结构，有利于细胞黏附、生长。 目的：评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。 方法：分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞，流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测；相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架，取生长良好的P3代，与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养，通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。 结果与结论：骨髓基质干细胞可在体外分离扩增，表达CD29、CD44和CD106，不表达CD34和CD45，细胞形态为长梭形，仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150 μm，与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养；是理想的组织工程种子细胞；仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性，可用来做组织工程生物材料。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与诱导骨髓间充质干细胞体外构建软骨支架复合体

背景：国内外许多研究通过不同的构建方法构建组织工程化软骨支架复合体修复骨软骨联合缺损,且取得了一定的进展,但目前各种方法存在的问题突出表现为组织工程化的软骨和骨组织之间的界面、移植体和宿主骨和软骨之间的界面耦合不够理想。 目的：将体外提纯、扩增的骨髓间充质干细胞诱导成软骨细胞,将其接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部上联合培养,探索其用于组织工程软骨复合体的可行性。 设计、时间及地点：细胞和材料复合的体外观察实验,于2008-03/07在暨南大学附属第一医院中心实验室和暨南大学理工学院材料系实验室完成。 材料：通过原位复合和冷冻干燥结合的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架。健康新西兰兔10只由广东省医学实验动物中心提供。 方法：密度梯度离心法提取分离骨髓间充质干细胞,软骨诱导液诱导骨髓间充质干细胞2周后甲苯胺蓝染色检测。把诱导得到的软骨细胞接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部,将细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。 主要观察指标：倒置相差显微镜下观察细胞形态特征,鉴定CD29,CD44,CD34和CD45抗原的表达,观察细胞生长特性,测定细胞活力和生长周期,扫描电镜观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架结构和细胞与支架的复合情况。 结果：骨髓间充质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45,细胞活力为95.27%,G0~G1期细胞占94.68%。经软骨诱导液诱导后骨髓间充质干细胞转化成软骨细胞;制备的纳米羟基磷灰石/壳聚糖多孔支架孔隙率为90%,平均孔径为150 μｍ,与软骨细胞有较好的黏附性。 结论：初步证实纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与骨髓间充质干细胞诱导成的软骨细胞复合可以在体外构建组织工程软骨复合体。     

纳米晶羟基磷灰石/胶原骨与骨髓间充质干细胞的相容性

背景：组织工程支架材料表面的微观和亚微观结构对细胞的黏附与生长有很重要的影响。利用纳米技术和三维造孔技术制备的纳米晶羟基磷灰石/胶原骨模仿了天然骨的成分与微结构特征。 目的：观察体外培养的人骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石/胶原骨的细胞相容性。 设计、时间及地点：单一样本观察，于2005-09/2006-12在江苏大学医学技术学院完成。 材料：纳米晶羟基磷灰石/胶原骨由清华大学材料科学与工程系研制。人骨髓间充质干细胞由健康成年志愿者自愿捐献，受试者对实验内容知情同意。 方法：全骨髓法体外培养骨髓间充质干细胞，应用成骨诱导剂（地塞米松、维生素C、β-磷酸甘油、碱性成纤维细胞生长因子）诱导向成骨细胞表型转化。将第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石/胶原骨复合培养14 d。 主要观察指标：通过碱性磷酸酶组织化学染色、Von Kossa染色鉴定诱导培养的成骨细胞的细胞学特性。通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞生长及其在纳米晶羟基磷灰石/胶原骨上的生长情况。 结果：原代培养的骨髓细胞增殖迅速，10~ 12 d左右即可稳定传代，传代细胞7~9 d即可传代。经诱导培养的细胞碱性磷酸酶组织化学染色阳性，Von Kossa染色阳性，可见钙化的基质沉积，呈现典型的成骨细胞形态和生物学特征。构建的骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石/胶原骨共培养模型中，细胞可在纳米晶羟基磷灰石/胶原骨表面良好贴壁。复合培养8 d,分布于支架材料上的细胞大量增殖、分泌细胞外基质。复合培养14 d，大量细胞在材料表面和孔隙中生长，细胞之间广泛存在突起连接。 结论：纳米晶羟基磷灰石/胶原骨适合种子细胞的贴附、生长和增殖，细胞相容性良好。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料与兔骨髓间充质干细胞的生物相容性

背景：清华大学材料科学与工程系冯庆玲教授等采用仿生学原理,制成一种塑形简便并且具有良好骨传导、骨诱导性的纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料。但制备的复合材料是否仍具良好的生物相容性尚不确切。 目的：观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料与兔骨髓间充质干细胞的相容性。 设计、时间及地点：体外观察实验,于2008-08/11在南方医科大学珠江医院中心实验室完成。 材料：纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料由清华大学材料系研制,孔隙率90%,孔径50~200 μm。骨髓间充质干细胞由2周龄健康新西兰大白兔股骨和胫骨骨髓经密度梯度离心法获得。 方法：将预湿后的纳米羟基磷灰石/壳聚糖材料置于培养板内,将第3代骨髓间充质干细胞接种于材料表面在体外复合培养。对照组为单纯骨髓间充质干细胞培养。 主要观察指标：倒置显微镜、扫描电镜观察细胞和材料复合培养后细胞生长状况,计数细胞接种后1,2,4 h在材料表面的黏附状况,CCK-8检测细胞在复合材料上的增殖状况,流式细胞仪检测种植细胞的细胞周期。 结果：骨髓间充质干细胞在复合材料表面上生长状况良好。细胞接种到复合材料1 h时黏附率低于对照组（P < 0.05）,但接种2,4 h后两组黏附率差异无显著性意义（P > 0.05）。细胞接种后,两组均保持正常的分裂增殖速度(P > 0.05) 。材料组和对照组细胞皆为正常的二倍体细胞,未见异倍体细胞形成,复合材料对兔骨髓间充质细胞的细胞周期影响不大。 结论：纳米羟基磷灰石/壳聚糖与骨髓间充质干细胞具有良好的生物相容性。     

多孔碳酸钙陶瓷与干细胞源性成骨细胞的相容性

背景：国内外的研究证实普通碳酸钙陶瓷作为骨替代材料时具有细胞支架作用。 目的：观察多孔碳酸钙陶瓷与成骨细胞的相容性,及作为骨组织工程支架的可能性。 方法：SD大鼠骨髓基质干细胞经矿化诱导培养、扩增并检测证实其已具成骨细胞表型后,分别与多孔碳酸钙陶瓷支架、普通羟基磷灰石陶瓷支架体外复合培养。 结果与结论：骨髓基质干细胞经体外诱导形成成骨细胞,钙结节、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶免疫染色结果阳性。多孔碳酸钙陶瓷支架材料与羟基磷灰石陶瓷材料皆有细胞附着生长,但多孔碳酸钙陶瓷支架材料细胞的黏附能力、增殖活力及成骨活性均强于羟基磷灰石陶瓷材料。提示多孔碳酸钙陶瓷支架材料与SD大鼠骨髓基质干细胞源性成骨细胞有良好相容性。     

纳米晶胶原基骨修复材料与兔骨髓间充质干细胞体外复合培养*

背景：纳米晶羟基磷灰石胶原基骨修复材料具有与天然骨成分接近,结构和形貌图谱分析与天然骨相似,生物相容性好等特点,且材料多孔,孔径较大、孔隙率及孔隙交通率高,符合作为骨组织工程支架材料的要求。 目的：观察兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养的结合程度。 设计、时间及地点：体外观察实验,于2006-03/09在江苏大学医学院细胞实验室完成。 材料：健康雄性新西兰大白兔1只,1月龄。纳米晶胶原基骨修复材料由清华大学材料系提供。 方法：体外分离培养、纯化兔骨髓间充质干细胞,取第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养。 主要观察指标：①兔骨髓间充质干细胞生长形态及生长曲线。②复合培养5,10 d后扫描电镜观察二者复合程度。③复合培养5,10 d时纳米晶胶原基骨修复材料上结合的细胞数量。 结果：兔骨髓间充质干细胞贴壁生长,增殖速度快,生长曲线符合Logistic生长曲线,兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养,在第5,10天进行扫描电镜观察,发现10 d时黏附于纳米晶胶原基骨上的骨髓间充质干细胞数明显高于5 d时黏附的细胞数,差异有显著性意义(P < 0.01)。 结论：兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养结合程度较高。     

体外构建纯化骨髓间充质干细胞与壳聚糖生物支架复合体的实验研究

研究背景壳聚糖作为组织工程中的常用支架材料,具有生物降解性强、抗原性低、生物相容性佳和无热原反应等优势。尝试将经分离纯化的SD大鼠骨髓间充质干细胞与自制的可吸收壳聚糖多孔支架共培养,研究其生物相容性,以为今后应用细胞-支架复合体植入中枢神经系统行替代治疗,实现神经细胞再生、神经功能修复奠定基础。方法采用全骨髓贴壁培养法分离3周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,选择第3代细胞行流式细胞术纯化鉴定并与壳聚糖多孔支架于体外三维立体环境共培养。乙醇替代法检测壳聚糖多孔支架孔隙率;扫描电子显微镜观察支架内部结构、测量孔径大小,以及细胞在支架内部生长状态及其与生物支架融合情况;MTT法测定细胞在支架内增殖状况。结果经体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞形态均匀、呈纤维状排列,混杂细胞比例明显减少;CD29和CD45RA阳性表达率分别为98.49%和0.85%,达高纯度表达;支架孔隙率为90%,支架内部为孔径均匀、相通的三维立体结构,细胞紧密贴附于支架微孔内壁上、黏附牢固,可见伪足伸出,与支架融合较为理想。支架对骨髓间充质干细胞增殖无明显影响,细胞生长状况良好。结论壳聚糖多孔支架具备良好的孔径和孔隙率等性状,与骨髓间充质干细胞生物相容性良好,可作为干细胞移植的支架载体为今后细胞替代治疗中枢神经系统疾病的转化医学研究奠定基础。     

兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体构建软骨组织工程支架*

背景：软骨组织工程的核心是利用少量的细胞经体外培养、扩增后,在一定环境下附着在三维多孔支架上,再将细胞/支架复合体移植到体内形成新的组织。 目的：拟构建兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体,探讨该支架作为软骨组织工程支架的可行性。 设计、时间及地点：细胞-支架学体外观察,于2008-03/2009-02在武警医学院生物化学教研室完成。 材料：日本大耳白兔6只用于分离培养骨髓间充质干细胞。医用壳聚糖粉末为山东奥康生物科技有限公司产品。Ⅰ型胶原为Sigma公司产品。 方法：取3%的壳聚糖和2%的胶原混合的醋酸溶液,倒入72孔板内,-20 ℃预冷冻10 h,冻干机冷冻抽干24 h制作成壳聚糖-胶原支架。取第3代兔骨髓间充质干细胞,以1×109 L-1密度接种于支架内,构建细胞/支架复合体。 主要观察指标：傅里叶红外光谱、扫描电镜、液体置换法测定支架的理化性质,观察三维培养后细胞在支架上的生长情况。 结果：壳聚糖-胶原支架孔径为160~380 μm,平均为270 μm,孔相通性好,支架孔隙率为(86.00±5.12)%。傅里叶红外光谱仪测定数据表明复合支架组成物有典型的壳聚糖、胶原峰,未发现有聚乙二醇峰。细胞/支架共培养24,48,72 h后,骨髓间充质干细胞可渗入支架多孔结构内,并黏附在支架上成簇生长,部分细胞已与支架融合。 结论：壳聚糖-胶原支架基本符合软骨组织工程支架要求,能够作为种子细胞的承载体。 关键词：壳聚糖-胶原支架;骨髓间充质干细胞;冻干法;软骨组织工程     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

摘要 背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等，上述材料各有优缺点，为了充分发挥各类材料的优势，弥补其不足，目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原，并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料，扫描电镜观察支架材料表面微观形貌；采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合，高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律；将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上，以未复合多肽的支架材料作为对照，检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状，孔径10~100 µm；骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出；在复合多肽的仿生支架材料表面，骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05)，而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料，具有良好的细胞相容性。 关键词：支架材料；骨形态发生蛋白7多肽；壳聚糖；胶原；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；细胞相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.014     

海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的体外细胞相容性

背景：采用仿生学原理，利用海藻酸钙、纳米羟基磷灰石及胶原按一定比例复合，制成一种可注射、可任意塑形且具有良好骨传导、骨诱导性的组织工程骨，其应用在微创外科技术中，具有组织损伤小、不破坏修复区血供、操作简便易行等优点。 目的：验证海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的相容性。 设计、时间及地点：对比观察实验，于2008-02/05在南方医科大学珠江医院中心实验室完成。 材料：2周龄健康新西兰大白兔用于骨髓基质干细胞的分离培养。海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料由清华大学材料系研制提供，孔隙率90％，孔径50~200 μm。 方法：选取生长良好的第5代兔骨髓基质干细胞与海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料体外复合培养。 主要观察指标：共培养5 d后倒置显微镜下观察细胞在材料表面、孔隙内的生长情况，扫描电镜下观察细胞在材料上附着情况。细胞和支架共培养后CCK-8法测定细胞活性。 结果：骨髓基质干细胞能在海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料上良好地黏附、增殖、生长，细胞活性未受到海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料的影响。 结论：海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞有良好的细胞相容性。