成骨诱导人脐带间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架材料的生物相容性

背景:纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料有利于成骨细胞的长入和新生骨的形成、且抗弯强度、抗压强度等各项参数与正常骨组织的力学性能相接近,能满足实验动物硬组织修复的要求.目的:分析成骨诱导后人脐带间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架的生物相容性.方法:体外培养人脐带间充质干细胞,纯化增殖,成骨诱导.取成骨诱导后的第3代人脐带间充质干细胞接种于纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架材料上,观察细胞的生长、增殖情况及材料细胞毒性.结果与结论:成骨诱导后人脐带间充质干细胞在复合支架上生长分化良好,增殖活性不受材料影响.成骨诱导14 d内,可见碱性磷酸酶活性随着培养时间延长而逐渐增高.MTT法检测细胞无毒性.扫描电镜观察,1 d后可见细胞在支架表面附着生长;7 d后可见细胞在材料上生长良好,材料空隙有大量充填.说明纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架可作为骨组织工程中人脐带间充质干细胞的细胞载体,具有良好的生物相容性,能满足骨组织工程的需要.     

新型组织工程化人工骨的体外初步构建

背景L-聚乳酸可以用于制备骨组织工程支架材料 ,但存在某些缺陷 ,能否复合聚磷酸钙纤维、Ⅰ型胶原来改善材料性能,从而找到新的组织工程化骨体外构建方法?目的应用组织工程学技术,体外初步构建有活性的新型组织工程化人工骨.设计 体外构建细胞-材料复合体,自身对照前瞻性研究.地点和对象本研究在解放军第三军医大学西南医院骨科和兰州铁道医学院复合材料研究所完成,对象为 5例重庆市健康志愿者的髂骨骨髓.干预培养、诱导人骨髓间充质干细胞向成骨细胞表型分化,制备性能优越的新型支架材料,再按一定的方法体外构建细胞-材料复合体.主要观察指标细胞碱性磷酸酶染色的阳性率、扫描电镜观察组织工程化骨的微观结构.结果由 L-聚乳酸、聚磷酸钙纤维、Ⅰ型胶原制备出新型的骨组织工程复合支架材料,孔径 300～ 450 μ m,孔隙率 90.1%;细胞接种前碱性磷酸酶阳性率为(55± 8)%,接种后细胞可在材料内良好贴附生长,碱性磷酸酶阳性率为(52± 6)%,两者差异无显著性.结论经成骨诱导的间充质干细胞,可以与由 L-聚乳酸、聚磷酸钙纤维、Ⅰ型胶原制备的支架材料复合,在体外构建出组织工程化人工骨.     

猪松质骨支架/骨髓基质干细胞复合体兔体内成骨

目的:生物衍生骨具有天然骨组织的三维立体孔隙.网架结构,有利于种子细胞的黏附、增殖.观察猪松质骨支架/骨髓基质干细胞复合体在兔体内成骨及支架的降解.方法:实验于2005-03/2006-12在中南大学湘雅医院中心实验室完成.选择健康家兔16只,3月龄左右,其中1只提供骨髓,另15只作组织工程骨植入,分4,8,12周3个时间点,每个时间点5只.采用Ficoll密度梯度离心法得到兔骨髓基质干细胞并诱导培养:采用物理化学方法对猪松质骨进行处理得到猪松质骨支架,与经诱导培养的骨髓基质干细胞体外复合培养后植入机体内,同时植入单纯猪松质骨支架做自身对照.结果:纳入动物15只,均进入结果分析.采用X射线、苏木精-伊红染色、Masson三色染色及图像分析观察猪松质骨支架屑髓基质干细胞复合体在兔体内成骨及支架的降解.①X射线观察:猪松质骨支架/骨髓基质干细胞复合体移植术后4周移植区周围可见少量散在分布的中密度影,8,12周时中高密度影逐渐向中心区增大.单纯猪松质骨支架移植术后各时间点移植区内均呈低密度影.②组织学观察:猪松质骨支架屑髓基质干细胞复合体植入后4周开始有新骨生成,支架开始降解;8周时新骨的形成及支架的降解都明显增加;12周时新骨继续增加,逐渐向成熟骨组织转变,可见少量哈佛系统,但骨小梁尚不典型,毛细血管增生明显,少量支架残留,未见炎症细胞.单纯猪松质骨支架植入后各时间点无新骨形成.③图像分析表明:猪松质骨支架/骨髓基质干细胞复合体植入后新骨组织随时间延长而增加,而材料组织随时间延长而减少,但新生骨组织增加与支架材料组织减少无明显直线相关(P＞0.05).结论:猪松质骨支架与骨髓基质干细胞复合移植后新骨逐渐形成,支架逐渐降解,是一种较理想的骨组织工程支架材料.     

海绵状Ⅰ型胶原蛋白与免脂肪干细胞的生物相容性

背景:脂肪组织工程研究中,寻找一种优良的生物支架材料作为脂肪干细胞的载体极为重要.目的:评价兔脂肪干细胞与海绵状Ⅰ型胶原蛋白的生物相容性.设计、时间及地点:细胞-支架学体外观察,于2007-01/03在南方医科大学组织工程研究中心完成.材料:三四月龄雌性新西兰大白兔8只,由南方医科大学实验动物中心提供.海绵状Ⅰ型胶原蛋白为广州创尔公司产品.方法:兔麻醉后取颈部皮下脂肪,体外分离培养脂肪干细胞,选取生长良好的第3代细胞,调整密度为1×109L-1细胞悬液.将无菌的Ⅰ型胶原蛋白海绵裁成10mm×10mm×5mm放入96孔板内,培养液平衡后,每孔支架材料表面接种0.1 mL细胞悬液,加入含胎牛血清的DMEM培养液.主要观察指标:脂肪干细胞的形态及表面标志表达,细胞在支架材料上的黏附、增殖情况,光镜及电镜下观察细胞-支架复合物.结果:原代培养的脂肪干细胞形态主要呈宽大扁平短梭形,传代后细胞形态以长梭形为主,第3代脂肪干细胞CD29,CD44免疫荧光染色均呈阳性.细胞与支架混合培养后平均黏附率为92.38%,并保持正常的生长增殖速度.光镜下随培养时间延长,支架上的细胞逐渐增多,极少从支架材料上掉落,Dil荧光染色后可见细胞膜发出红色荧光.电镜下部分细胞呈团簇状生长,聚集性分布,黏附于胶原海绵表面或孔隙内,细胞周围有大量的基质.结论;海绵状Ⅰ型胶原蛋白与兔脂肪干细胞具有良好的体外生物相容性,能够为组织工程种子细胞的生长提供适宜的三维空间,可作为脂肪组织工程种子细胞的载体材料.     

骨组织工程中脂肪间充质干细胞的作用

背景:目前常采用在骨缺损处充填自体骨、异体骨、人工合成骨替代品等方法进行骨缺损修复,但临床效果均不理想.研究表明脂肪间充质干细胞具有多种分化能力及很强的增殖潜力,可将其诱导分化成骨.目的:分析脂肪间充质干细胞在骨组织工程中的应用情况,以明确脂肪间充质干细胞是否可以作为骨组织工程中的种子细胞.方法:应用计算机检索Medline数据库(1999-01/2008-12),以adipose tissue-derived mesenchymal stem cells,adipose mesenchymal stem cells,adipose stem cell;osteogenic induction,osteogenic inducement,bone induction,osteoblastic induced;chondroblast induction,cartilage induction;bone tissue engineering,tissue engineering bone,tissue engineering of bone为检索词;应用计算机检索清华同方数据库(2003-01/2008-12),以脂肪间充质干细胞、成骨诱导、成软骨诱导、骨组织工程为检索词.结果与结论:共收集361篇关于脂肪间充质干细胞与骨组织工程相关的文献,中文246篇,英文115篇.排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入29篇符合标准的文献.脂肪间充质干细胞体外扩增和自我更新能力很强,传代培养易于获得大量有分化能力的细胞,是真正意义上的具有多向分化潜能的干细胞,脂肪间充质干细胞在一定的培养条件下,可定向分化为成骨细胞、软骨细胞及骨细胞和肌肉细胞,配合合适的支架后可以应用到骨组织工程中,可以作为骨组织工程中的种子细胞.     

骨髓基质干细胞治疗骨不连的新进展

背景：骨髓基质干细胞体外培养增殖力强、易于向成骨细胞及软骨细胞方向分化且成骨性能稳定等特点,成为骨组织工程中合适的种子细胞.目的：总结分析采用骨髓基质干细胞作为种子细胞,分析其直接移植于骨不连部位或复合支架或转基因治疗骨不连所具有的优劣势.方法：检索1992/2011西文生物医学期刊文献数据及CNKI 数据库有关骨不连研究,骨髓基质干细胞分离、培养,在骨不连方面的应用,骨组织工程细胞支架方面的文献,英文检索词为＂bone marrow stromal stem cells,nonunions,repairing,tissue engineering＂,中文检索词为＂骨髓基质干细胞,骨修复,骨不连,组织工程＂.排除重复性研究,保留23篇进一步归纳总结.结果与结论：利用骨髓基质干细胞作为种子细胞,直接植入骨不连部位,或与适当的支架材料结合,或用骨髓基质干细胞作为靶细胞,导入外源目的基因诱导成骨的基因治疗来修复骨缺损的方法,给骨缺损的治疗带来光明的前景.但同时也存在骨髓基质干细胞增殖、分化合适条件难以准确确定,经皮移植自体骨髓基质干细胞植入体内后容易流失,不能在植入部位形成有效的细胞浓度,支架材料尚不能完全符合临床要求,以及如何将骨组织工程与基因治疗的方法结合起来等问题,需要进一步的研究.     

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。     

海绵状Ⅰ型胶原蛋白与兔脂肪干细胞的生物相容性

背景：脂肪组织工程研究中,寻找一种优良的生物支架材料作为脂肪干细胞的载体极为重要。目的：评价兔脂肪干细胞与海绵状Ⅰ型胶原蛋白的生物相容性。设计、时间及地点：细胞一支架学体外观察,于2007—01／03在南方医科大学组织工程研究中心完成。材料：三四月龄雌性新西兰大白兔8只,由南方医科大学实验动物中心提供。海绵状Ⅰ型胶原蛋白为广州创尔公司产品。方法：兔麻醉后取颈部皮下脂肪,体外分离培养脂肪干细胞,选取生长良好的第3代细胞,调整密度为1×10^9L^-1细胞悬液。将无菌的Ⅰ型胶原蛋白海绵裁成10mm×10mm×5mm放入96孔板内,培养液平衡后,每孔支架材料表面接种0．1mL细胞悬液,加入含胎牛血清的DMEM培养液。主要观察指标：脂肪干细胞的形态及表面标志表达,细胞在支架材料上的黏附、增殖情况,光镜及电镜下观察细胞-支架复合物。结果：原代培养的脂肪干细胞形态主要呈宽大扁平短梭形,传代后细胞形态以长梭形为主,第3代脂肪干细胞CD29,CD44免疫荧光染色均呈阳性。细胞与支架混合培养后平均黏附率为92．38％,并保持正常的生长增殖速度。光镜下随培养时间延长,支架上的细胞逐渐增多,极少从支架材料上掉落,Dil荧光染色后可见细胞膜发出红色荧光。电镜下部分细胞呈团簇状生长,聚集性分布,黏附于胶原海绵表面或孔隙内,细胞周围有大量的基质。结论：海绵状Ⅰ型胶原蛋白与兔脂肪干细胞具有良好的体外生物相容性,能够为组织工程种子细胞的生长提供适宜的三维空间,可作为脂肪组织工程种子细胞的载体材料。     

纳米羟基磷灰石对人骨髓基质干细胞体外成骨活性的影响

目的：观察人骨髓基质干细胞在纳米羟基磷灰石材料上的生长、分化特点以及成骨细胞形态. 方法：实验于2004-03/2005-07在中南大学湘雅医院医学实验室完成.①实验方法：采用密度梯度离心的方法分离人骨髓基质干细胞,加入含体积分数为0.1的新生牛血清的低糖DMEM完全培养基中作原代培养,细胞长至90%汇合时传代,取培养第3代细胞接种于纳米羟基磷灰石（卫生部肝胆肠研究中心纳米课题组提供）表面,并加入含1 mmol/L地塞米松、50 mg/L维生素C、10 mmol/L β-甘油磷酸钠的培养基中诱导分化、培养.②观察指标：复合培养第2,4,6,8天后采用MTT法检测细胞增殖情况;复合培养7 d后行钙-钴法成骨细胞染色观察细胞分化情况;培养8 d后应用扫描电子显微镜观察细胞在材料上的生长情况. 结果：MTT法检测出的吸光值随着培养时间的增加而增大（P＜0.05）;经加入特定的成骨诱导体系培养7 d后,附着于材料的骨髓基质干细胞具有典型的成骨细胞形态,经钙-钴法染色后细胞胞浆中可见灰黑色颗粒或块状沉淀的阳性反应,细胞形态也多呈多角形或短矩形;培养8 d后扫描电镜可观察到材料孔隙内有细胞长入. 结论：人骨髓基质干细胞在纳米羟基磷灰石材料上生长良好,提示纳米羟基磷灰石适于骨髓基质干细胞的生长、分化,可作为骨组织工程的细胞外支架材料.     

脂肪干细胞与可吸收明胶海绵的组织相容性

背景：在骨组织工程中寻找优良的种子细胞和支架材料非常重要。目前尚未见脂肪干细胞与可吸收明胶海绵在体外进行复合培养的相关报道。
　　目的：诱导脂肪干细胞成骨细胞后,观察其在可吸收明胶海绵上的黏附、增殖情况以及两者的生物相容性,以期为可吸收明胶海绵作为脂肪干细胞的有效载体进行体内移植提供实验基础。
　　方法：体外培养脂肪干细胞,通过免疫组织化学及流式细胞术对其进行鉴定。取第3代脂肪干细胞对其成骨诱导分化,将其接种于多聚赖氨酸处理后的可吸收明胶海绵,进行扫描电镜观察,观察其在明胶海绵上的黏附、生长情况。
　　结果与结论：兔脂肪干细胞48 h内呈圆形、椭圆形贴壁生长,以后逐渐呈长梭形贴壁生长,阳性表达CD29、CD44,阴性表达CD33、CD34。在加入成骨诱导液培养3 d后,脂肪干细胞可诱导为成骨细胞,将诱导后的成骨细胞与可吸收明胶海绵复合培养,24 h可见85%以上已黏附生长,48 h见成骨细胞伸出伪足,7 d见成骨细胞已呈片状黏附生长并分泌大量细胞基质,10 d可见可吸收明胶海绵已开始吸收、降解。提示脂肪干细胞与可吸收明胶海绵具有良好的组织相容性,可吸收明胶海绵可以作为脂肪干细胞的生物载体。     

壳聚糖支架上骨髓间充质干细胞的浓度及黏附生长

背景：组织工程的研究重点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并良好生长为后期的组织器官重建修复做好基础。目的：对不同浓度兔骨髓间充质干细胞复合至壳聚糖支架用于组织工程再生修复进行评价。方法：取 5×105脱乙酰度为 95%的壳聚糖粉末通过冷冻干燥法制备壳聚糖支架,取 1×106,1×107,1×108,1×109 L-1细胞体积各 100 μL复合至壳聚糖支架后 1,3,5,7,9 d 以光镜,扫描电镜,MTT 法观察骨髓间充质干细胞的生长与分裂增殖情况。结果与结论：壳聚糖海绵状多孔支架为 5 mm×5 mm×3 mm,孔径 190~380 μm,平均孔径 290 μm,孔相通性较好,空隙率为（84.00±4.62）%。细胞/支架共培养 72 h 后各浓度细胞组均可渗入壳聚糖支架多孔结构内黏附生长。1×107,1×108,1× 109 L-1浓度细胞组在支架上成蔟生长,部分细胞与支架融合。结果提示,1×107,1×108L-1组细胞更利于骨髓间充质干细胞在壳聚糖支架的黏附生长,用于组织再生修复。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。     

三维支架中骨髓间充质干细胞及软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞的成软骨效应

背景：软骨修复的关键是种子细胞在三维支架中的定向分化,但细胞放入三维支架中很难有透明软骨表现。目的：考察3种种子骨髓间充质干细胞,软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞在支架中的成软骨特性。方法：抽取羊骨髓,胰酶消化后获得原代骨髓间充质干细胞细胞、软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞,单层培养扩增。取P1骨髓间充质干细胞,P3软骨细胞和P3脂肪源性成熟基质细胞种植入不同比例（10%,20%,50%,80%,100%）的胶原/透明质酸支架中,在无血清培养液中三维培养。2周后,用SO染色和免疫组织化学染色分析,观察硫酸软骨素和Ⅱ型胶原合成情况。结果与结论：种子细胞在三维支架中特定条件下有成软骨效应,骨髓间充质干细胞在含20%透明质酸的胶原/透明质酸支架扩增少于3代有成软骨效应,软骨细胞传代数更高仍然有成软骨效应,但脂肪源性成熟基质细胞成软骨效应能力较弱。结果提示,在同样条件下骨髓间充质干细胞、软骨细胞较脂肪源性成熟基质细胞有更好的成软骨性能。     

结合转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架复合脂肪干细胞修复兔关节软骨缺损料

背景：通过制备肝素化胶原,壳聚糖支架来提高与转化生长因子β1的结合率,将脂肪干细胞种植于该支架材料上后直接种植于体内,可避免体外诱导过程,缩短组织工程构建的时间。 目的：探索结合有转化生长因子β1的肝索化胶原／壳聚糖支架与脂肪干细胞复合修复兔软骨缺损的可行性。 设计、时间及地点：软骨组织工程体外和体内实验相结合的研究,于2007—09／2008—07在南京大学生命科学院和解放军南京军区南京总医院动物试验中心完成。 材料：分离培养兔脂肪间充质干细胞,行体外扩增培养至第3代,达到一定数量后接种于结合有转化生长因子β1的肝素化胶原,壳聚糖支架上得到细胞支架复合物。 方法：取30只新西兰大白兔制备兔膝全层软骨缺损模型。随机选取一侧植入细胞支架复合物（实验组）,其中15只另一侧植入结合有转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架（单纯支架组）,余15只另一侧不做任何处理,作为空白对照。 主要观察指标：于12周取材,从大体和组织学方面观察软骨修复情况。 结果：实验组缺损区大部分被修复,缺损区被软骨组织充填,组织学检查提示形成典型的透明样软骨结构。而单纯支架组多不完全充填,其本为纤维组织状物覆盖,组织学检查未见明显软骨修复。空白对照组无明显修复。 结论：结合有转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架与脂肪干细胞复合能较好修复软骨缺损。     

骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架的生物相容性

背景：骨髓间充质干细胞与细胞载体联合移植治疗中枢神经系统损伤还处于实验研究阶段。目的：评价大鼠骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架的生物相容性,探讨脱细胞脑组织支架作为中枢神经系统组织工程材料的可行性。方法：以全骨髓法分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞,通过物理及化学方法相结合制各脱细胞脑组织支架。将转染携带绿色荧光蛋白基因的骨髓间充质干细胞种植到支架材料上共培养,通过倒置相差显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法观察脱细胞脑组织支架的内部结构及复合支架上细胞的生长状况。结果与结论：制备的脱细胞脑组织支架材料呈三维立体网状结构。骨髓间充质干细胞可在支架上黏附生长,形态良好。大鼠骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架具有良好的生物相容性,有望作为中枢神经系统组织工程的载体材料。     

物理联合化学或化学方法处理去抗原异种松质骨支架与骨髓间充质干细胞的细胞相容性

背景：研究证明去抗原异种松质骨支架具有良好的理化性能和三维立体多孔结构,但应用于临床还需要考虑其安全性和生物相容性。目的：比较物理联合化学及化学方法处理去抗原异种松质骨支架与羊骨髓间充质干细胞的细胞相容性。方法：用梯度密度离心法分离培养羊骨髓间充质干细胞,四甲基偶氮唑盐比色法检测物理联合化学及化学方法处理去抗原异种松质骨支架材料对骨髓间充质干细胞增殖的影响。取第3代骨髓间充质干细胞,接种在两种支架上共同培养,倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在两种支架材料上的形态、黏附、生长和增殖情况。结果与结论：物理联合化学组细胞毒性为0或1级,细胞能在材料上良好地黏附、增殖、生长,细胞活性未受到支架材料的影响。化学组细胞毒性为3级,细胞在材料上生长受到抑制,支架孔隙内无细胞黏附。提示经过物理联合化学处理的去抗原异种松质骨支架材料与羊骨髓间充质干细胞具有良好的生物相容性;单纯经过化学处理的支架材料生物相容性较差,不符合生物材料安全性标准。     

脂肪干细胞与三维支架体内外培养构建的组织工程化气管

背景：气管替代物包括自体组织皮瓣、气管同种异体移植、人工材料支架和无活力组织移植等,但均因为相关严重并发症和获取困难等因素使临床应用遇到很大困难。目的：利用脂肪干细胞与聚乳酸-乙醇酸共聚物（poly-D,L-lactio-co-glycolicacid,PLGA）、聚三亚甲基碳酸酯（poly（trimethylenecarbonate）,PTMC）共聚物支架构建组织工程化气管支架模型。方法：组织块法原代分离培养SD大鼠脂肪干细胞,脂肪干细胞行流式细胞术及多向分化能力鉴定,分别种植于PLGA-PTMC支架,经体内体外培养后行免疫组织化学及扫描电镜观察。结果与结论：大鼠脂肪干细胞接种于支架后,呈球形,伸展出伪足,均匀贴附PLGA-PTMC支架,细胞间相互融合成团;经体内培养后,新生毛细血管丰富。PLGA-PTMC支架具有良好的生物相容性,无细胞毒性,其多孔的三维立体状结构适合脂肪干细胞黏附生长。经体内、体外培养得到组织工程化气管模型,新生血管丰富,可以作为有效的气管替代物。     

壳聚糖支架上骨髓间充质干细胞的浓度及黏附生长

背景:组织工程的研究重点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并良好生长为后期的组织器官重建修复做好基础。目的:对不同浓度兔骨髓间充质干细胞复合至壳聚糖支架用于组织工程再生修复进行评价。方法:取 5×105脱乙酰度为 95%的壳聚糖粉末通过冷冻干燥法制备壳聚糖支架,取 1×106,1×107,1×108,1×109 L-1细胞体积各 100 μL复合至壳聚糖支架后 1,3,5,7,9 d 以光镜,扫描电镜,MTT 法观察骨髓间充质干细胞的生长与分裂增殖情况。结果与结论:壳聚糖海绵状多孔支架为 5 mm×5 mm×3 mm,孔径 190~380 μm,平均孔径 290 μm,孔相通性较好,空隙率为(84.00±4.62)%。细胞/支架共培养 72 h 后各浓度细胞组均可渗入壳聚糖支架多孔结构内黏附生长。1×107,1×108,1× 109 L-1浓度细胞组在支架上成蔟生长,部分细胞与支架融合。结果提示,1×107,1×108L-1组细胞更利于骨髓间充质干细胞在壳聚糖支架的黏附生长,用于组织再生修复。     

体外构建组织工程骨-软骨复合组织

背景：设计一体化、具有过渡结构的双层支架材料,复合软骨细胞、骨髓间充质细胞,有利于新生的骨与软骨组织之间形成良好界面。目的：模仿自然骨一软骨基质构建复合支架,以软骨细胞和骨髓间充质干细胞为种子细胞,体外观察复合组织的成软骨及成骨能力。方法：制备明胶一硫酸软骨素一透明质酸及明胶一陶瓷化骨多孔复合支架,构建自然骨一软骨基质复合支架,复合兔软骨细胞与骨髓间充质干细胞,分未成骨诱导与成骨诱导两组培养,并进行MTT、糖胺多糖含量、碱性磷酸酶活性检测,以及苏木精一伊红染色检测。结果与结论：未成骨诱导与成骨诱导两组骨髓间充质干细胞增殖及糖胺多糖含量差异无显著性意义。未成骨诱导组碱性磷酸酶活性缓慢上升,成骨诱导组诱导后碱性磷酸酶活性迅速上升,14d时达到稳定状态。两组苏木精一伊红染色结果无明显区别,均已形成含有双层组织的类似骨一软骨样组织,其间可见未降解支架形态,但由于基质形成不完善及支架未完全降解,此种结构不成熟,细胞分布不均匀,支架内部可见散在无细胞区域。证实采用两种细胞与双层结构的支架经体外分层复合能够形成组织工程骨软骨复合组织。     

兔脂肪干细胞体外构建组织工程软骨:负载胰岛素样生长因子1基因的作用

背景:前期研究证实在二维培养条件下,转染胰岛素样生长因子1基因能够明显促进脂肪间充质干细胞的增殖.目的:在前期研究基础上,利用壳聚糖明胶复合物为立体培养的载体,观察三维立体培养条件下胰岛索样生长因子1基因转染对兔脂肪间充质干细胞增殖能力的影响,体外初步构建组织工程软骨.方法:分离、培养成年新西兰大耳白兔脂肪间充质干细胞,构建稳定表达pcDNA3.1-IGF-1的细胞株,鉴定后接种于壳聚糖三维支架材料上,分组培养:空白对照组接种未转染基因的脂肪间充质干细胞,空载体组接种胰岛素样生长因子1诱导条件下培养的脂肪间充质干细胞,基因转染组接种稳定转染胰岛素样生长因子1基因的脂肪间充质干细胞,培养1周.扫描电镜观察各组细胞形态,MTT法绘制细胞增殖曲线,CM-DiL荧光标记后观察细胞增殖比率及细胞分布,DMMB法测定糖胺聚糖含量.结果与结论:成功构建稳定表达pcDNA3.1-IGF-1的细胞株,转染后的细胞株在mRNA水平上获得胰岛素样生长因子1的表达,并成功翻译为蛋白.扫描电镜示各组细胞在支架上贴附、伸展良好,基因转染组细胞生长最为旺盛.MTT及GAG检测结果提示,基因转染组增殖能力最强、糖胺聚糖最高(P<0.01),荧光标记显示细胞分布均匀,存活率高(P<0.05).提示胰岛素样生长因子1基因转染联合三维立体培养能够有效促进兔脂肪间充质干细胞的增殖和软骨细胞外基质糖胺聚糖的分泌.