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。关键词：羟基磷灰石/聚酰胺66;人脐带间充质干细胞;细胞培养;骨组织工程;支架;生物相容性 缩略语注释：nHA/PA66：nano-hydroxyapatite crystals and pnolyamide 66,羟基磷灰石/聚酰胺66;hUCMSCs：human umbilical cord mesenchymal stem cells,人脐带间充质干细胞 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.16.019     

透明质酸钠可作为成骨诱导后骨髓间充质干细胞的载体

目的:研究透明质酸钠作为组织工程骨支架的可行性.方法:体外培养兔骨髓间充质干细胞(MSCs),在成骨诱导剂地塞米松等的诱导下,向成骨细胞转化,并使之与透明质酸钠凝胶复合,通过倒置相差显微镜和扫描电子显微镜观察细胞贴附情况.结果:地塞米松等诱导组细胞形态向类成骨细胞转化,碱性磷酸酶表达明显增高,并表达Ⅰ型胶原.体外复合培养10 h,成骨细胞即开始于透明质酸钠凝胶中伸展生长,复合培养7 d,成骨细胞在凝胶中分化增殖,分泌细胞外基质.结论:适当浓度成骨诱导剂可成功地将兔MSCs向成骨细胞诱导,透明质酸钠是骨组织工程的良好载体.     

改进型纤维蛋白凝胶种植技术在组织工程骨体外构建中的应用

目的探讨纤维蛋白凝胶种植技术在组织工程骨体外构建中的应用,从而改善目前常规构建技术的缺陷。方法首先采用逆转录病毒pLEGFP-N1对人骨髓间充质干细胞进行荧光蛋白标记,经成骨诱导培养作为种子细胞,然后分别应用纤维蛋白凝胶种植技术(A组)和沉淀种植技术(B组),体外构建细胞-材料复合体,通过倒置荧光显微镜和扫描电镜等观测种子细胞在支架材料内的分布与数量。结果逆转录病毒载体pLEGFP-N1成功标记骨髓间充质干细胞,并应用于工程化组织体外构建的示踪;A组细胞在材料内分布更均匀、数量更多,构建第2天细胞数量为(6.83±0.15)×105/个复合体,而B组细胞为(3.28±0.18)×105/个复合体,两组数据有非常显著统计学意义(P<0.01)。结论纤维蛋白凝胶种植技术简单易行,不仅改善种子细胞在骨支架材料内的分布,而且提高细胞种植效率,为体外高效构建组织工程骨创造了条件。     

体外构建新型骨组织工程三维复合体

体外实现兔脂肪干细胞(rADSCs)、利福喷丁聚乳酸缓释微球及羟基磷灰石/β-磷酸三钙(HA/β-TCP)的三维复合,构建既能抗结核又能填补、促进骨缺损的新型骨组织工程复合体。以HA/β-TCP为支架材料,通过缓慢滴加细胞型方式,将复乳溶媒挥发法制备的利福喷丁聚乳和定性分化诱导的rADSCs(茜红染色表征)体外制得新型骨组织工程三维复合体,并对其进行显微结构及药物缓释表征。结果表明,载药利福喷丁聚乳酸缓释微球大部分分布在18~28 μm,载药利福喷丁聚乳酸缓释微球在一定浓度下不影响rADSCs的分化诱导,层状膜形分布的成骨诱导后rADSCs牢固包绕利福喷丁聚乳酸缓释微球,分布在HA/β-TCP上,载药支架材料有着良好的药物缓释,体外维持最低抑菌浓度长达46 d。新型骨组织工程的三维骨组织工程复合体具有缓慢、持续的释药特性,且具有具有成骨活性。     

脂肪间充质干细胞分化为内皮细胞并体外构建组织工程心脏瓣膜

背景：组织工程心脏瓣膜是利用组织工程技术将种子细胞种植于瓣膜支架上所构建的一种人工瓣膜,目前国内外研究主要集中于种子细胞来源及支架选择上。 目的：探讨人脂肪间充质干细胞体外向内皮细胞诱导分化后的细胞作为种子细胞,脱细胞猪主动脉瓣膜作为支架体外构建组织工程心脏瓣膜的可行性。 方法：利用吸脂术采集脂肪组织,分离、培养脂肪间充质干细胞,流式细胞仪鉴定细胞表型;免疫细胞化学方法及RT-PCR检测细胞分化标志物;应用Triton X-100联合胰蛋白酶的方法制备脱细胞猪主动脉瓣支架,将体外培养扩增的诱导分化后的内皮细胞种植于支架上构建组织工程心脏瓣膜,光镜及电镜下观察组织工程心脏瓣膜的组织学结构。 结果与结论：脂肪组织分离培养的脂肪间充质干细胞向内皮细胞诱导分化后表达CD31、CD34、CD144、Ⅷ因子和内皮型一氧化氮合成酶等内皮细胞特异性抗原;脱细胞猪主动脉瓣膜支架脱细胞完全,弹力纤维及胶原纤维保持完整;构建的组织工程心脏瓣膜可见支架上排列连续的单细胞层。提示脂肪间充质干细胞在体外向内皮细胞诱导分化后已初步具有内皮细胞功能,在脱细胞猪主动脉瓣膜支架上生长良好,可以在体外初步构建组织工程心脏瓣膜。     

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。     

兔脂肪源性干细胞的成骨诱导及其与异种松质骨的生物相容性研究

探讨异种松质骨作为支架材料的前景,并观察其与成骨诱导前后脂肪源性干细胞的生物相容性。取兔脂肪源性干细胞,诱导成骨并检测。将诱导成骨和未诱导的脂肪源性干细胞接种至松质骨支架上。扫描电镜观察,并计算细胞24 h的贴壁率。将细胞-支架复合物及单纯支架分别植入家兔皮下,10天后处死取材,HE染色行组织学分析。结果表明:兔脂肪源性干细胞在体外诱导培养后,碱性磷酸酶含量升高,诱导2周后茜素红染色阳性,提示脂肪源性干细胞向成骨方向分化。扫描电镜观察显示:诱导成骨和未诱导的脂肪源性干细胞均能与异种松质骨支架材料复合良好,二者24 h的贴壁率差别无统计学意义。由此说明:脂肪源性干细胞能够在体外诱导成骨,且异种松质骨支架材料与其有良好的生物相容性,提示脂肪源性干细胞能够作为骨组织工程的种子细胞,同时也提示异种松质骨能够作为支架材料用于骨组织工程研究。     

脂肪干细胞和生物支架应用于牙槽骨修复

背景：各种生理或病理因素导致的牙槽骨的吸收、缺损是口腔临床医学中的常见问题,但目前较常用的修复缺损牙槽骨的方法不能完全满足临床需要。骨组织工程的出现成为修复骨缺损的研究热点。  目的：就脂肪干细胞的来源和应用价值、生物支架的种类及特性、生物支架对种子细胞的影响及脂肪干细胞复合支架用于动物实验的研究等方面作一总结。 方法：应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1995年1月至2013年4月关于脂肪干细胞、生物支架及骨修复的文章,在标题和摘要中以“脂肪干细胞,分化、增殖和成骨生物支架,牙槽骨,骨组织工程”或“Adipose stem cells,Differentiation、proliferation and Osteogenesis,Biological scaffold,alveolar bone,bone tissue engineering”为检索词进行检索。选择文章内容与脂肪干细胞和生物支架应用于修复骨缺损有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到163篇文献,根据纳入标准选择关于脂肪干细胞和生物支架应用于修复骨缺损的40篇文献进行综述。 结果与结论：脂肪干细胞具有与骨髓基质干细胞相似的分化潜能,因其来源广、易采集、易培养低衰老,成骨分化好和风险小等特点被广泛关注,尤其和生物支架应用于骨修复表现出更好的成骨效果。随着有关各科学的发展牙槽骨缺损的修复有关问题都可以解决,脂肪干细胞和生物支架构建工程骨将是实现真正意义上牙槽骨再生的发展趋势且具有良好的发展前景。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

新型纳米化仿生骨基质与羊脂肪基质细胞复合培养的生物相容性**☆

背景：仿生策略研制骨组织生物支架已成为当今研发生物替代品的关键环节,如何模仿天然骨的成分和结构特征以适应细胞生长是仿生研制骨基质的重要内容。 目的：观察纳米级β-磷酸三钙/壳聚糖/聚己内酯(nβ-TCP-CS-PCL)的细胞及组织相容性,评估其生物安全性。 方法：基于三维图像重建辅助研制纳米化仿生骨基质,羊自体脂肪基质细胞分离和成骨诱导培养,进行复合培养：实验组：nβ-TCP-CS-PCL+凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞;对照组：凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞。 结果与结论：实验组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富,细胞增殖活力、碱性磷酸酶及骨钙素水平均高于对照组(P < 0.05),新骨发育趋于成熟,未见炎性反应。提示纳米级nβ-TCP-CS-PCL具备良好的生物相容性,是一种理想的骨组织工程支架。     

脱细胞异体真皮基质与人脂肪干细胞的生物相容性

背景：脱细胞异体真皮基质具有优良的生物相容性和组织细胞诱导功能。 目的：评价人脂肪干细胞与脱细胞异体真皮基质的生物相容性。 方法：取健康成年人吸脂术后的脂肪组织分离脂肪干细胞,并行原代与传代培养,传至第3代,将细胞与脱细胞异体真皮基质联合体外培养3,7 d,倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在支架材料上的黏附、生长及增殖情况,并计算细胞在材料上的黏附率;XTT比色法检测细胞的生长增殖情况。 结果与结论：脂肪干细胞在支架材料上分布均匀,24 h内细胞开始伸展、黏附,二三天完全伸展变形,以梭形为主,呈网状排列;随着培养时间延长,支架上的细胞逐渐增多;人脂肪干细胞细胞与脱细胞异体真皮基质混合培养后平均黏附率为95.03%,并保持正常的生长增殖速度,表明支架对细胞具有良好的黏附性;脱细胞异体真皮基质材料与人脂肪干细胞复合后相容性良好。     

Chondrogenesis from human placenta-derived mesenchymal stem cells in three-dimensional scaffolds for cartilage tissue engineering

Human placenta-derived mesenchymal stem cells (hPMSCs) represent a promising source of stem cells. The application of hPMSCs in cartilage tissue engineering, however, was less reported. In this study, hPMSCs were grown in a three-dimensional (3D) environment for cartilage tissue formation in vitro. To select proper scaffolds for 3D culture of mesenchymal stem cells (MSCs), rat adipose-derived MSCs were initially employed to optimize the composition and condition of the 3D environment. The suitability of a poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) precision scaffold previously developed for seeding and culture of primary chondrocytes was tested for MSCs. It was established that MSCs had to be embedded in alginate gel before seeded in the PLGA precision scaffold for cartilage-like tissue formation. The inclusion of nano-sized calcium-deficient hydroxyapatite (nCDHA) and/or a recombinant protein containing arginine-glycine-aspartate (RGD) into the alginate gel enhanced the chondrogenesis for both rat adipose-derived MSCs and hPMSCs. The amount of extracellular matrix such as glycosaminoglycan and type II collagen accumulated during a period of 21 days was found to be the greatest for hPMSCs embedded in the alginate/nCDHA/RGD gel and injected and cultivated in the precision scaffold. Also, histological analyses revealed the lacunae formation and extracellular matrix production from the seeded hPMSCs. Comparing human bone marrow-derived MSCs (hBMSCs) and hPMSCs grown in the previous composite scaffolds, the secretion of glycosaminoglycan was twice as higher for hPMSCs as that for hBMSCs. It was concluded that the alginate/nCDHA/RGD mixed gel in the aforementioned system could provide a 3D environment for the chondrogenesis of hPMSCs, and the PLGA precision scaffold could provide the dimensional stability of the whole construct. This study also suggested that hPMSCs, when grown in a suitable scaffold, may be a good source of stem cells for building up the tissue-engineered cartilage.     

脂肪干细胞与Bio-oss支架构建组织工程骨治疗种植体周围骨缺损

背景：目前治疗种植体周围炎的方法主要有手术治疗、激光治疗、超声洁治加局部用药单独或联合治疗等,但并未完全达到理想的治疗效果。 目的：探讨由骨形态发生蛋白修饰的脂肪干细胞与Bio-oss支架构建组织工程骨治疗种植体周围炎性骨缺损的可行性。 方法：应用计算机检索1988年1月至2011年12月Pubmed数据库相关文章,检索词为“adipose-derived stem cells、tissue engineering”,并限定文章语言种类为英文。同时计算机检索2005年1月至2011年12月CNKI数据库相关文章,检索词为“脂肪干细胞、种植体周围炎”,并限定文章语言种类为中文。共检索到文献56篇。 结果与结论：利用组织工程原理与方法再生组织的特点和优势,将脂肪干细胞作为理想的种子细胞,骨形态发生蛋白2作为理想的细胞因子与Bio-oss生物材料混合,构成三维环境,Bio-oss晶体内广泛交织的空隙结构,有利于脂肪干细胞的迁移。骨形态发生蛋白2与脂肪干细胞复合,促进控制其分化向骨形成中心募集,并分化为骨系细胞,通过钙盐沉积形成新骨,达到治疗种植体周围骨缺损的目的。     

骨髓间充质细胞复合胶原-壳聚糖材料联合骨搬移修复胫骨缺损：随机对照实验方案

背景：骨髓间充质干细胞发挥成骨作用需要支架材料的辅助,一方面支架材料不仅可将细胞运载至骨缺损区域,另一方面还可作为新骨生长的框架结构。胶原-壳聚糖复合材料是骨组织工程较为理想的支架材料之一,同时其具有骨诱导性,比常规支架材料更优越的成骨能力。骨搬移技术在临床上在修复长段骨缺损方面已得到广泛应用,但也存在成骨慢、外固定时间长、骨不连等缺憾。如何进一步加快骨形成速度,减少并发症发生,已成当前亟待解决的问题。实验假设：骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架移植能提高胫骨缺损骨搬移修复效果。 方法/设计：随机对照动物实验。分为体外和体内实验两部分。体外实验中取月龄一两个月的新西兰大白兔股骨骨髓,提取骨髓间充质干细胞,培养至第3代,将细胞悬液滴于胶原-壳聚糖支架材料,构建骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架。体内实验选用24只三四月龄新西兰大白兔,被随机分配接受如下干预：骨搬移、支架植入、骨搬移联合支架植入。研究的主要观察指标为植入材料与骨缺损界面的生长情况、X射线检测的缺损区骨修复情况、苏木精-伊红染色及扫描电镜观察缺损区成骨情况、免疫组织化学染色检测成骨区Ⅰ型胶原蛋白的表达情况、扫描电子显微镜观察移植材料与宿主骨的界面键合情况、超微结构及新骨的生成。 讨论：实验结果将有助于确定对骨缺损进行骨搬移治疗过程中,应用骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架移植促进骨缺损再生修复效果的可行性。 实验方案获基金支持情况：获辽宁省科学技术计划项目资助(2012225019)。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

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。     

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

文题释义： 生物相容性：是指生命体组织对非活性材料产生的一种性能,一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性。 检测相容性的方法：是将支架材料与种子细胞在体外共培养,检测支架毒性、细胞活性、细胞增殖及细胞与支架的黏附情况等指标,该方法具有客观性强、可重复性强、影响因素相对简单及敏感性高等特点。 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。 ORCID: 0000-0002-8139-1175(佘荣峰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Tissue engineering: strategies, stem cells and scaffolds

Tissue engineering scaffolds are designed to influence the physical, chemical and biological environment surrounding a cell population. In this review we focus on our own work and introduce a range of strategies and materials used for tissue engineering, including the sources of cells suitable for tissue engineering: embryonic stem cells, bone marrow-derived mesenchymal stem cells and cord-derived mesenchymal stem cells. Furthermore, we emphasize the developments in custom scaffold design and manufacture, highlighting laser sintering, supercritical carbon dioxide processing, growth factor incorporation and zoning, plasma modification of scaffold surfaces, and novel multi-use temperature-sensitive injectable materials.     

Immunogenicity in xenogeneic scaffold generation: Antigen removal vs. decellularization

Decades of research have been undertaken towards the goal of tissue engineering using xenogeneic scaffolds. The primary advantages associated with use of xenogeneic tissue-derived scaffolds for in vitro development of replacement tissues and organs stem from the inherent extracellular matrix (ECM) composition and architecture. Native ECM possesses appropriate mechanical properties for physiological function of the biomaterial and signals for cell binding, growth and differentiation. Additionally, xenogeneic tissue is readily available. However, translation of xenogeneic scaffold-derived engineered tissues or organs into clinical therapies requires xenoantigenicity of the material to be adequately addressed prior to implantation. Failure to achieve this goal will result in a graft-specific host immune rejection response, jeopardizing in vivo survival of the resultant scaffold, tissue or organ. This review explores (i) the appropriateness of scaffold acellularity as an outcome measure for assessing reduction of the immunological barriers to the use of xenogeneic scaffolds for tissue engineering applications and (ii) the need for tissue engineers to strive for antigen removal during xenogeneic scaffold generation.     

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。     

Paper-based bioactive scaffolds for stem cell-mediated bone tissue engineering

Bioactive, functional scaffolds are required to improve the regenerative potential of stem cells for tissue reconstruction and functional recovery of damaged tissues. Here, we report a paper-based bioactive scaffold platform for stem cell culture and transplantation for bone reconstruction. The paper scaffolds are surface-engineered by an initiated chemical vapor deposition process for serial coating of a water-repellent and cell-adhesive polymer film, which ensures the long-term stability in cell culture medium and induces efficient cell attachment. The prepared paper scaffolds are compatible with general stem cell culture and manipulation techniques. An optimal paper type is found to provide structural, physical, and mechanical cues to enhance the osteogenic differentiation of human adipose-derived stem cells (hADSCs). A bioactive paper scaffold significantly enhances in vivo bone regeneration of hADSCs in a critical-sized calvarial bone defect. Stacking the paper scaffolds with osteogenically differentiated hADSCs and human endothelial cells resulted in vascularized bone formation in vivo. Our study suggests that paper possesses great potential as a bioactive, functional, and cost-effective scaffold platform for stem cell-mediated bone tissue engineering. To the best of our knowledge, this is the first study reporting the feasibility of a paper material for stem cell application to repair tissue defects.     

In vitro evaluation of chitosan/poly(lactic acid-glycolic acid) sintered microsphere scaffolds for bone tissue engineering

A three-dimensional (3-D) scaffold is one of the major components in many tissue engineering approaches. We developed novel 3-D chitosan/poly(lactic acid-glycolic acid) (PLAGA) composite porous scaffolds by sintering together composite chitosan/PLAGA microspheres for bone tissue engineering applications. Pore sizes, pore volume, and mechanical properties of the scaffolds can be manipulated by controlling fabrication parameters, including sintering temperature and sintering time. The sintered microsphere scaffolds had a total pore volume between 28% and 37% with median pore size in the range 170-200microm. The compressive modulus and compressive strength of the scaffolds are in the range of trabecular bone making them suitable as scaffolds for load-bearing bone tissue engineering. In addition, MC3T3-E1 osteoblast-like cells proliferated well on the composite scaffolds as compared to PLAGA scaffolds. It was also shown that the presence of chitosan on microsphere surfaces increased the alkaline phosphatase activity of the cells cultured on the composite scaffolds and up-regulated gene expression of alkaline phosphatase, osteopontin, and bone sialoprotein.