利用脂肪干细胞构建软骨修复兔膝关节软骨缺损的初步研究

目的 利用兔同种异体软骨脱细胞基质支架和脂肪干细胞体外构建组织工程软骨,探讨其修复关节软骨损伤的可行性.方法 将新西兰大白兔的脂肪干细胞与软骨脱细胞基质支架复合,于软骨细胞方向诱导培养基中培养两周,构建组织工程软骨.兔24只随机分为A、B、C 3组, A组关节软骨缺损处置入经诱导的脂肪源干细胞复合软骨基质支架, B组缺损处只置入软骨基质支架, C组软骨缺损处不做任何处理.分别于术后第12周处死动物,修复处行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化染色和透射电镜检测.结果 A组软骨缺损处被类软骨组织填充,修复区表面光滑;Ⅱ型胶原免疫组化染色和甲苯胺蓝染色阳性;电镜下可见软骨陷窝内有细胞结构存在,且有大量均匀颗粒状细胞分泌基质成分存在,细胞周围大量胶原纤维.B组软骨缺损处为纤维组织状物填充,C组软骨缺损处无修复组织填充.结论 脂肪干细胞与软骨脱细胞基质复合并向软骨诱导后可良好地修复关节软骨缺损,具有替代正常软骨的潜力.     

微粒软骨脱细胞基质复合纤维蛋白凝胶构建软骨组织工程支架材料的研究

目的：应用异体微粒软骨脱细胞基质与纤维蛋白凝胶结合作为可注射性支架材料，进行体内构建良好可塑性和生物特性的组织工程化软骨。方法：制备普通家猪耳廓软骨微粒脱细胞基质，与体外扩增的小型实验猪第二代软骨细胞结合，以纤维蛋白凝胶为支架材料，利用其可注射性回植于实验猪自体腹壁外侧皮下，8周后取财进行大体及组织学检测，并与不合微粒脱细胞软骨基质实验组相比较。结果：培养出的组织工程化软骨组织细胞生长良好，具有分泌软骨基质功能，含微粒脱细胞软骨基质实验组表现出更佳的生物学性能。结论：将异体微粒软骨脱细胞基质与纤维蛋白凝胶结合，可以作为良好的可注射性复合支架材料应用于组织工程化软骨的构建。     

软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架和骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨

[目的]探讨软骨细胞外基质和壳聚糖制备复合多孔支架,同时并对小鼠骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨的可行性进行观察.[方法]以猪关节软骨细胞外基质和壳聚糖为原料,采用冷冻干燥法制备软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架.通过扣描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率,MTT方法检测支架浸提液毒性.将小鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs)分离培养并用TGF-β1成软骨诱导后,与材料复合培养,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况.[结果]软骨细胞外基质/壳聚精复合支架具有疏松多孔结构,孔径大小(159±36)μm,孔隙率为90.5%±2.3%,复合支架中的软骨细胞外基质成分甲苯胺蓝染色、番红O染色均呈阳性,MTT结果显示支架无细胞毒性.诱导的骨髓间充质干细胞在支架表面生长良好.[结论]软骨细胞外基质/壳聚糖复合材料具有合适的孔径和孔隙率,生物相容性良好,是组织工程软骨的良好支架载体.     

可注射性组织工程软骨源性微载体的微观结构及其生物相容性观察

[目的]改进软骨源性微载体的制备方法.对其微观结构特征及其与骨髓间充质细胞的生物相容性进行观察,探索新的可注射性组织工程软骨的制备方法.[方法]将新鲜的猪关节软骨在液体中粉碎,梯度离心后制备成150～300 μm的颗粒,去细胞处理后采用常规组织学方法观察软骨微粒的空间结构及化学组成,采用扫描电镜观察软骨源性微载体的形态特征,随后体外获取扩增骨髓间充质细胞,与软骨微粒复合,然后采用旋转式生物反应器扩增,构建可注射性组织工程软骨细胞.[结果]本研究制备的软骨微粒呈圆形或椭圆形,表面呈毛刷状结构,主要成分是Ⅱ型胶原和GAG,而毛刷的主要成份Ⅱ型胶原、骨髓间充质干细胞不仅与微载体结合良好,还能够在其表面大量扩增.[结论]与传统的微载体不同,软骨源性微载体与细胞复合后,不需要再将细胞消化,避免了软骨细胞外基质的损失,可以作为可注射性组织工程软骨的理想材料和方法.     

利用脂肪干细胞构建组织工程软骨修复兔膝关节软骨缺损

目的探讨以脂肪于细胞（ADSCs）复合脱细胞软骨基质支架构建组织工程软骨修复兔膝关节软骨缺损的效果。方法以人关节软骨脱细胞基质为支架，复合经诱导的兔ADSCs，体外分别经静态培养和生物反应器培养，构建组织工程软骨。对膝全厚关节缺损进行修复，并与单支架组、空白对照组比较，其中空白对照组12个关节，脱细胞软骨支架组16个关节，静态培养细胞支架组24个关节，生物反应器培养细胞支架组8个关节。分别于术后3、6个月对修复关节进行大体、组织学及免疫组化观察。结果实际完成观察的关节数为44个，其中空白对照组9个，脱细胞软骨支架组11个，静态培养细胞支架组18个，生物反应器培养细胞支架组6个。空白对照组全为纤维组织或纤维软骨样修复；单支架组5个关节为未成熟透明软骨，无成熟透明软骨形成；静态培养细胞支架组83．3％为透明软骨，其中3个关节为成熟透明软骨，12个关节为未成熟透明软骨；生物反应器培养细胞支架组100％为透明软骨，其中2个为成熟透明软骨，4个为未成熟透明软骨。Wakitani评分各组差异有统计学意义（P〈0．05）。结论ADSCs复合脱细胞软骨基质支架能良好地修复兔膝关节全厚软骨缺损，应用生物反应器技术有助于构建组织工程软骨，促进软骨缺损的修复。     

关节软骨源性多孔支架复合自体软骨细胞修复兔关节软骨缺损的长期疗效观察

[目的]对关节软骨源性多孔支架复合自体软骨细胞复合体修复兔膝关节软骨缺损的长期效果进行观察和评价。[方法]实验动物新西兰大白兔共10只,分两组:(1)关节软骨源性支架对照组:缺损内置入关节软骨源性支架;(2)关节软骨源性支架复合细胞组:缺损内置入关节软骨源性支架-自体软骨细胞复合体。手术后15个月取材做大体摄像,甲醛固定、10%EDTA脱钙,石蜡切片,采用四种组织化学染色法(HE、奥新兰(AB)、甲苯胺兰(TO)、藩红花"O"染色)和Ⅱ型胶原免疫组化染色,观察修复后的兔关节软骨组织细胞形态特征。[结果]关节软骨源性支架对照组,大体观察关节表面有凹陷。石蜡切片HE染色见未修复缺损处为梭形细胞,纤维软骨,缺损处AB、甲苯胺兰、藩红花"O"染色为阴性,Ⅱ型胶原染色为阳性;关节软骨源性支架复合细胞组,大体见关节软骨表面修复平整、光滑。常规HE染色镜下见软骨全层修复良好,为透明软骨细胞,可见软骨陷窝潮线排列结构。细胞外基质特染:AB、甲苯胺兰、藩红花"O",Ⅱ型胶原特种染色均为阳性。[结论]组织学观察结果发现,关节软骨源性支架组为纤维软骨组织结构,未能完全修复膝关节软骨缺损;而关节软骨源性支架复合细胞组关节软骨缺损修复良好,未见退变,具有软骨组织的特征。     

异种关节软骨脱细胞基质支架的免疫反应研究

[目的]观察异种脱细胞软骨基质支架的免疫排斥反应,探讨其用于组织工程软骨支架的可行性。[方法]分别获取猪和新西兰大白兔的关节软骨,制作成:①猪脱细胞软骨支架;②猪未脱细胞软骨支架;③兔脱细胞软骨支架。将9只新西兰大白兔随机分成三组,分别在兔背部深筋膜与肌膜之间埋入:①异种(猪)脱细胞软骨支架;②异种(猪)未脱细胞软骨支架;③同种(兔)异体的脱细胞软骨支架,术后分组饲养。于术后1、2、4周分别取支架埋藏部位组织,进行普通病理观察及CD4+、CD8+T淋巴细胞免疫组织化学检测,并在术前和术后1周,2周,4周抽取外周血,分离检测血清中对支架产生的抗体的浓度(ELISA法)。[结果]所有新西兰大白兔无不良反应,细胞免疫显示异种(猪)和同种(兔)的脱细胞软骨支架及周围埋藏部位组织无明显淋巴细胞浸润,而异种未脱细胞组支架在埋入第4周时有明显淋巴细胞浸润,体液免疫显示术前后抗体浓度无明显差异(P0.05)。[结论]猪来源的脱细胞软骨支架用于异种移植时无免疫反应,从免疫学方面为异种脱细胞软骨支架的临床应用提供了可行性。     

激光打孔脱细胞基质复合骨髓间充质干细胞构建组织工程气管软骨

目的探索激光打孔脱细胞基质诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)于动物体内构建组织工程气管软骨的可行性。方法应用激光打孔联合脱细胞技术制备激光打孔脱细胞基质(LDTM)作为支架材料。抽取兔骨髓,分离培养BMSCs,接种于LDTM支架后植入兔皮下。体内培养12周后,行大体观察、组织学检测、生物力学及生物化学定量检测。结果细胞均匀分布在激光微孔和支架表面,并且该复合物能够较好地维持原始的管状结构,形成了富有弹性的瓷白色软骨样组织。HE染色可见典型的软骨陷窝出现,说明成熟软骨组织形成。Safranin-O染色证实有蛋白聚糖基质产生。生物力学和生物化学检测显示新生气管组织均接近正常气管组织。结论 LDTM可以促进软骨再生并在动物体内诱导BMSCs构建组织工程气管软骨。     

鹿茸软骨组织脱细胞基质材料的制备及生物相容性研究

目的探讨鹿茸软骨制备脱细胞基质材料的可行性以及生物相容性,为软骨修复重建探索新材料。方法取梅花鹿鹿茸生长中心间充质层,进行由DNA酶、RNA酶、抑肽酶等介导的脱细胞处理;行组织学和DNA含量检测,评价脱细胞效果。取第2代鹿生茸区骨膜(antlerogenic periosteum,AP)细胞,行荧光干细胞标记明确其干细胞特性后,用PKH26荧光标记并与制备的间充质层脱细胞基质进行复合培养;7 d后取材行HE染色观察以及荧光显微镜下观察PKH26标记的AP细胞在基质表面生长情况。以上观测均以未复合AP细胞的脱细胞基质作为对照。将复合培养7 d的样本移植至裸鼠一侧腹股沟(实验组),取空白培养样本移植于另一侧(对照组)。于移植后7、21 d取材行HE染色,同时对组织进行冰冻切片并在荧光显微镜下观察PKH26标记成功的AP细胞在脱细胞基质表面及内部的生长情况,评价含AP细胞的脱细胞基质在裸鼠体内的组织相容性。结果HE和DAPI染色显示脱细胞处理后材料中无细胞残留,DNA含量为(19.367±5.254)ng/mg,较脱细胞处理前的(3 805.500±519.119)ng/mg显著降低(t=12.630,P=0.000),提示成功制备间充质层脱细胞基质。AP细胞与间充质层脱细胞基质复合培养7 d后,AP细胞主要黏附于材料表面,部分进入脱细胞基质内部。植入裸鼠体内后,随观察时间延长,接种AP细胞可以在脱细胞基质材料中增殖并逐渐进入材料内部,并诱导血管生成。结论实验成功制备鹿茸软骨脱细胞基质,该基质材料在离体和活体情况下适于种子细胞(AP细胞)的黏附和增殖,并具有刺激血管生成的功能,为其用于软骨组织修复提供理论依据。     

软骨脱细胞基质支架材料的软骨组织工程实验研究

目的应用软骨脱细胞基质作为支架材料，按照组织工程的原理再生软骨，为修复软骨缺损探索新的途径。方法取新西兰大耳白兔1只，体重2．4kg，按改良Courtman法对兔耳软骨行脱细胞处理后用于实验。选用纯种6月龄新西兰大耳白兔18只，雌雄不限，体重2．4～2．6kg。每只耳形成2处1cm×1cm软骨缺损，按修复方式不同随机分为3组，每组24处缺损。A组，软骨脱细胞基质加软骨膜；B组，软骨脱细胞基质；C组软骨膜，作为对照。术后每日观察兔耳修复区的大体变化，并分别于4、12周每组处死3只动物，于修复区切取标本，行HE染色、藏红花红一奥尔新蓝染色、II型胶原基因探针原位杂交实验。结果术后4周内A、B组大体形态无明显改变；术后12周可见修复区轻度增厚，触摸时质地较正常软骨稍硬。C组术后2周，2只2处修复区形成痂皮，术后5周痂皮脱落形成穿孔。术后4周，A、B组HE染色可见软骨脱细胞基质周边有轻度的炎性细胞浸润，以淋巴细胞为主，未形成包囊，藏红花红．奥尔新蓝染色均阴性；C组软骨缺损处的软骨膜塌陷，无细胞增殖现象；各组修复区均未见II型胶原基因探针原位杂交显色。术后12周，A组HE染色示部分软骨脱细胞基质内有新生细胞，细胞排列不规律，ECM嗜碱性增强，藏红花红-奥尔新蓝染色呈阳性，II型胶原基因原位杂交显色示新生细胞内均有大片棕黄色阳性染色区域；B组HE染色示软骨脱细胞基质无吸收现象，周边无包囊，炎性细胞消失，藏红花红一奥尔新蓝染色呈阴性，未见II型胶原基因原位杂交显色；C组HE染色示近软骨断端处可见部分形成新生组织，藏红花红一奥尔新蓝染色呈阳性，II型胶原基因原位杂交显色可见棕黄色阳性染色细胞。结论脱细胞软骨可诱导软骨膜细胞向其中生长而重建软骨，软骨膜和脱细胞软骨复合移植是软骨组织工程的另一种选择。