自体骨髓干细胞联合不同支架材料移植治疗四肢长骨骨不连

自体骨髓干细胞(BMSCs)是组织工程中重要的种子细胞.种子细胞与支架材料的黏附是细胞种植的关键,目前尚无大规模临床实验应用骨髓干细胞及不同支架材料移植治疗骨不连.我院子2006年6月至2011年3月以经体外成骨诱导的自体骨髓干细胞为种子细胞,联合不同支架材料移植治疗骨不连,观察骨髓干细胞及不同支架材料移植的治疗效果.     

转基因技术在骨组织工程修复骨缺损中的应用

长期以来,自体骨移植被广泛应用于临床治疗骨缺损。自体松质骨移植可以提供骨自然愈合过程所需的各种要素：成骨干细胞、骨传导基质、一系列骨生长因子,因而成为衡量骨移植替代物的金标准,但存在骨源量小等种种缺点犤１,２,３犦。众多实验已证明：组织工程化骨包含自体松质骨的基本要素,组织工程化骨能够较好地修复骨缺损。组织工程学原则提供了骨组织修复的一种策略,骨组织工程常用的种子细胞有骨髓基质干细胞、骨膜细胞等等犤４,１８犦,常用的支架分生物类和人工合成类,包括明胶海绵、PLGA多聚体、脱钙骨、陶瓷、珊瑚、磷酸钙…     

组织工程化骨修复胸壁缺损的实验研究

目的　探索利用组织工程化骨修复胸壁缺损的可行性。方法　实验借助组织工程的基本原理和方法 ,利用猪骨脱细胞基质作为可降解支架材料 ,同时体外扩增自体骨髓间质干细胞作为种子细胞 ,体外构建组织工程化骨组织修复实验用北格犬双侧胸壁各 5cm× 5cm缺损 ,同时在构建的组织工程化骨组织中设计“辅助灌流系统” ,定时注入DMEM培养液、BMP等细胞因子和自体骨髓间质干细胞 ,即保证组织工程化骨中细胞早期营养 ,又维持了局部成骨微环境 ,并同时保证了种子细胞来源。结果　 5只实验动物胸廓未见反常呼吸 ,病理切片证明局部骨组织形成 ;单纯材料对照组可降解支架材料基本吸收 ,伴纤维组织形成。结论　组织工程化骨具有良好的生物相容性 ,并具有一定的强度 ,可防止反常呼吸 ,是一种理想的胸壁缺损修复材料     

骨形态发生蛋白在骨组织工程中的应用

组织工程通过种子细胞、支架材料和细胞外基质复合生长而产生新的组织器官,作为细胞外基质之一的生物活性蛋白因子是其重要组成部分,是骨组织工程达到最佳构建的重要因素,同种子细胞、支架材料及其他细胞生长因子密切相关.目前各种生物活性蛋白因子中骨形态发生蛋白(BMP)是应用于骨组织工程最多的生物活性因子,而BMP-2和BMP-7又是其中最为常用的,通过基因技术将BMP基因转染到种子细胞内持续发挥作用是其应用的主要趋势.另外,与支架材料及其他生物活性因子的相互作用,也使其成功地应用于骨组织工程的多个方面.     

自体骨髓基质干细胞在齿槽裂骨缺损修复中的应用

目的探讨人自体骨髓基质干细胞（human bone marrow stromal cells，hBMSCs）在治疗齿槽裂骨缺损中的可行性。方法2002至2005年，选择齿槽裂骨缺损患者7例（单侧6例，双侧1例），以患者自体骨髓基质干细胞为种子细胞，部分脱钙骨（partly demineralized bone matrix，pDBM）为支架材料构建组织工程骨，治疗齿槽裂骨缺损。从患者髂前上棘穿刺取骨髓，密度梯度离心法分离hBMSCs，经体外成骨诱导和扩增至第3代。将诱导的hBMSCs，复合部分脱钙骨体外培养1周后，手术回植骨缺损区。分别于术后1、3、6、12、24、36个月进行临床外形和三维CT检查随访。结果6例患者头部三维CT检查，结果示术后3个月能形成组织工程化骨，并修复骨组织缺损。术后1～3年的随访表明组织工程骨稳定存在，无明显骨吸收现象，临床治疗效果稳定。1例患者（双侧齿槽裂）植入物外露感染。结论以自体hBMSCs为种子细胞，部分脱钙骨为支架材料，利用组织工程技术可在人体内形成稳定的组织工程化骨组织，并临床修复齿槽裂骨缺损。     

小肠粘膜下层复合成骨诱导的骨髓基质干细胞体内成骨的实验研究

目的探讨利用组织工程方法,以小肠粘膜下层为支架材料复合成骨诱导后的骨髓基质干细胞构建骨组织的可行性。方法将取自兔骨髓中的骨髓基质干细胞经成骨诱导液诱导后,与经处理的猪小肠粘膜下层在体外共培养。1周后,将共培养的猪小肠粘膜下层埋置于无胸腺裸鼠皮下。分别在不同时间进行扫描电镜、透射电镜、组织学和免疫组织化学观察。结果体外培养时,见细胞与材料粘附良好,且分泌大量的细胞外基质,细胞分化、增殖活跃。大体观察植入体内的细胞-材料复合物,见颜色变白,组织硬度增加,组织学和电镜观察见有大量骨组织形成。免疫组化示细胞为具有分泌特异性骨钙蛋白的成骨细胞。结论骨髓基质干细胞经成骨诱导为成骨细胞后与小肠粘膜下层共培养,植入裸鼠体内后可形成骨组织,小肠粘膜下层是一种良好的骨组织工程支架材料。     

骨发生相关因子基因转导在骨组织工程中的研究进展

自1965年Urist报道用脱钙骨基质植入肌肉诱导基质细胞分化形成新骨以来，骨组织工程得到迅速发展，组织工程组织的构建设计也日趋成熟，支架材料与种子细胞加生长因子被认为是组织工程中的3大经典要素组合，是骨组织工程的研究热点之一。但生长因子单纯同支架材料与种子细胞复合修复组织缺损存在易受血液稀释、酶解，释放时间及浓度不易控制等缺陷。     

骨髓基质干细胞成骨的研究进展

组织工程学是生命科学中新兴学科，是生物医学工程领域的一个快速发展的新方向。骨组织工程学是骨外科学主要发展方向之一。骨髓基质干细胞有明确的成骨作用，其特点为来源丰富、提取方便、体外扩增迅速、易于成骨诱导、可导入标记性或治疗性基因，因此认为骨髓基质干细胞是骨组织工程学中理想的种子细胞。本文就骨髓基质干细胞成骨进展作一综述。     

新型双相陶瓷材料复合成骨细胞构建人工骨及其体内成骨的观察

目的 观察骨髓来源的成骨细胞与新型双相陶瓷材料复合培养后细胞生长状况及其体内异位成骨能力。方法 将来源于兔骨髓的成骨细胞与新法制备的HA/TCP共培养2周,通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况;然后将复合物自体异位植入体内,6周后观察体内成骨情况。结果 扫描电镜显示材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长,有良好增殖活动性和稳定细胞表型,材料中心区未见细胞生长;植入体内6周后取材见内植物有新骨形成、多位于内植物表面,可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构。结论 新型双相陶瓷支架可用作组织工程骨的细胞外基质材料,骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞。     

骨组织工程相关研究新进展

目的对近年来骨组织工程相关研究的新进展进行综述。方法查阅近年来国内外骨组织工程研究的相关文献,总结其最新进展。结果近年来,骨组织工程取得了长足进步,多家单位已成功将其应用于临床,国家卫生部也制订了相关管理规范。在种子细胞领域,多采用自体成体干细胞和异体细胞,胚胎干细胞及自体体细胞来源的诱导多能干细胞成为目前的研究热点。支架材料方面,由天然提取成分构建的材料发展为人工合成的高分子材料;由单一的支架材料发展成复合材料、表面修饰材料。在组织构建方面,既往多采用细胞悬液滴入支架材料的静置接种法,生物反应器为细胞组织的体外培养提供了稳定的微环境,可满足不同组织培养所需的条件,为组织构建和体外培养提供了新选择。结论以上进步推动了骨组织工程的快速发展,不久的将来有望研制出一系列组织工程骨医疗产品造福于广大患者。     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

3D打印PLA-HA复合材料构建组织工程骨的实验研究

目的探讨并观察3D打印聚乳酸(PLA)-羟基磷灰石(HA)复合支架材料在体内成骨的可行性。方法将骨髓基质细胞与3D打印PLA-HA复合材料进行体外复合培养,通过扫描电镜观察细胞在支架材料上的生长黏附情况。选择成年新西兰大白兔单侧胫骨内侧建立体内生物反应器模型,分离隐动、静脉血管束,并剥离胫骨内侧骨膜,将游离的动静脉血管束完全穿越支架材料内部并固定于胫骨骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为实验组;单纯将复合骨髓基质细胞的3D打印PLA-HA复合材料回植于胫骨内侧骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为对照组。术后6周取材,分别采用聚合酶链式反应(PCR)检测骨分化相关基因,并进行显微CT三维重建及骨形态计量分析、HE染色组织学观察。结果骨髓基质细胞能在3D打印PLA-HA复合材料上黏附生长。定量PCR检测成骨分化基因OPN及COLⅠ的表达,结果显示实验组OPN及COLⅠ相对表达量分别为8.0333±0.5820和7.5452±0.5608;对照组OPN及COLⅠ相对表达量分别为5.7248±0.9975和4.0173±0.2654,差异有统计学意义(P0.05)。显微CT扫描显示,实验组新生骨组织体积及骨小梁相对数目较对照组高,且差异有统计学意义(P0.05)。组织学观察可见实验组有新生骨组织形成,部分新生骨组织为编织骨,骨细胞体积大、数量多,呈编织状排列,骨细胞分化成熟;对照组可见部分新生骨样组织形成,骨细胞分化较成熟。结论以骨髓基质细胞为种子细胞,3D打印PLA-HA复合材料为支架,复合隐动、静脉血管束及自体骨膜,在体内能构建出功能相对完善的组织工程骨;3D打印PLA-HA复合材料可作为骨组织工程中支架材料。     

新型双相陶瓷材料复合成骨细胞构建人工骨及其体内成骨的观察

目的 观察骨髓来源的成骨细胞与新型双相陶瓷材料复合培养后细胞生长状况及其体内异位成骨能力。方法 将来源于兔骨髓的成骨细胞与新法制备的HA／TCP共培养2周，通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况；然后将复合物自体异位植入体内，6周后观察体内成骨情况。结果 扫描电镜显示材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长，有良好增殖活动性和稳定细胞表型，材料中心区未见细胞生长；植入体内6周后取材见内植物有新骨形成、多位于内植物表面，可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构。结论 新型双相陶瓷支架可用作组织工程骨的细胞外基质材料，骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞。     

骨组织工程种子细胞研究进展

临床遇到骨缺损、骨折不愈合(骨不连)等常见疾病时的基本治疗思路是通过骨移植进行修复,而选择最佳的骨移植材料是临床医生必须考虑的问题.传统的骨移植材料主要包括自体骨、异体骨、人工骨等,其中最有前景的当数组织工程骨.组织工程骨,是指运用骨组织工程技术所构建的人工骨.骨组织工程的核心内容是种子细胞、可供种子细胞进行生命活动的支架、种子细胞与支架间的相互作用.其中,又以种子细胞的选择及其成骨调节最为关键.笔者将对此进行简单梳理,希望为临床进一步明确研究方向和重点提供一点线索.     

骨组织工程支架材料用于脊柱后外侧融合术研究进展

自体骨移植是脊柱融合术的金标准,然而将自体骨作为移植物存在不少缺陷及并发症,所以骨组织工程支架材料逐渐成为研究热点。早期研究主要集中于钙磷陶瓷和生物活性玻璃等无机材料、聚乳酸等人工合成高分子材料及胶原等生物材料,这些材料均有一定的成骨及融合效果。研究发现,使用特定工艺将有机材料与无机材料结合制成的复合材料各方面属性均更接近正常骨组织,配合基质干细胞和各类生长因子,能达到或超过自体骨移植所获得的融合效果。该文就近年来骨组织工程支架材料用于脊柱后外侧融合术研究进展作一综述。     

骨髓基质细胞向成骨细胞诱导分化的研究进展

骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSC)是位于骨髓中的一种干细胞,因在体外经适当的培养条件可以向成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、成肌细胞等多种间充质来源的组织细胞分化,又被称为间充质干细胞(mesenchymal stem cell).骨髓基质细胞位于骨髓,具有取材方便,易于体外扩增,自体移植无免疫排斥性等优点,是骨组织工程中种子细胞的理想来源.骨髓基质细胞,其向成骨细胞的定向诱导分化将是关键的一步.笔者就骨髓基质细胞向成骨细胞诱导分化有关影响因素的研究进展作一综述.     

人骨形成蛋白7基因修饰的兔骨髓基质干细胞异位成骨实验

[目的]通过人骨形成蛋白7(human bone morphogenetic protein 7,BMP7)基因修饰的兔骨髓基质干细胞(m esenchymal stem cells,MSCs)与聚乳酸-羟基乙酸(polycleclide-co-plycoclide,PLGA)支架复合,进行自体皮下异位成骨实验,探索BMP-7基因治疗与组织工程技术相结合的可行性。[方法]PLGA与腺病毒Ad-BMP-7感染后的兔MSCs共培养,电镜观察了解细胞在PLGA上黏附、生长和合成分泌骨基质成分的情况;将转染基因的细胞和未转染基因的细胞分别与PLGA支架复合,构建组织工程化骨并植入体内,通过组织观察新骨形成情况。[结果]制备得到的PLGA为疏松多孔的网格样结构,具有一定的韧性和强度。将腺病毒感染的骨髓基质干细胞接种于修剪成一定形状的PLGA上,经电镜观察可见细胞贴附于材料表面和孔隙内并增殖。异位成骨实验证实空白对照PLGA孔隙内无新骨形成,对照细胞组内有部分新生骨形成,而Ad-BMP-7实验组形成的新生骨组织面积更大(P<0.05)。[结论]应用hBMP-7基因修饰的MSCs作为骨组织工程的种子细胞,可望取得更强的成骨能力。     

组织工程肋骨移植修复胸壁巨大缺损

目的　应用组织工程技术构建的肋骨和带蒂皮瓣移位修复 1例 2 5岁女性患者胸壁巨大韧带样纤维瘤切除后 ,合并软组织、肋骨缺损的早期效果。方法　经髂骨穿刺抽取骨髓组织 ,按 Houghton法分离培养骨髓基质干细胞 ,经定向诱导分化为成骨样细胞 ;用同种异体肋骨经去细胞、去抗原、部分脱钙和冻干处理 ,制成保存天然框架的生物衍生骨支架 ,将 5× 10 6 /ml骨髓基质干细胞与骨支架材料联合培养 6天 ;待完整切除肿瘤后 ,用膈肌瓣修复胸膜腔 ,组织工程肋骨修复 3根肋骨 ,同侧带蒂侧腹壁皮瓣移位修复胸壁软组织缺损。结果　手术经过顺利 ,伤口 期愈合。术后 3个月随访 ,植入组织工程肋骨在体内逐渐发育成成熟肋骨 ,心肺功能显著改善。结论　应用自体骨髓基质干细胞构建的组织工程肋骨在个体化治疗中显示了优越性。     

骨髓基质成骨细胞复合支架材料构建组织工程性肌骨瓣的实验研究

目的探索用羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/TCP)的支架材料与成骨细胞复合构成组织工程性肌骨瓣修复骨缺损的能力.方法自2004年12月至2005年5月,于新西兰大耳白兔髂后上棘抽取骨髓基质干细胞并诱导分化为成骨细胞,然后与HA/TCP结合,共培养2周,通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况,最后将复合物埋入兔的背阔肌下构成组织工程性肌骨瓣.术后6周进行大体解剖观察,HE染色,研究组织工程性肌骨瓣的生长情况.结果扫描电镜显示支架材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长,有良好的增殖活动性和稳定细胞表型,材料中心区未见细胞生长,植入体内6周后取材见内植物有新骨形成,多位于内植物表面,可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构.结论骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞,此种组织工程性肌骨瓣生长良好,可成功构建组织工程化骨.     

组织工程研究与开发进展

目的　从材料科学角度出发 ,探讨组织工程修复和重建组织缺损的方法 :如骨髓基质干细胞 (MSCs)、生长因子、基因治疗及组织工程等。方法　重点查阅近期有关组织工程发展动向的文献 ,介绍组织工程技术进展。结果　组织工程应解决分子支架的设计与制备、组织血管化和细胞在支架上进行体外动态培养问题。结论　生物材料在组织工程中发挥重要作用 ,它们能用作骨髓基质干细胞、生长因子释放载体、细胞在生物反应器中的培养支架和表达生长因子的基因释放载体