正常人成骨细胞系的建立及鉴定

背景：骨细胞的体内研究由于受许多因素的影响而不便于结果分析。分离的骨细胞培养则可获得单一的细胞系,以此来观察各种不同物质或实验手段对细胞的直接效应,可以避免许多干扰因素的影响。 目的：探讨建立可行的、能大量生产人正常成骨细胞培养方法和保存方式。 方法：取引产胎儿四肢皮质骨,彻底刮除皮质骨表面的骨膜及内部的骨髓,并反复冲洗去除残余组织,胰酶、胶原酶消化后,将骨粒平铺于尼龙网上培养,建立正常人成骨细胞系。观察细胞形态及组织学变化;以免疫组织化学方法测定其生成Ⅰ型胶原情况。利用液氮冻存细胞以建立适当的保存方法。选取对数生长良好的细胞进行遗传学特性-染色体的制备。 结果与结论：成骨细胞呈梭形,多突起;细胞核呈卵圆形,偏于一侧;胞体大,胞浆丰富;碱性磷酸酶染色可见胞浆中含有大量的灰黑色颗粒,某些部位染成黑色,定量分析细胞内的碱性磷酸酶、骨钙素水平明显高于成纤维细胞;细胞免疫组织化学染色表明其主要合成Ⅰ型胶原。染色体分析表明,其具有23对染色体,未发现异常染色体,从而证实了其为正常人体来源的细胞,经培养与多次传代后仍保持正常,未发生变异。通过使用对新生骨有特异性的荧光染料四环素进行染色标记,证实了此培养细胞具有成骨能力。证实建立了可靠的正常人成骨细胞系,并能采用液氮冷冻的方式长期保存。经多次传代其遗传性质及生物学特征均未发生变异,复苏后的冻存细胞仍具有稳定的生物学特性。     

有限元技术及其在人工髋关节领域的应用

髋关节具有独特的解剖学特点及复杂的生理功能,在人体直立和活动中发挥重要的作用。针对其正常力学结构和病损修复后的生物力学研究为临床所重视。而鉴于其结构的复杂性,在体的力学研究存在很大困难,多数实验是通过动物模型来完成,从而对实验结果的可靠性产生不同程度的影响。有限元技术是计算机力学分析的重要方法之一,已成功应用于工程力学的多个领域,尤其是对于不规则构件的力学分析,有其独特的优势。有限元分析法被应用于矫形外科领域,在全髋关节置换前后应力分布规律的研究、骨水泥等移植材料的应力分析、假体的优化设计、假体界面受力情况及表面磨损等方面已取得了很大进展。有限元法自引入生物力学领域以来,改善了我们在生物力学方面的研究思路,通过不断地完善与发展,在人工关节的研究中将具有更广阔的前景。     

正常人成骨细胞系的建立及鉴定

背景:骨细胞的体内研究由于受许多因素的影响而不便于结果分析.分离的骨细胞培养则可获得单一的细胞系,以此来观察各种不同物质或实验手段对细胞的直接效应,可以避免许多干扰因素的影响.目的:探讨建立可行的、能大量生产人正常成骨细胞培养方法和保存方式.方法:取引产胎儿四肢皮质骨,彻底刮除皮质骨表面的骨膜及内部的骨髓,并反复冲洗去除残余组织,胰酶、胶原酶消化后,将骨粒平铺于尼龙网上培养,建立正常人成骨细胞系.观察细胞形态及组织学变化;以免疫组织化学方法测定其生成Ⅰ型胶原情况.利用液氮冻存细胞以建立适当的保存方法.选取对数生长良好的细胞进行遗传学特性一染色体的制备.结果与结论:成骨细胞呈梭形,多突起;细胞核呈卵圆形,偏于一侧;胞体大,胞浆丰富;碱性磷酸酶染色可见胞浆中含有大量的灰黑色颗粒,某些部位染成黑色,定量分析细胞内的碱性磷酸酶、骨钙素水平明显高于成纤维细胞;细胞免疫组织化学染色表明其主要合成Ⅰ型胶原.染色体分析表明,其具有23对染色体,未发现异常染色体,从而证实了其为正常人体来源的细胞,经培养与多次传代后仍保持正常,未发生变异.通过使用对新生骨有特异性的荧光染料四环素进行染色标记,证实了此培养细胞具有成骨能力.证实建立了可靠的正常人成骨细胞系,并能采用液氮冷冻的方式长期保存.经多次传代其遗传性质及生物学特征均未发生变异,复苏后的冻存细胞仍具有稳定的生物学特性.     

A synthetic oxygen carrier-olfactory ensheathing cell composition system for the promotion of sciatic nerve regeneration

The treatment of lengthy peripheral nerve defects is challenging in the field of the regenerative medicine. Thus far, many nerve scaffolds with seeded cells have been developed, which hold great potential to replace nerve autograft in bridging lengthy nerve defects by providing guiding and bioactive cues. However, low oxygen status has been found within nerve scaffolds after their implantation in vivo, which has been shown to result in death or loss of function of supportive cells, and significantly limit nerve regeneration and functional recovery after nerve injury. In the present study, perfluorotributylamine (PFTBA) was introduced into a collagen-chitosan conduit within which olfactory ensheathing cells (OECs) were seeded to increase oxygen supply to OECs, as well as regenerating axons. The “PFTBA-OECs” enriched scaffolds were then used to bridge a 15-mm-long sciatic nerve defect in rats. Both nerve regeneration and functional recovery were examined at pre-defined time points after surgery. We found that the number of GFP-labeled OECs was significantly higher in the “PFTBA-OECs” scaffold than that in the single OECs scaffold. In addition, PFTBA was found to enhance the beneficial effect of OECs-enriched scaffold on axonal regeneration and functional recovery. All these findings indicate that the “PFTBA-OECs” enriched scaffolds are capable of promoting nerve regeneration and functional recovery, which might be attributable, at least in part, to their beneficial effect on the survival of OECs after their implantation in vivo.     

髋臼缺损翻修中所用移植材料的有限元分析

背景：髋臼翻修中所用的移植物材料是影响假体稳定的重要因素之一,目前异体冻干骨是较常选用的移植材料。但使用固体颗粒材料修补骨缺损时宿主骨与移植骨之间的缝隙是不可避免的,而这些缝隙可削弱移植骨与宿主骨间的整合过程。使用骨水泥材料可以填补这些缝隙,并且达到快速、完全的固定。但是使用骨水泥代替异体冻干骨颗粒填补假体置入后的空隙对于假体和材料自身应力的影响尚无文献报道。 目的：采用有限元法比较分析骨水泥和冻干异体骨颗粒联合三翼翻修假体修复髋臼后的应力分布情况,进而了解选用不同移植材料对三翼髋臼假体稳定性的潜在影响。 方法：建立三翼翻修假体及缺损髋臼的有限元模型,翻修假体置入后,缺损部的空隙分别使用骨水泥和冻干异体颗粒骨两种材料填充。于2 158 N和426 N髋关节力作用下,观察移植物自身应力及其对翻修假体应力的影响。 结果与结论：在不同髋关节力下三翼髋臼假体金属壳两侧界面的应力变化规律相同,假体所受的最大应力取决于髋关节力的大小和方向。翼部应力的分布规律均是由翼的边缘向翼根部逐渐增大,至翼根与球壳连接处为最大。使用不同移植材料对假体的应力分布无明显影响,但骨水泥所受的各种应力大于冻干骨颗粒的应力。故从材料的稳定及其对假体长期稳定性的影响方面来看,采用冻干骨颗粒移植修补髋臼缺损要优于骨水泥。     

髋臼缺损翻修中所用移植材料的有限元分析

背景:髋臼翻修中所用的移植物材料是影响假体稳定的重要因素之一,目前异体冻干骨是较常选用的移植材料.但使用固体颗粒材料修补骨缺损时宿主骨与移植骨之间的缝隙是不可避免的,而这些缝隙可削弱移植骨与宿主骨间的整合过程.使用骨水泥材料可以填补这些缝隙,并且达到快速、完全的固定.但是使用骨水泥代替异体冻干骨颗粒填补假体置入后的空隙对于假体和材料自身应力的影响尚无文献报道.目的:采用有限元法比较分析骨水泥和冻干异体骨颗粒联合三翼翻修假体修复髋臼后的应力分布情况,进而了解选用不同移植材料对三翼髋臼假体稳定性的潜在影响.方法:建立三翼翻修假体及缺损髋臼的有限元模型,翻修假体置入后,缺损部的空隙分别使用骨水泥和冻干异体颗粒骨两种材料填充.于2 158 N和426 N髋关节力作用下,观察移植物自身应力及其对翻修假体应力的影响.结果与结论:在不同髋关节力下三翼髋臼假体金属壳两侧界面的应力变化规律相同,假体所受的最大应力取决于髋关节力的大小和方向.翼部应力的分布规律均是由翼的边缘向翼根部逐渐增大,至翼根与球壳连接处为最大.使用不同移植材料对假体的应力分布无明显影响,但骨水泥所受的各种应力大于冻干骨颗粒的应力.故从材料的稳定及其对假体长期稳定性的影响方面来看,采用冻干骨颗粒移植修补髋臼缺损要优于骨水泥.