胶原凝胶复合CPPf/PLLA支架与软骨细胞的相容性研究

目的研究软骨细胞与胶原凝胶复合CPPf／PLLA支架的细胞相容性,为软骨组织工程提供适宜的种子细胞载体。方法将胶原凝胶包埋的软骨细胞整合入CPPf／PLLA三维支架并进行体外培养,采用倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在支架上粘附、生长和增殖等情况,从组织学和Ⅱ型胶原免疫组化对复合组织进行评价。结果软骨细胞能良好地在支架上粘附、生长和增殖,新形成的组织为透明软骨样组织、细胞外基质有Ⅱ型胶原分布。结论胶原凝胶复合CPPf／PLLA支架具有良好的细胞相容性,可作为软骨细胞栽体。     

间充质干细胞在构建组织工程软骨中的实验研究

目的探索利用几丁质支架和间充质干细胞(MSC)构建组织工程软骨。方法抽取兔股骨骨髓,密度梯度离心分离骨髓MSC,用转化生长因子β(1TGF-β1)诱导第3代的骨髓MSC向软骨方向分化,2周后用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。将分化后的软骨样细胞传代,接种在几丁质支架上,用含TGF-β1的培养基继续培养2周,再用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况,并在电镜下观察软骨细胞的生长情况。结果骨髓MSC经TGF-β1诱导后,具有软骨细胞特点,接种在几丁质支架上继续培养2周,这些细胞在支架上生长良好,并仍能很好表达Ⅱ型胶原。结论MSC经TGF-β1诱导,分化成的软骨样细胞在几丁质支架上表型稳定,生长良好。     

体外诱导骨髓间充质干细胞构建纤维蛋白胶软骨模块

目的:探讨体外构建骨髓间充质干细胞、改良纤维蛋白胶及生长因子的组织工程软骨模块的可行性。方法:分离兔骨髓间充质干细胞,种植在改良纤维蛋白胶支架内。实验组培养液中加入TGF-β1和BMP-6,对照组未加入诱导因子。体外进行形态组织学观察。1、2、3和4周取材作Masson染色、Ⅱ型胶原染色和扫描电镜观察。结果:细胞在支架上贴附,增殖。实验组中Masson染色可见胞浆及细胞周围有胶原形成;Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。结论:TGF-β1和BMP-6可诱导骨髓间充质干细胞成软骨分化,在改良纤维蛋白胶支架内体外成功构建组织工程软骨模块。     

胶原-纤维蛋白混合凝胶对关节软骨细胞合成Ⅱ型胶原的影响

目的：以胶原蛋白和人血纤维蛋白混合物为载体在体外进行关节软骨细胞三维立体培养,构建人工软骨组织,研究载体对软骨细胞在其中的表达及合成Ⅱ型胶原的影响。方法：取2周龄的新生兔关节软骨,经消化,将获得的软骨细胞与牛Ⅰ型胶原、人血冻干纤维蛋白原、凝血酶按一定比例混合,制成软骨培养物并在体外培养。培养第3周时,取材进行Masson染色、Ⅱ型胶原寡核苷酸探针原位杂交和Ⅱ型胶原的免疫组化观察。 结果：体外培养3周,培养物内细胞大部分存活, Masson染色形成软骨陷窝,同源性细胞簇出现,细胞周围有蓝色物质环绕存在,原位杂交证实其软骨细胞表达Ⅱ型胶原mRNA,免疫组化证实软骨细胞分泌Ⅱ型胶原。 结论：用胶原蛋白和人血纤维蛋白为载体支架体外培养软骨细胞,可促进关节软骨细胞合成分泌Ⅱ型胶原,Ⅱ型胶原是软骨组织最主要的细胞外基质成分。     

应用胶原蛋白构建组织工程皮肤的实验研究

目的 探讨以胶原蛋白为支架构建组织工程皮肤的体外培养理想方法.方法 体外分离、培养、鉴定角朊细胞和成纤维细胞;利用本室自制胶原蛋白,制备胶原凝胶和胶原海绵两种组织工程支架;在成功构建人工真皮的基础上,种植角朊细胞,构建人工复合皮肤,并进行组织学及免疫组化检查.结果 制备的胶原海绵孔径平均100～150μm,孔隙率89%,组织相容性良好;两种皮肤替代物免疫组化染色显示Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白(FN)和层粘连蛋白(Laminin)阳性,HE染色可见均具有表皮和真皮双层结构,厚度约3mm,在形态结构上与正常皮肤相似.结论 培养的人角朊细胞和成纤维细胞种植于胶原蛋白支架上气-液界面培养可构建出具有类似天然皮肤结构的组织工程皮肤.     

脂肪干细胞复合PLGA体外诱导成软骨的实验研究

目的 探讨脂肪干细胞接种于PLGA支架复合培养体外诱导成软骨的能力.方法 收集脂肪干细胞,调整细胞悬液密度为4.0×1010>/L,接种在PLGA支架材料上进行复合,在特定培养基条件下,对脂肪干细胞/PLGA进行成软骨诱导,于诱导3周后应用扫描电镜观察,藩红O/固绿染色和Ⅱ型胶原免疫组织化学检测成软骨表型;逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测前Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan和Sox9的mRNA基因表达情况.结果 脂肪干细胞接种子PLGA材料后,复合体表面逐渐光滑润泽,质地逐步增韧,体外诱导后细胞/PLGA支架复合体基本保持原状;3周时取材行扫描电镜观察,可见细胞在材料表面附着生长,基质分泌明显,连串成片;石蜡切片藩红O/固绿染色可见诱导组细胞胞外基质分泌旺盛,和支架材料连接成片,呈强阳性红染;胞外基质Ⅱ型胶原免疫组织化学着色阳性;RT-PCR检测前Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan和Sox9的mRNA基因均阳性表达.结论 脂肪干细胞能够和PLGA复合培养,在特定诱导培养基条件下可以向软骨方向分化,形成类软骨样组织.     

可溶性猪软骨Ⅱ型胶原蛋白的提取与鉴定

目的 从猪膝关节软骨中提取纯化Ⅱ型胶原蛋白,并对其进行鉴定.方法 选择猪膝关节软骨为提取原料,用盐酸胍去除蛋白多糖、胃蛋白酶两步消化、氯化钠盐析、超纯水透析、离心浓缩等方法提取纯化Ⅱ型胶原蛋白;采用SDS-PAGE、氨基酸成分分析对提取的Ⅱ型胶原蛋白进行鉴定;利用冻干的方法计算提取的浓度.结果 SDS-PAGE电泳结果...     

Ⅱ型胶原糖胺聚糖复合支架对 hUCM SCs成软骨诱导的实验研究

目的：探讨以人脐带间充质干细胞（hUCMSCs）作为软骨组织工程种子细胞,Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料作为细胞载体及其细胞‐支架复合体成软骨的可行性。方法制备Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖多孔支架,电镜观察测定支架材料的孔径、孔隙率和亲水性,对支架材料进行相应的组织学分析。培养鉴定 P3代的hUCMSCs ,将hUCMSCs混悬液接种到Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架上,不加诱导剂进行培养,3周后取出样品行甲苯胺蓝、番红精O染色,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及扫描电镜观察。结果第3代hUCMSCs高度表达CD29、CD105等间充质细胞标志,几乎不表达CD34等内皮细胞、造血细胞标志。Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料呈白色多孔泡沫状,孔隙率为（91．8±2．17）％,孔径110～230μm ,分布均匀,相互贯通。吸水膨胀率为（213．71±1．31）％,亲水性良好。甲苯胺蓝、番红精O及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性。细胞‐支架复合体在培养过程中可观察到有软骨样组织形成并逐步增多,甲苯胺蓝、番红精O及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均呈阳性,电镜观察显示细胞在支架上增殖活跃,与材料黏附紧密,可见软骨样细胞及其周围大量交错连接的胶原纤维。结论 hUCMSCs与Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料复合,可在体外不经诱导而初步构建组织工程软骨,为软骨损伤的修复奠定了一定的实验基础。     

Ⅱ型胶原-透明质酸-软骨脱细胞基质制备组织工程软骨支架的实验研究

目的探索Ⅱ型胶原(CollagenⅡ,COLⅡ)-透明质酸(Hyaluronic acid,HA)-软骨脱细胞基质(Cartilageacellular extracellular matrix,CAEM)通过低温冷冻法制备组织工程软骨支架的可行性。方法将COLⅡ和HA及CAEM按15∶3∶45的比例混合,通过低温冷冻干燥的方法制备组织工程软骨支架,测定其孔隙率、吸水率、降解率,检测支架的理化性能,并行HE染色及甲苯胺蓝染色观察支架结构情况。用CCK8法评价其细胞毒性及粘附性情况。结果 COLⅡ-HA-CAEM复合支架孔隙率为87.3%±3.7%,吸水率为1522.0%±29.3%,21天降解率为29.2%±2.4%,CCK8法检测结果显示,COLⅡ-HA-CAEM复合支架对细胞具有良好的粘附性,其生物学性能良好。结论 COLⅡ-HA-CAEM复合支架能为软骨细胞的生长和增殖提供优良的微环境,在组织工程软骨重建中具有潜在的应用价值。     

猪软骨Ⅱ型胶原蛋白的提取纯化与鉴定

目的：从猪关节软骨中提取纯化Ⅱ型胶原蛋白,并对其进行鉴定。方法：选择猪关节软骨为提取原料,用盐酸胍去除蛋白多糖、胃蛋白酶消化、氯化钠盐析、DE22纤维树脂处理等步骤,提取纯化Ⅱ型胶原蛋白。采用SDS-PAGE、吸收光谱分析、氨基酸成分分析等方法对Ⅱ型胶原蛋白进行鉴定。结果：4mol／L盐酸胍能有效去除蛋白多糖;分步加入胃蛋白酶的限制性酶解结果满意;氯化钠盐析浓度为2．4mol／L时最佳。SDS-PAGE电泳结果显示提取纯化的Ⅱ型胶原蛋白与Sigma公司的产品一致。Ⅱ型胶原最大吸收峰为230nm,氨基酸成分分析显示甘氨酸、脯氨酸和丙氨酸含量最高。结论：实验结果提示从猪关节软骨提取的Ⅱ型胶原蛋白纯度高,符合Ⅱ型胶原的特征。提取材料广泛、实验条件简便。结果可靠。     

转录因子Sox9调控软骨发育的研究进展

骨的发育主要有膜内成骨和软骨内成骨两种形式,其中软骨内成骨是体内大部分骨骼包括四肢骨、脊椎骨、颅底骨和一部分锁骨的发育形式.软骨内成骨包括软骨发生和生长板发育阶段.在软骨发生阶段,间充质干细胞分化为软骨细胞形成软骨原基.软骨原基是未来骨骼的雏形,原基内的软骨细胞有序分化、增殖和排列形成典型的生长板结构.软骨生长板在结构上包含4个分区:即静息区、增殖区、前肥大区和肥大区.静息区软骨细胞体积小呈圆形,细胞排列紧密,增殖少而且分化不成熟,表达Ⅱ型胶原蛋白(Col2a1).增殖区软骨细胞分裂旺盛,细胞扁平呈柱状排列.前肥大区为软骨细胞由增殖区向肥大区的过渡阶段.肥大区软骨细胞停止增殖进入终末分化阶段,细胞体积变大分泌一些特定的软骨基质如X型胶原蛋白(ColX)等.终末分化的软骨细胞最后发生生理性死亡,同时伴有成骨细胞、破骨细胞和血管侵入,成骨细胞分泌的骨基质最终取代软骨基质实现骨化.一系列的研究表明软骨内成骨受到多因素、多层次严格有序的调控,如全身性的生长激素和甲状腺素;软骨细胞分泌的Wnts、BMP、FGF、IGF和Ihh-PTHrp等信号[1].这些信号通过激活多种转录因子启动一系列基因表达,最终使软骨内成骨协调有序进行.近年来的研究表明,转录因子Sox9参与调控软骨内成骨的多个阶段的发育过程,包括软骨发生、生长板内软骨细胞的成熟、肥大等过程,本文就Sox9基因调控软骨发育的最新研究进展进行综述.     

软骨组织工程支架材料的研究进展

软骨组织工程支架材料作为软骨组织工程技术的基本构架,其设计对软骨组织损伤修复成功与否至关重要,理想的软骨支架可以引导并促进新生软骨组织的形成,目前研究的众多支架材料中各有其优缺点.本文对近年来软骨组织工程支架材料做一综述. 1 理想的组织工程支架材料的作用及要求 理想组织工程支架材料应具有促进种子细胞生长、黏附、增殖、分化和代谢作用,并且应可以承载、协调生物活性因子和细胞之间的相互作用,影响细胞表面受体的表达和细胞的分化,为组织构建提供一个适宜三维空间结构.除了应符合一般生物医学材料的要求外,还应具备(1)良好的生物相容性;(2)材料降解速度需与种植入的细胞组织再生速率相匹配;(3)良好三维空间结构及容积稳定性,利于大量种子细胞的的生长、代谢及功能的发挥;(4)具有可塑性和一定的机械强度;(5)具有关节软骨的分层结构.     

体外非接触性共培养对MSC向软骨细胞诱导分化的实验观察

目的：探讨骨髓基质干细胞（MSCs）与软骨细胞体外非接触性共培养成软骨的可行性。方法：分离、培养、扩传兔MSCs及软骨细胞，MSCs以1×10^5个/ml接种于共培养板内孔，第1代软骨细胞以1×10^4个/ml接种于共培养板外空板。48h后将内孔插如外孔中，补充全培养基覆盖于MSC细胞层上。以相同密度MSC单独培养为空白对照，观察共培养7d和14d流式细胞仪观察MSC的Ⅱ型胶原蛋白变化情况。结果：实验空白组在7d和14d，Ⅱ型胶原蛋白均阴性表达，符合MSC特性。非接触共培养1周后，Ⅱ型胶原蛋白阳性表达，与空白对照比较，P〈0.01，具有统计学意义；非接触共培养2周后，Ⅱ型胶原蛋白也阳性表达，与空白对照比较，P〈0.01，同样具有统计学意义；实验14d组与实验7d组比较，P〈0.01，具有非常显著性差异。结论：软骨微环境在MSCs成软骨分化及体内软骨形成中具有重要作用，软骨细胞能有效地诱导MSCs向软骨细胞分化并促进MSCs体内软骨形成。     

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯支架复合同种异体软骨细胞修复关节软骨缺损的实验研究

目的:探讨聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(PHBV)三维多孔材料作为软骨组织工程支架的可行性及有效性.方法:采用"压片-热处理-粒子析出技术"制备PHBV多孔支架.体外分离培养软骨细胞后接种到PHBV支架体外培养4周,期间扫描电镜观察细胞在支架上的生长情况,然后与单纯PHBV支架同时植入兔膝关节软骨缺损区继续培养4、8、12周后取材,分别行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化观察.进行Wakitani评分,观察其体内修复关节缺损效果.结果:电镜观察示软骨细胞在支架上黏附、增殖良好并能分泌细胞外基质,组织学观察示PHBV支架浅层有新生软骨组织形成,于4周后开始形成透明软骨样结构且表面基本平整与宿主整合良好,组织学切片上可见类软骨形成并分泌甲苯胺蓝异染的软骨基质和软骨特异性Ⅱ型胶原. 结论:PHBV可以作为软骨组织工程支架材料,能够用于再生修复软骨的缺损.     

胶原蛋白化学交联技术的研究进展

胶原蛋白具有能够形成高强度的不溶性纤维、低免疫原性等特点[1],这些特点使其成为构建组织工程软骨支架较为理想的材料,但单纯以胶原蛋白为材料所构建的组织工程支架,其降解速度较快,强度也比较差,不能达到作为种子细胞支架的要求.因此,需要对胶原蛋白进行改性以提高支架的性能.     

间充质源性软骨种子细胞与脱细胞软骨复合培养构建软骨组织

目的兔外周血间充质源性软骨种子细胞与同种异体脱细胞软骨体外复合培养,构建新型软骨组织,为临床修复器官缺损及再造提供实验基础。方法提取兔外周血间充质干细胞,行体外诱导培养14 d获得软骨种子细胞,显微镜下观察细胞生长特性,制作细胞爬片行甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色。联合去垢剂—酶法获得兔脱细胞肋软骨支架,软骨种子细胞与同种异体脱细胞软骨支架体外复合培养7 d获得复合软骨,脱细胞软骨及复合软骨固定后行扫描电镜观察及组织学HE、甲苯胺蓝染色。结果兔外周血间充质干细胞体外诱导培养14 d,胞浆内较多软骨细胞特异性Ⅱ型胶原分泌;兔脱细胞软骨呈乳白色,结构完整、孔隙均匀,仍保存大量酸性黏多糖及胶原成分,其孔隙率(61.31±8.45)%,孔径长度(32.80±5.15)μm。支架与软骨细胞黏附良好,并伴有多量基质分泌。结论间充质源性软骨种子细胞与同种异体脱细胞软骨体外复合培养可构建新型软骨组织,本研究为临床修复器官缺损及再造提供了实验依据。     

利用软骨细胞外基质来源的多孔支架与骨髓基质干细胞体外长期培养组织工程化软骨的试验研究

研究背景 关节软骨损伤临床常见,但损伤后自我修复能力极差,目前的修复方法均有其局限性。在先前的研究中,我们研制了关节软骨细胞外基质来源的多孔支架（Cartilage ECM-derived porous scaffold, CEDPS）并观察了并在裸鼠体内异位构建软骨。但在进一步可能的临床应用之前,应进一步评估其体外培养组织工程软骨的特点及可行性。 方法 本研究利用关节软骨细胞外基质来源的支架及骨髓基质干细胞体外长时间培养构建软骨组织。粉碎人关节软骨,脱细胞处理后差速离心法收集细胞外基质悬液,采用冷冻干燥技术制备三维多孔支架。扫描电镜及Micro-CT观察其微观结构,并进行细胞毒性试验,组织学观察,生化成分定量检测其胶原、氨基葡聚糖（GAG）、DNA含量,生物力学方法测量其干性及覆水状态下压缩弹性模量;骨髓基质干细胞经含TGF-β1, bFGF的条件培养基成软骨诱导后鉴定,种植到支架上,荧光显微镜及扫描电镜观察细胞黏附情况,Dead/Live免疫荧光染色观察支架内部细胞活性,体外培养1,3周后观察大体形态和组织学形态变化,同时行II型胶原免疫组织化学分析。 结果 制备的CEDPS支架无细胞碎片残留,软骨细胞外基质特异性染色阳性,具有相互贯通的三维孔隙结构;支架生化成分定量检测：总胶原含量为708.2?44.7μg/mg,GAG含量为254.7?25.9μg/mg;支架纵向压缩弹性模量E = 1.226?0.288MPa,覆水后压缩弹性模量E = 0.052?0.007MPa。体外培养的BMSCs-CEDPS复合体形成了类软骨样组织,Dead/Live染色表明支架内部均为活细胞,电镜检查结果表明细胞广泛均匀的分布在支架内部,呈圆形或椭圆形,在支架上增殖显著,细胞基质分泌明显。组织学结果表明蕃红花“O”、Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,表明随着培养时间的增加,细胞在支架中增殖显著,细胞外有大量基质分泌。 结论 CEDPS支架在生化组成和结构上与软骨细胞外基质成分类似,去细胞彻底,具有良好的生物力学特性,是一种较为理想的软骨组织工程支架载体;成软骨诱导的BMSCs与CEDPS支架在体外可初步构建类软骨样组织。     

组织工程化软骨对兔膝关节全层软骨缺损的修复效果

目的 观察同种异体软骨细胞复合人胎盘Ⅰ型胶原蛋白海绵对兔膝关节股骨髁间窝全层软骨缺损的修复效果.方法取2周龄新西兰兔软骨细胞体外培养传代,选择生长状态相对较好的第2代细胞作为种子细胞,并与人胎盘Ⅰ型胶原蛋白海绵复合.取雄性8月龄新西兰兔54只,制作股骨髁间窝全层软骨缺损模型,随机分为3组：分别为对照组、种子细胞组及种子细胞＋支架材料组.后两组分别植入相应成分.于术后12周、24周、36周分别取其膝关节,观察修复效果. 结果 术后12周种子细胞组缺损区可见少量白色半透明组织覆盖,组织结构粗糙,可见多数针尖样结构;复合支架材料组表面相对光滑,亦可见半透明白色组织形成.24周,种子细胞组缺损区可见较多白色组织形成,透明度较前降低,呈半软骨半纤维样组织;复合支架材料组修复明显较种子细胞组快,表面光滑,呈半透明状覆盖于缺损区,与周围组织有较好吻合,但仍未完全修复软骨缺损.36周,种子细胞组可见更多白色组织覆盖,透明度较前更低;复合支架材料组则修复完好,高度基本与周围组织平齐,呈半透明样软骨组织.空白对照组随着时间的推移,呈现不同程度的纤维组织样修复. 结论 关节软骨自身修复能力有限,只能实现纤维样修复;软骨细胞可部分修复关节软骨缺损,但随着修复时间的推移,逐渐去分化而出现纤维样改变;而软骨细胞复合Ⅰ型胶原蛋白海绵则可以较好地修复关节软骨缺损,且随着时间的延长,关节软骨可基本实现完全修复.     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的研究胶原蛋白-几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性.方法以I型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料,体外预构具有三维结构的支架,观察支架的空间立体结构;将培养的种子细胞(人平滑肌细胞和纤维细胞)种植于支架,观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性,并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量.结果应用相分离技术制备的支架,具有均匀的三维结构和丰富的交通孔,种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长,且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形;培养2、4、6周的材料中,DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加.结论构建的胶原蛋白-几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点,并具有一定的物理强度,可以应用于血管组织工程研究.     

兔髁突细胞与可吸收明胶海绵复合培养的研究

目的: 研究明胶海绵作为颞下颌关节组织工程支架材料应用的可行性.方法: 采用胶原酶阶段消化法获取兔髁突软骨中的纤维软骨细胞,取经碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)扩增的第3代细胞与已用多聚赖氨酸修饰的明胶海绵复合培养,进行噻唑蓝(MTT)比色及光镜、扫描电镜观察.结果: 纤维软骨细胞于明胶海绵孔壁内牢固粘附,5 d开始增殖,4 W时有大量细胞生长于明胶海绵上.结论: 明胶海绵表现出良好的亲水性、细胞吸附性和体外生物相容性,可作为组织工程细胞培养支架材料用.