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。     

骨组织工程研究中的美学考量

目的：分别以珊瑚羟基磷灰石(CHA)、藻酸钙为成骨细胞载体，观察裸鼠体内的构建特定形态和可注射组织工程骨的可行性。方法：取兔髂骨，获取骨髓基质干细胞，经体外扩增培养诱导后，获得骨髓基质成骨细胞，分别与CHA和藻酸盐复合，植入和注射于裸鼠背部皮下，6、8周后进行大体观察、组织学和X线检查，观察软骨和骨的形成。以单纯CHA和藻酸盐植入作为对照。结果：植入CHA／成骨细胞组和注射藻酸盐/成骨细胞复合物组均有骨样组织形成，具备骨髓腔样结构，而对照组无骨形成。结论：CHA和藻酸盐均是较好的骨组织工程支架材料，复合成骨细胞后可构建特定形态和可注射组织工程骨。     

骨髓基质细胞体内外成骨的实验研究

目的：探讨骨髓基质细胞（Bone marrow stromal cell,BMSc)向成骨细胞转化的条件,利用骨髓基质细胞构建组织工程化骨组织。方法：采用地塞米松、β-甘油磷酸钠诱导体外培养的兔骨髓基,上差异显微镜和碱性磷酸酶检测基向成骨细胞转化的能力。将骨髓基质细胞与生物活性玻璃陶瓷（Bioactive glass ceramic,BGC)复合后植入免自体肌袋内,观察成骨过程。结果：在适当诱导条件下,骨髓基质细胞可向成骨细胞分化,在体内外表现出明显的成骨能力,地塞米松、β-甘油磷酸钠起着重要的作用。结论：骨髓基质细胞是骨组织工程的良好细胞来源,利用组织工程化方法可构建新生骨组织。     

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。     

活性维生素D促组织工程骨血管化

目的探讨以1,25-(OH)2D3为活性因子,与人骨髓间质成骨细胞(human marrow stromal osteoblast,hMSO)、脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell,hUVEC)、珊瑚羟基磷灰石人工骨(coral hydroxyapatite,CHA)联合构建组织工程骨的异位成骨能力和体内快速血管化能力。方法体外分离、培养hMSO和hUVEC。hMSO以5×105/ml,hUVEC以2.5×105/ml按2∶1比例接种至经1,25-(OH)2D3处理过的CHA上,为实验组;相同比例hMSO和hUVEC接种于单纯CHA作为对照组。体外培养3d后,18只裸鼠背部皮下其中6只双侧均植入实验组组织工程骨1块,6只双侧均植入对照组组织工程骨1块,余6只植入实验组及对照组组织工程骨每侧1块。术后4、8、12周后取材,行大体观察、常规组织学、扫描电镜观察,并行植入物成骨的定量判断和新生血管定量分析。结果组织学观察可见,4周时,各组原始类骨组织均长入支架材料内部,实验组有大量不成熟骨组织伴随众多微血管出现;8周,骨组织成熟与微血管相伴出现;12周,各组均有成熟骨组织出现,实验组有典型骨单位。对照组在各时间点微血管量均少于实验组。扫描电镜观察:4周,实验组大量细胞外基质将细胞包埋,材料表面可见大量微血管并有部分穿入材料内部;对照组虽然细胞外基质也较丰富,但微血管量少;8周,实验组部分材料表面出现了束状条索样的类骨质结构,细胞外基质丰富,可见大量微血管相伴出现;对照组微血管量少,骨组织成熟度亦差。植入物成骨的定量判断,8周实验组为3.10±0.52,对照组为2.30±0.59;12周实验组为4.63±0.55,对照组为3.53±0.62;两时间点两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。新生血管定量分析,4周实验组为28.74%±7.81%,对照组为19.52%±4.57%;8周实验组为24.66%±7.38%,对照组为17.84%±5.22%;两时间点两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论1,25-(OH)2D3作为活性因子通过加强hMSO与hUVEC之间的相互作用,增强了构建的组织工程骨的异位成骨能力和快速血管化能力。     

组织工程化骨修复猕猴长段骨缺损的实验研究

目的 探讨用生物衍生骨材料和骨髓基质干细胞(MSCs)复合后构成的组织工程化骨对异体猕猴长段骨缺损的修复作用。方法 于猕猴胫骨结节抽取MSCs并使诱导分化为成骨样细胞，用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记，培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨，植入15只异体猕猴修复桡骨2．5cm长段骨缺损作为实验组；用单纯生物衍生骨材料修复对侧同样骨缺损作为对照组；另取2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组。术后1、2、3、6和12周时各处死3只动物取材，空白组12周取材，行大体观察、组织学和免疫组织化学检测。结果 实验组和对照组术后1、2和3周移植物周围组织反应较明显，6周后明显减轻，12周时基本消失。实验组标记成骨样细胞于术后6周仍存在，术后12周基本消失；骨缺损部位骨样组织、软骨、编织骨和板层骨出现时间均较对照组早，且骨愈合时间提前3～6周。实验组骨缺损以多点方式直接成骨，对照组则从两端以“爬行替代”方式成骨。空白组术后12周骨缺损均无愈合。结论 生物衍生骨材料和MSCs复合构建的组织工程化骨异体植入修复猕猴长段骨缺损可超越骨段移植的“爬行替代”过程，使骨缺损能较快愈合。生物衍生骨材料和同种异体MSCs复合组织工程化骨可作为构建骨组织工程的一种较好选择方式。     

组织工程化人工骨修复颅骨缺损的研究

目的应用同种异体兔成骨细胞研究组织工程化人工骨对骨缺损的修复能力.方法取4周龄新西兰幼兔的颅骨组织,应用胰酶及Ⅰ型胶原酶消化,经分离、培养而获得的成骨细胞种植到可降解聚合物(PLGA)泡沫材料上,体外培养1周后,将两者的复合体移植到兔颅骨缺损区域,细胞接种浓度为4×1010个/L.分别于术后4、8、12周取材,进行大体、X线、组织学及免疫组织化学观察.以缺损区单纯植入泡沫材料或单纯种植成骨细胞为对照组.结果成骨细胞-支架复合体组颅骨缺损修复明显,两对照组颅骨缺损无明显修复.术后12周,对各组免疫组织化学染色结果进行图像分析,其中实验组灰度值为92.6,单纯泡沫材料组与单纯种植成骨细胞组灰度值分别为131.7及119.3.结论本实验构建的组织工程化人工骨具有较强的颅骨缺损修复能力,PLGA泡沫材料是成骨细胞较适宜的支架材料.     

脱钙骨基质/磷酸钙复合骨水泥骨诱导活性观察

目的:观察磷酸钙骨水泥(CPC)中加入脱钙骨基质(DBM)后形成的复合骨水泥的成骨诱导活性。方法:将DBM/CPC复合骨水泥分别植入兔背肌肌袋内,于不同时间取材,通过组织学切片、ALP等手段观察异位诱导成骨情况。结果:术后2周,DBM/CPC复合骨水泥组可见间充质细胞增殖、聚集并包绕DBM骨粒。4周时,DBM已有部分吸收,并软骨样细胞和软骨样组织包裹。8周,DBM进一步吸收,软骨细胞和软骨组织逐渐成熟,新骨形成。12周,DBM吸收并被新骨组织部分或大部分代替且相互连接成片。ALP测定结果与组织学观察的新骨形成情况基本一致。结论:DBM/CPC复合骨水泥有较强的异位诱导成骨能力,诱导新骨的形成伴随着材料的降解,可以有效弥补单纯使用CPC时降解速度太慢和无骨诱导能力的不足。     

脱钙骨基质/磷酸钙复合骨水泥骨诱导活性观察

目的：观察磷酸钙骨水泥（CPC）中加入脱钙骨基质（DBM）后形成的复合骨水泥的成骨诱导活性。方法：将DBM/CPC复合骨水泥分别植入兔背肌肌袋内，于不同时间取材，通过组织学切片、ALP等手段观察异位诱导成骨情况。结果：术后2周，DBM/CPC复合骨水泥组可见间充质细胞增殖、聚集并包绕DBM骨粒。4周时，DBM已有部分吸收，并软骨样细胞和软骨样组织包裹。8周，DBM进一步吸收，软骨细胞和软骨组织逐渐成熟，新骨形成。12周，DBM吸收并被新骨组织部分或大部分代替且相互连接成片。ALP测定结果与组织学观察的新骨形成情况基本一致。结论：DBM/CPC复合骨水泥有较强的异位诱导成骨能力，诱导新骨的形成伴随着材料的降解，可以有效弥补单纯使用CPC时降解速度太慢和无骨诱导能力的不足。     

脱钙骨基质/磷酸钙复合骨水泥骨诱导活性观察

目的:观察磷酸钙骨水泥(CPC)中加入脱钙骨基质(DBM)后形成的复合骨水泥的成骨诱导活性.方法:将DBM/CPC复合骨水泥分别植入兔背肌肌袋内,于不同时间取材,通过组织学切片、ALP等手段观察异位诱导成骨情况.结果:术后2周,DBM/CPC复合骨水泥组可见间充质细胞增殖、聚集并包绕DBM骨粒.4周时,DBM已有部分吸收,并软骨样细胞和软骨样组织包裹.8周,DBM进一步吸收,软骨细胞和软骨组织逐渐成熟,新骨形成.12周,DBM吸收并被新骨组织部分或大部分代替且相互连接成片.ALP测定结果与组织学观察的新骨形成情况基本一致.结论:DBM/CPC复合骨水泥有较强的异位诱导成骨能力,诱导新骨的形成伴随着材料的降解,可以有效弥补单纯使用CPC时降解速度太慢和无骨诱导能力的不足.     

组织工程骨的研究

目的 综述组织工程骨研究中的种子细胞、支架材料和组织构建的近期进展。方法 广泛查阅近期有关组织工程骨的研究文献，着重在研究和探索人骨髓细胞体外培养、乌贼骨改性和骨组织构建动物实验。结果 人骨髓细胞培养中诱导、分化出成骨细胞；首次将乌贼骨改性为乌贼骨羟基磷灰石；构建出成骨细胞／CHA500R、成骨细胞／乌贼骨羟基磷灰石、成骨细胞／聚羟基丁酸酯等组织工程骨。结论 骨髓来源的成骨细胞和上述支架材料构建的组织工程骨有望在临床上应用。     

大鼠雪旺细胞对两种来源的成骨细胞增殖分化影响的研究

目的 研究应用雪旺细胞(SCs)对两种来源的成骨细胞(OB)的增殖与分化的影响,为构建神经化组织工程骨提供体外实验理论依据.方法 通过采用股骨、胫骨髓腔冲洗法获得SD大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),采用胰蛋白酶消化新生鼠颅骨获得OB及采用消化后组织块法获得SCs.将BMSCs在成骨诱导液作用3周,鉴定BMSCs向OB分化.采用96孔共培养板将第2代SCs种植于上室,颅骨来源OB种植下室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组.将诱导分化的OB种植于下室,第2代SCs种植于上室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组,分别于共培养后1、3、5、7、9d采用甲基噻唑基四唑(MTT)进行增殖比较.采用6孔共培养板,实验组上室种植SCs,下室分别种植颅骨来源及BMSCs来源的OB,不加SCs的两种来源的OB作为对照组,分别共培养后于3、7 d检测两种来源OB的碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2 mRNA表达.结果 SCs对颅骨来源的OB在共培养3、5、7、9 d 4个时间点均有明显促增殖作用,在碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2mRNA在各个时间段均起到抑制作用.SCs对大鼠BMSCs来源的OB在共培养1、3 d无明显促增殖作用,在5、7、9 d有明显促增殖作用,在成骨培养基的环境里,SCs可促进BMSCs诱导的OB分化.结论 选择BMSCs来源的OB 与 SCs共培养更适合用于构建神经化组织工程骨.     

大鼠雪旺细胞对两种来源的成骨细胞增殖分化影响的研究

目的 研究应用雪旺细胞(SCs)对两种来源的成骨细胞(OB)的增殖与分化的影响,为构建神经化组织工程骨提供体外实验理论依据.方法 通过采用股骨、胫骨髓腔冲洗法获得SD大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),采用胰蛋白酶消化新生鼠颅骨获得OB及采用消化后组织块法获得SCs.将BMSCs在成骨诱导液作用3周,鉴定BMSCs向OB分化.采用96孔共培养板将第2代SCs种植于上室,颅骨来源OB种植下室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组.将诱导分化的OB种植于下室,第2代SCs种植于上室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组,分别于共培养后1、3、5、7、9d采用甲基噻唑基四唑(MTT)进行增殖比较.采用6孔共培养板,实验组上室种植SCs,下室分别种植颅骨来源及BMSCs来源的OB,不加SCs的两种来源的OB作为对照组,分别共培养后于3、7 d检测两种来源OB的碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2 mRNA表达.结果 SCs对颅骨来源的OB在共培养3、5、7、9 d 4个时间点均有明显促增殖作用,在碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2mRNA在各个时间段均起到抑制作用.SCs对大鼠BMSCs来源的OB在共培养1、3 d无明显促增殖作用,在5、7、9 d有明显促增殖作用,在成骨培养基的环境里,SCs可促进BMSCs诱导的OB分化.结论 选择BMSCs来源的OB 与 SCs共培养更适合用于构建神经化组织工程骨.     

大鼠雪旺细胞对两种来源的成骨细胞增殖分化影响的研究

目的 研究应用雪旺细胞(SCs)对两种来源的成骨细胞(OB)的增殖与分化的影响,为构建神经化组织工程骨提供体外实验理论依据.方法 通过采用股骨、胫骨髓腔冲洗法获得SD大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),采用胰蛋白酶消化新生鼠颅骨获得OB及采用消化后组织块法获得SCs.将BMSCs在成骨诱导液作用3周,鉴定BMSCs向OB分化.采用96孔共培养板将第2代SCs种植于上室,颅骨来源OB种植下室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组.将诱导分化的OB种植于下室,第2代SCs种植于上室,共培养为实验组,无SCs干预共培养为对照组,分别于共培养后1、3、5、7、9d采用甲基噻唑基四唑(MTT)进行增殖比较.采用6孔共培养板,实验组上室种植SCs,下室分别种植颅骨来源及BMSCs来源的OB,不加SCs的两种来源的OB作为对照组,分别共培养后于3、7 d检测两种来源OB的碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2 mRNA表达.结果 SCs对颅骨来源的OB在共培养3、5、7、9 d 4个时间点均有明显促增殖作用,在碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白-2mRNA在各个时间段均起到抑制作用.SCs对大鼠BMSCs来源的OB在共培养1、3 d无明显促增殖作用,在5、7、9 d有明显促增殖作用,在成骨培养基的环境里,SCs可促进BMSCs诱导的OB分化.结论 选择BMSCs来源的OB 与 SCs共培养更适合用于构建神经化组织工程骨.     

丝素蛋白/羟基磷灰石细胞相容性及异位成骨作用

目的 观察两种丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)的细胞相容性及异位成骨作用.方法 相差显微镜及扫描电镜观察兔骨髓基质细胞(BMSCs)在两种SF/HA上的生长;测定ALP活性及噻唑蓝(MTT)比色法测定细胞增殖;材料浸提液的细胞毒性试验.将成骨诱导的兔BMSCs与材料复合培养3 d后植入兔背部肌肉中,进行异位成骨观察.结果 BMSCs在两种材料上能够良好地黏附和增殖,细胞活性及成骨性能不受材料影响,与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05);材料浸提液对细胞生长无毒性作用.异位成骨实验组随时间延长,新骨生成量增多;对照组则均无新骨形成.结论 两种丝素蛋白/羟基磷灰石具有良好的细胞相容性,构建的组织工程化骨具有良好的异位成骨作用.     

Regulation of human bone marrow stromal cell proliferation and differentiation capacity by glucocorticoid receptor and AP‐1 crosstalk

Although marrow adipocytes and osteoblasts derive from a common bone marrow stromal cells (BMSCs), the mechanisms that underlie osteoporosis‐associated bone loss and marrow adipogenesis during prolonged steroid treatment are unclear. We show in human BMSCs (hBMSCs) that glucocorticoid receptor (GR) signaling in response to high concentrations of glucocorticoid (GC) supports adipogenesis but inhibits osteogenesis by reducing c‐Jun expression and hBMSC proliferation. Conversely, significantly lower concentrations of GC, which permit hBMSC proliferation, are necessary for normal bone mineralization. In contrast, platelet‐derived growth factor (PDGF) signaling increases both JNK/c‐Jun activity and hBMSC expansion, favoring osteogenic differentiation instead of adipogenesis. Indeed, PDGF antagonizes the proadipogenic qualities of GC/GR signaling. Thus our results reveal a novel c‐Jun‐centered regulatory network of signaling pathways in differentiating hBMSCs that controls the proliferation‐dependent balance between osteogenesis and adipogenesis. © 2010 American Society for Bone and Mineral Research.     

骨组织工程细胞支架复合珊瑚羟基磷灰石生物相容性研究

目的研究复合珊瑚羟基磷灰石(CCHA)与成骨细胞的生物相容性。方法将成骨细胞分别和复合骨形态发生蛋白的珊瑚羟基磷灰石(CCHA)、单纯珊瑚羟基磷灰石(CHA)混合培养,检测细胞增殖指数和碱性磷酸酶(ALP)活性。结果CCHA对成骨细胞的ALP活性有明显的促进作用,CHA对ALP活性没有影响。二者对细胞增殖指数均无影响。结论CCHA具有良好的生物相容性和骨诱导作用。     

利用人骨髓基质干细胞异位构建组织工程化骨的实验研究

目的 探讨以人骨髓基质干细胞为种子细胞、以部分脱钙骨为支架材料在体内构建组织工程化骨的可行性及其成骨机制。方法 培养、扩增人骨髓基质干细胞，将第4代hBMSCs接种于部分脱钙骨支架上，通过扫描电镜观察其生长和粘附情况，并测量粘附率。于裸鼠皮下植入人骨髓基质干细胞和部分脱钙骨复合物，以无细胞部分脱钙骨作对照。8及12周取材观察。结果 8及12周复合物植入组均见新骨形成，多数骨小梁表面衬有一层成骨细胞样细胞，提示可能存在膜内成骨。单纯部分脱钙骨植入组未见新骨形成。结论 人骨髓基质干细胞与部分脱钙骨复合可以在体内构建组织工程化骨；其成骨机制可能为膜内成骨。     

兔骨髓基质干细胞体外分离培养及生物学特性研究

目的：研究兔骨髓基质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC）体外分离、诱导培养及增殖特点,探讨其生物学特性。方法：抽取兔骨髓,密度梯度离心结合贴壁培养法分离BMSC,诱导培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化。倒置显微镜下观察细胞生长及增殖情况,流式细胞仪检测细胞表面标志物的表达,免疫组织化学观察Ⅰ型胶原表达,并检测碱性磷酸酶活性及细胞矿化作用。结果：体外培养的兔BMSC贴壁生长,10～14天后形成克隆。细胞形态为均一的长梭形并呈漩涡状排列,流式细胞仪检测CD34,CD45阴性,CD44阳性。免疫组化可检测到Ⅰ型胶原表达,碱性磷酸酶活性明显增高,并且出现矿化结节。结论：密度梯度离心结合贴壁培养BMSC,操作简单,细胞易于成活,诱导条件下成骨能力肯定,适合作为骨组织工程的种子细胞。