血管平滑肌细胞在几种基质膜片上生长情况及三种接种培养方法的比较

目的筛选适合于组织工程血管构建的可降解基质材料及最佳的接种培养方式.方法将血管平滑肌细胞接种于几种现有的可降解基质材料上,采用MTT法观察细胞在几种基质材料上的生长情况;比较静态、水平摇床、旋转接种三种接种培养方式.结果细胞相容性比较好的材料有PGA、胶原加黏多糖、脱钙骨等.三种接种方法的接种率为静态1.5%,水平摇床7.2%,旋转接种培养53.5%.结论PGA、胶原加黏多糖、脱钙骨三种材料适合于组织工程血管再造的应用.而三种接种培养方式以旋转接种培养的效率最高.     

复合可降解基质膜片制备及血管内皮细胞在其吸附生长的实验研究

目的　制备几种复合可降解基质膜片 ,观察血管内皮细胞在其上的生长情况。方法　用胶原酶消化法分离牛主动脉血管内皮细胞 (VEC) ,另采用两步盐析法提取牛骨 型胶原。将交联胶原包埋处理聚羟基乙酸 (PGA)、聚乳酸 (PL A)及聚β羟基丁酸 (PHB)形成可降解基质材料膜片 ,并接种牛 VEC,采用 MTT法比较 VEC在几种可降解基质材料膜片的生长情况。结果　胶原、PGA/胶原、PL A/胶原膜质地均匀柔韧 ,固定成形 ,具有一定弹性和吸水性 ;MTT比色实验表明 VEC在胶原、PGA/胶原、PL A/胶原上均生长良好 ,优于 PHB/胶原组。尤以 PGA/胶原所形成的基质材料固定成形 ,弹性和韧性好 ,VEC在其上贴附生长良好。结论　通过生物材料与人工可降解材料有机结合 ,PGA/胶原物理性能互补 ,是组织工程再造血管较理想的基质材料之一。     

人骨髓基质细胞诱导成骨细胞和脱钙骨粘附率的研究

目的研究人MSC诱导为成骨细胞后,其在脱钙骨上的粘附特性.方法采用密度梯度法分离人骨髓中骨髓基质干细胞,条件培养液诱导培养至第3代细胞,经相差显微镜观察,钙结节茜素红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白,RT-PCR检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白mRNA的表达.不同浓度细胞悬液接种脱钙骨,MTT计数未粘附细胞量,计算不同浓度下MSC的粘附率,单位重量脱钙骨上MSC最多能粘附的细胞数量.结果 MSC经体外诱导形成钙结节,Ⅰ型胶原和骨钙蛋白免疫组化结果阳性,RT-PCR证实Ⅰ型胶原和骨钙蛋白mRNA的表达.脱钙骨上接种MSC达到饱和后,MSC的粘附率随接种浓度上升而下降.单位重量脱钙骨最多粘附的MSC量为3.5×107/g.结论人MSC在体外经条件培养液诱导可表达成骨细胞表型,在脱钙骨上有良好的粘附能力,单位重量脱钙骨上存在MSC的最大粘附细胞数量.     

人骨髓基质细胞诱导成骨细胞和脱钙骨粘附率的研究

目的　研究人MSC诱导为成骨细胞后 ,其在脱钙骨上的粘附特性。方法　采用密度梯度法分离人骨髓中骨髓基质干细胞 ,条件培养液诱导培养至第 3代细胞 ,经相差显微镜观察 ,钙结节茜素红染色 ,免疫组化检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白 ,RT -PCR检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白mRNA的表达。不同浓度细胞悬液接种脱钙骨 ,MTT计数未粘附细胞量 ,计算不同浓度下MSC的粘附率 ,单位重量脱钙骨上MSC最多能粘附的细胞数量。结果　MSC经体外诱导形成钙结节 ,Ⅰ型胶原和骨钙蛋白免疫组化结果阳性 ,RT -PCR证实Ⅰ型胶原和骨钙蛋白mRNA的表达。脱钙骨上接种MSC达到饱和后 ,MSC的粘附率随接种浓度上升而下降。单位重量脱钙骨最多粘附的MSC量为 3 .5×1 0 7/ g。 结论　人MSC在体外经条件培养液诱导可表达成骨细胞表型 ,在脱钙骨上有良好的粘附能力 ,单位重量脱钙骨上存在MSC的最大粘附细胞数量     

不同支架及接种培养方法对前脂肪细胞生长情况的影响

目的 通过对体外培养前脂肪细胞并分别与聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）支架、胶原支架以及透明质酸支架复合,研究3种不同支架材料的细胞相容性.方法 切取成年女性腹部皮下脂肪组织,采用胶原酶消化的方法分离培养人前脂肪细胞,采用3-（4,5-二甲基噻唑-2）-2,5-二苯基四氮唑臭盐（MTT）法观察3种不同支架材料的细胞相容性,并以透明质酸作为支架,考察静态和水平摇床两种接种培养方式对前脂肪细胞在支架上接种率的影响.结果 前脂肪细胞可以在体外成功地分离、培养,能定向分化为脂肪细胞,并可以进行传代扩增.前脂肪细胞在PLGA、胶原以及透明质酸3种材料上生长良好,其中透明质酸支架以及水平摇床接种培养效果更佳.结论 透明质酸更加适宜作为组织工程化脂肪的支架材料,水平摇床的接种培养可提高细胞与支架材料之间的接种率,优于静态培养.     

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。     

荧光活性染料DiI标记观察人骨髓基质干细胞与部分脱钙骨粘附的实验研究

目的通过荧光活性染料DiI标记观察骨髓基质干细胞在部分脱钙骨上的粘附。方法用DiI标记人骨髓基质干细胞,接种于部分脱钙骨上,测定细胞的粘附率。于接种后第2、4、7天激光共聚焦显微镜观察细胞在支架材料上的生长状况。结果DiI标记的骨髓基质干细胞的粘附率为(99.9±0.2)%,未标记的骨髓基质干细胞粘附率为(99.1±1)%,两者无统计学差异(P>0.05);第7天时细胞脱钙骨内孔覆盖。结论荧光活性染料DiI标记不影响骨髓基质干细胞在部分脱钙骨支架上的粘附,是观察骨髓基质干细胞在脱钙骨支架上粘附状况的较好方法。     

组织工程血管模型体外构建的实验研究

目的：在体外环境下，探索构建分别含内皮细胞，平滑肌细胞及成纤维细胞的三层结构的组织工程化血管，三种细胞相互作用，相互支持，形成一个在形态和功能与正常血管近似的组织工程化血管。方法：通过用胶原分别包埋处理的三个管径大小不同，但能相互嵌套的聚羟基乙酸（PGA）管形支架，并种植人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞，人成纤维细胞进行三维立体生长培养，观察细胞生长分化情况。采用酶消化法和组织块法分离培养人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞，人成纤维细胞并传代，纯化，将聚羟基乙酸（PGA）无纺网用胶原溶液包埋，真空冷冻干燥，形成多孔状PGA＋胶原管型支架；接种3代－7代人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞及人成纤维细胞与其内腔面，采用动脉旋转培养技术体外培养3周，行扫描电镜观察。结果：构建后的血管模型，层与层结构紧密，内皮细胞，平滑肌细胞及成纤维细胞分泌细胞外基质，相互进行物质交换，类似于生理条件。结论：该支架具有一定弹性和韧性，在培养液中，能较长时间保持形状。此方法的进一步应用组织工程方法构筑具有分层结构的人造血管打下基础。     

血管组织工程的进展

血管组织工程就是在体外构建理想的血管移植物。在过去20余年中涌现出了许多制备血管替代物的方法，包括胶原胶、脱细胞、细胞接种可降解材料等技术，这些成果显示了组织工程血管在临床应用方面的巨大潜力。目前，血管组织工程面临的挑战在于机械性能和抗血栓性，该领域今后的发展方向为细胞来源、体外培养环境、细胞增殖、黏附性和支架材料等。     

动态旋转系统构建组织工程化血管模型中血管内皮细胞分泌功能监测

目的 比较静态和动态旋转系统中构建组织工程化血管模型中血管内皮细胞分泌功能。方法新型可降解材料聚羟基丁酸酯(PHB),用胶原包埋,形成多孔状PHB 胶原管形支架。分离传代、分化人脐静脉内皮细胞,接种于PHB管型支架内腔面,分别在静态、动态旋转系统中培养14 d后,测定血管内皮细胞分泌一氧化氮(NO)、前列环素(PGI2)水平。结果 在动态旋转系统构建组织工程化血管模型中血管内皮细胞分泌NO、PGI2水平显著高于静态系统,在11 d NO分别为(120.52±3.83)μmmol／L、(80.98±5.98)μmmol／L,PGI2分另9为(20.48±1.52)μg／L,(16.59±1.29)μg／L,与静态系统相比,差异有显著性(P<0.05)。结论胶原包埋PHB支架有利于细胞的黏附和生长,可作为组织工程化血管的支架材料。在动态旋转系统构建组织工程化血管模型中血管内皮细胞,具有与正常血管类似的"生理功能"。     

骨髓基质干细胞复合改性的聚羟基丁酸-羟基异戊酯体外构建组织工程化软骨

目的 探讨应用骨髓基质干细胞(BMSCs)复合光接枝改性的聚羟基丁酸-羟基异戊酯(PHBV)构建组织工程化软骨的可行性. 方法 将3代绵羊骨髓基质细胞接种于光接枝改性的三维PHBV支架材料上,24 h后以成软骨诱导液培养,3周后,复合培养物行扫描电镜观察,组织学观察,测定糖胺聚糖(GAG)含量.并将复合物埋植于绵羊腹部皮下,4周后取出,行大体及组织学观察. 结果 经成软骨诱导后,扫描电镜下,BMSCs的突触逐渐变短,由长梭形向扁平形转变,分泌基质量亦明显增多.组织学观察见细胞支架复合物阿利新蓝、番红O、Ⅱ型胶原免疫组化染色均呈阳性.GAG含量测定示诱导3周后,细胞分泌的GAG量(1306.7±192.3)明显高于未经诱导的BMSCs(205.0±26.2)(P<0.001),但仍低于正常软骨细胞(1969.2±235.3)(P<0.001).复合物埋植于皮下4周后,其内炎症细胞浸润明显,但番红O、Ⅱ型胶原免疫组化染色均呈阳性. 结论 以BMSCs为种子细胞,复合改性的PHBV,可于体外构建出软骨样组织,但该组织的理化特点与正常软骨仍有差距.     

旋转系统下三维培养成纤维细胞-PGA复合物的实验研究

目的　观察微重力旋转培养系统对细胞种植于支架和细胞 支架复合物体外培养的影响。　方法　分离培养兔皮肤成纤维细胞 ,实验用第 2代细胞。 ( 1)分别用静止接种和动态接种方式 ,以 2× 10 6/cm3 的细胞密度接种于PGA网架 ,静止接种即滴加细胞悬液于PGA网架上 ,动态接种是把细胞悬液与PGA网架置于旋转细胞培养系统旋转接种 ,分别于 2、4、8、12、2 4h消化下网架上细胞后计数 ,通过计算细胞吸附率了解细胞吸附情况 ;( 2 )将相同细胞密度静止接种的细胞—PGA复合物分别置于旋转和静止条件下培养 ,于 1、3、5、7、14、2 1dMTT法检测细胞增殖 ;用倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞生长、基质形成及其细胞与PGA纤维结合状况的变化。　结果　细胞吸附量随时间延长而逐渐升高 ,动态组在接种后 8、12、2 4h细胞吸附率显著高于静止接种组 ,分别为 ( 46 70 %±2 16 %)比 ( 31 5 0 %± 3 5 4%) ;( 5 6 36 %± 3 18%)比 ( 34 2 8%± 3 16 %) ;和 ( 6 6 32 %± 4 6 0 %)比( 37 38%± 4 6 6 %)。在 3周培养中旋转培养组细胞增殖快于静止组 ,而且细胞在网架中分布比静止组均匀 ,并伴有活跃的细胞基质分泌。　结论　旋转培养系统具有促进细胞吸附增殖分化和在支架内均匀分布的特点 ,是培养细胞支架复合物进行组织工     

凝胶包埋脂肪基质细胞接受振荡载荷模式构筑工程化软骨的研究

目的 观察构建工程化软骨生物学行为,评估扩增软骨种子细胞的方法.方法 软骨诱导化脂肪基质细胞(ADSCs),接种至nβ-TCP/Cs/PCL支架构建工程化软骨:A组(凝胶+振荡培养)、B组(凝胶+静态培养)、C组(振荡培养)、D组(静态培养);每组48块构建物,各阶段每组随机取6块,第1、4、8、12、16、20、24、28天,电镜、共聚焦观察,检测存活率、细胞增殖、Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、DNA及氨基葡聚糖(GAG)含量.结果 A组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富,存活率高于其他组(86.39±5.05,P<0.05),增殖活力、Col-Ⅱ、DNA及GAG含量均高于其他组(0.57±0.12,71.30±2.51,73.21±1.38,81.25±1.29,P<0.05).结论 凝胶包埋及振荡方式能扩增种子细胞及优化软骨构建质量.     

聚羟基乙酸作为支架材料体外构建复层膀胱壁结构的探讨

目的：探讨聚羟基乙酸（polyglycolic acid,PGA）作为支架材料并复合成年猪膀胱平滑肌细胞和尿路上皮细胞,体外构建复层膀胱壁结构的可行性。方法：采用PGA作为支架材料。并以聚乳酸（polylact acid,PLA）塑形。以酶消化法分别获得猪膀胱尿路上皮细胞和平滑肌细胞,并体外扩增。以MTT法分别检测P3代膀胱平滑肌细胞（SMC）和尿路上皮细胞（UC）的体外增殖能力。将P3代膀胱平滑肌细胞先接种在支架上,再接种尿路上皮细胞。将细胞一材料复合物体外培养1～2周并行组织学鉴定。结果：酶消化法获得的膀胱平滑肌细胞和尿路上皮细胞经过体外培养仍具有较强的体外增殖能力。细胞材料复合物体外培养1周后形成分层排列结构,包括黏膜上皮层和膀胱平滑肌层。免疫组织化学显示平滑肌层α-Smooth Muscle Actin表达阳性,黏膜上皮层广谱角蛋白表达阳性。而细胞材料复合物继续体外培养至2周,细胞从支架上大量脱落。结论：PGA适合作为复层膀胱壁结构体外构建的支架材料。采用PGA作为支架材料并复合膀胱平滑肌细胞和尿路上皮细胞,可以体外构建出类似复层膀胱壁结构。细胞材料复合物体外培养1周左右较适合进行体内回植修复。     

Differential cartilaginous tissue formation by human synovial membrane, fat pad, meniscus cells and articular chondrocytes

OBJECTIVE: To identify an appropriate cell source for the generation of meniscus substitutes, among those which would be available by arthroscopy of injured knee joints. METHODS: Human inner meniscus cells, fat pad cells (FPC), synovial membrane cells (SMC) and articular chondrocytes (AC) were expanded with or without specific growth factors (Transforming growth factor-beta1, Fibroblast growth factor-2 and Platelet-derived growth factor bb, TFP) and then induced to form three-dimensional cartilaginous tissues in pellet cultures, or using a hyaluronan-based scaffold (Hyaff-11), in culture or in nude mice. Human native menisci were assessed as reference. RESULTS: Cell expansion with TFP enhanced glycosaminoglycan (GAG) deposition by all cell types (up to 4.1-fold) and messenger RNA expression of collagen type II by FPC and SMC (up to 472-fold) following pellet culture. In all models, tissues generated by AC contained the highest fractions of GAG (up to 1.9% of wet weight) and were positively stained for collagen type II (specific of the inner avascular region of meniscus), type IV (mainly present in the outer vascularized region of meniscus) and types I, III and VI (common to both meniscus regions). Instead, inner meniscus, FPC and SMC developed tissues containing negligible GAG and no detectable collagen type II protein. Tissues generated by AC remained biochemically and phenotypically stable upon ectopic implantation. CONCLUSIONS: Under our experimental conditions, only AC generated tissues containing relevant amounts of GAG and with cell phenotypes compatible with those of the inner and outer meniscus regions. Instead, the other investigated cell sources formed tissues resembling only the outer region of meniscus. It remains to be determined whether grafts based on AC will have the ability to reach the complex structural and functional organization typical of meniscus tissue.     

运用组织工程学原理构建许旺细胞三维培养体系

目的 探讨普通重力和模拟微重力条件下构建许旺细胞三维培养体系的方法。方法 对聚羟基乙酸细丝支架进行化学改性处理后再以层粘连蛋白进行生物学修饰;分别在普通重力和模拟微重力条件下把原代许旺细胞悬液接种在支架材料上,观察许旺细胞的粘附生长情况。结果 两种重力条件下许旺细胞在聚羟基乙酸支架表面都能良好贴壁生长,培养2d时细胞生长稳定、密度适中;模拟微重力条件下许旺细胞在支架表面的分布更均匀。结论 普通重力和模拟微重力环境都适宜构建许旺细胞的三维培养体系,模拟微重力环境可能为有利。     

Freeze‐dried human serum albumin improves the adherence and proliferation of mesenchymal stem cells on mineralized human bone allografts

Mineralized scaffolds are widely used as bone grafts with the assumption that bone marrow derived cells colonize and remodel them. This process is slow and often unreliable so we aimed to improve the biocompatibility of bone grafts by pre‐seeding them with human mesenchymal stem cells from either bone marrow or dental pulp. Under standard cell culture conditions very low number of seeded cells remained on the surface of freeze‐dried human or bovine bone graft or hydroxyapatite. Coating the scaffolds with fibronectin or collagen improved seeding efficiency but the cells failed to grow on the surface until the 18th day. In contrast, human albumin was a very potent facilitator of both seeding and proliferation on allografts which was further improved by culturing in a rotating bioreactor. Electron microscopy revealed that cells do not form a monolayer but span the pores, emphasizing the importance of pore size and microstructure. Albumin coated bone chips were able to unite a rat femoral segmental defect, while uncoated ones did not. Micro‐hardness measurements confirmed that albumin coating does not influence the physical characteristics of the scaffold, so it is possible to introduce albumin coating into the manufacturing process of lyophilized bone allografts. © 2011 Orthopaedic Research Society Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 30:489–496, 2012     

胎猪BMSC体外构建软骨的实验研究

目的比较胎猪骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs）和成年猪BMSCs构建软骨能力的差异,寻找合适的同种异体组织工程软骨种子细胞来源。方法通过剖腹产手术获得胎龄为70 d的胎猪,胎猪骨髓液贴壁培养获得胎猪BMSCs;抽取成年猪骨髓液,经贴壁培养法获得成年猪BMSCs。两种细胞体外扩增培养后,观察第3代细胞形态,并进行成骨、成脂和成软骨诱导。分别取两种细胞以1×108 cells/mL的细胞终浓度,接种于聚乳酸包埋的聚羟基乙酸支架,体外诱导培养8周后取材。通过大体观察、糖胺聚糖（GAG）含量测定、总胶原含量测定、组织学,以及免疫组化等方法,对两种细胞构建的组织工程软骨的相关生物学特性进行比较。结果胎猪BMSCs比成年猪BMSCs具有更好的增殖和成骨、成脂和成软骨能力。胎猪BMSCs构建的软骨有良好的软骨外观,而且GAG含量和总胶原含量均高于成年猪BMSCs构建的软骨（P<0.01）。组织学和免疫组化显示,胎猪BMSCs构建的软骨组织结构致密,基质及Ⅱ型胶原显色程度均明显强于成年猪BMSCs构建的软骨。结论胎猪BMSCs是组织工程软骨较好的种子细胞来源。     

凝胶包埋兔脂肪基质细胞接种三维支架动态构建组织工程化骨

目的 探讨高效的细胞种植方法,提高工程化骨构建质量.方法 成骨诱导化脂肪基质细胞,制备含rhBMP-2的纳米化壳聚糖/胶原蛋白/β磷酸三钙(Cs-Col-β-TCP)支架,构建工程化骨.静态种植静态培养(A组),振荡种植静态培养(B组),凝胶+振荡种植静态培养(c组),凝胶+静态种植静态培养(D组).第1、4、 8、 12、16、20、24、28天,扫描电镜、共聚焦显微镜观察,检测细胞存活率、细胞增殖、碱性磷酸酶、DNA、骨钙素水平.结果 C组细胞分布均匀、呈三维内生长、细胞外基质丰富,细胞存活率、增殖活力、碱性磷酸酶、DNA、骨钙素水平均高于其他组(79.53±2.67、0.59±0.20、65.16±6.85、207.62±19.36、55.22±8.51,P<0.05).结论 凝胶联合振荡种植可提高细胞接种效率及增强诱导成骨活性.