鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞异位成骨性能

目的:观察鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞后植入裸鼠皮下的成骨性能. 方法:获取兔髂骨松质骨骨髓基质细胞,体外分离、扩增、诱导后接种于鸵鸟羟基磷灰石支架. 支架/细胞复合物植入裸鼠背部皮下,支架单纯植入作为对照. 植入后3, 6 wk取材,通过大体、组织学观察评价成骨活性. 结果:支架/细胞复合物植入后3 wk,以软骨为主的大量未成熟骨在材料表面及孔隙内形成;植入后6 wk,更多的成熟骨形成. 在支架材料和骨组织的邻接区域见成骨细胞及破骨细胞,部分区域有血管和多核巨细胞分布,可见软骨内成骨方式. 结论:支架/细胞复合物显示良好的成骨活性,鸵鸟羟基磷灰石陶瓷可以用于骨组织工程支架材料.     

壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料修复骨缺损研究

目的观察壳聚糖/羟基磷灰石纳米材料修复家兔颌骨缺损愈合的愈合过程,评价该新型材料的生物活性和成骨特性。方法电镜观测材料孔隙率、孔径大小和材料间的交连特点。30只家兔随机分为3组,分别为壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合物充填组(A组),纳米羟基磷灰石(HA)充填组(B组)和空白对照组(C组),其中空白对照组缺损区不植入任何材料。术后2、4、8和12周分批处死家兔,取下颌骨观察缺损部愈合情况,并进行X片、力学性能的初步分析。结果壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物移植10周时可完全修复骨缺损,各时段放射学评估优于其他各组,差异有显著性(P<0.05)。10周时修复效果显著差于壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物充填组(P<0.05);空白组10周时缺损不能修复。骨痂力学强度与骨痂X线灰度呈指数相关(P<0.05),骨痂X线灰度随骨折愈合的进程而增高。结论壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物具备良好的生物兼容性及骨引导能力,可应用此材料于骨损伤的修复,它是一种有应用前景的骨替代品和骨组织工程支架基质材料。     

聚己内酯/纳米羟基磷灰石静电纺纤维膜的制备及其生物活性

目的 检测静电纺丝技术制备的聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架材料的理化表征、生物学性能及成骨活性。方法 通过静电纺丝技术制备聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合材料,测量其理化表征。以MC3T3-E1细胞为模型初步评估复合材料的细胞相容性与成骨活性,为骨组织再生提供实验依据。结果 聚己内酯/纳米羟基磷灰石静电纺丝是一种无序三维交错网状结构,具有较小的拉伸强度及良好的润湿性。在聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合纤维材料表面MC3T3-E1细胞生长良好,有伪足伸出,促进碱性磷酸酶及Runx2基因的表达。结论 聚己内酯/纳米羟基磷灰石静电纺纤维膜具有良好的理化表征、生物学性能与成骨特性,是一种潜在可用于种植骨再生的材料。     

分层复合骨-软骨支架的制备及生物相容性初步研究

目的 制备分层复合骨-软骨支架及研究其生物相容性.方法 首先制备纳米羟基磷灰石(nano-HAP)/Ⅰ型胶原复合材料,以nano-HAP/Ⅰ型胶原/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为骨部分支架,透明质酸钠/PLGA为软骨部分支架,分层复合构建骨-软骨支架,透射电镜、红外光谱、X射线衍射分析nano-HAP/Ⅰ型胶原复合材料颗粒粒径大小、化学组成及结晶度,扫描电镜观察支架微观形貌,并通过大鼠骨髓基质干细胞-支架复合培养、噻唑蓝法检测支架的生物相容性及细胞毒性.结论 分层复合骨-软骨支架具有良好的微观结构,无细胞毒性,细胞与支架生物相容性良好,适合作为骨-软骨支架.     

人骨髓间充质千细胞与骨转化羟基磷灰石复合培养研究

目的 观察人骨髓间充质干细胞(Mesen chymal stem cell，MSC)与骨转化羟基磷灰石的复合培养，证实骨转化羟基磷灰石是组织工程良好的载体材料。方法制备骨转化羟基磷灰石，体外培养MSC并材料复合，通过共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察MSC与材料的复合情况。结果 MSC可以在材料上贴附、生长、繁殖、分化。结论 骨转化羟基磷灰石是良好的支架材料，易与MSC复合，适合种子细胞的贴附、生长、增殖和分化。     

SD大鼠骨髓基质细胞与多孔羟基磷灰石陶瓷支架体外粘附的实验研究

目的研究诱导培养的SD大鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)在多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料上的粘附和生长。方法SD大鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)经矿化诱导培养、扩增后与多孔羟基磷灰石陶瓷支架体外复合培养,扫描电镜观察BMSCs在支架表面的贴附形态;同时以不同浓度细胞悬液接种多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料,检测适宜的接种浓度及单位体积支架材料最多可粘附BMSCs数量。结果BMSCs在支架表面贴附良好,当接种浓度为2×106/ml时,单位体积的多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料最多可粘附BMSCs数量为3.1×107cell/cm3。结论SD大鼠BMSCs在体外经矿化诱导培养可表达成骨细胞表型,诱导培养后的细胞与新型多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料上具有良好的亲和能力。     

纳米羟基磷灰石人工骨的毒性与细胞相容性实验研究

目的评价纳米羟基磷灰石人工骨的毒性与细胞相容性相容性,从而为运用于骨缺损修复提供有关安全性的数据和资料.方法对新型纳米羟基磷灰石人工骨进行亚急毒性试验、抑菌试验、热原试验、细胞毒性试验、溶血试验等试验.结果此纳米羟基磷灰石人工骨材料无毒,无抑菌作用,不引起溶血,不含致热原物质.结论此纳米羟基磷灰石材料具有很好的安全性和细胞相容性     

颈椎椎间融合器复合涂层及生长因子在山羊体内的融合效果评价

 目的 在活体山羊颈椎上比较自体三面皮质髂骨、帽式颈椎椎间融合器（hat type cervical intervertebral fusion cage,HCIFC）、表面喷涂羟基磷灰石的HCIFC及载有生长因子的羟基磷灰石涂层HCIFC的椎间融合效果。方法 将32头山羊随机平均分为4组：自体骨组、HCIFC组、羟基磷灰石涂层组及生长因子组。各组均行C₃~C₄椎间盘切除术并植入以上内植物。于术前、术后即刻及术后1、2、4、8、12周摄颈椎正、侧位X线片,于侧位X线片上测量平均椎间高度（disc space height,DSH）、椎间角（intervertebral angle,IVA）及前凸角（lordosis angle,LA）;术后12周处死动物,取C₃~C₄节段标本进行生物力学测定及组织学评估。结果 生长因子组的颈椎屈曲、后伸和侧屈的平均刚度显著大于其他组（P<0.05）;羟基磷灰石涂层组后伸、轴向旋转及侧屈的平均刚度显著大于HCIFC组和自体骨组（P<0.05）。影像学及组织学检测结果显示,3个颈椎椎间融合器组的椎间融合效果均好于自体骨组,其中生长因子组的融合效果最好。结论 羟基磷灰石涂层可以改善颈椎椎间融合器的融合效果,生长因子能促进骨融合。     

pcDNA3.1-VEGF165转染BMSCs构建组织工程骨修复骨缺损的实验研究

目的：依据组织工程的原则,首先将pcDNA3.1-血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）165质粒转染至骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells ,BMSCs）,然后将其与纳米羟基磷灰（nano-hydroxyapatite,n-HA) /羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan,CMCS）支架材料复合构建组织工程骨,观察该组织工程骨在兔桡骨骨缺损模型处的成骨能力及降解速度。 方法：采用化学共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,以京尼平（Genipin）为交联剂,通过粒子沥滤结合冷冻干燥工艺制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖复合支架材料。采用扫描电镜观察其微观结构;三点弯曲法测试其力学性能;通过细胞形态分析测试其体外细胞毒性;激光共聚焦显微镜观察其荧光性能。根据设计的引物反转录合成VEGF165,pcDNA片段,构建pcDNA3.1-VEGF165质粒。骨髓间充质干细胞取自兔骨髓,培养、传代,采用电转法将 pcDNA3.1- VEGF165转至 BMSCs 然后与 n-HA/CMCS支架材料复合构建组织工程骨;建立动物模型将其植入兔桡侧,通过大体观察,X射线,HE染色及三点弯曲强度评价其成骨能力及降解速度。 结果：京尼平交联的n-HA/CMCS支架材料微观结构、力学性能与天然松质骨相似,可满足支架材料的要求;与戊二醛做交联剂所得支架相比,本研究所得支架生物毒性更小,更利于细胞的吸附与增殖,并且使用京尼平交联是支架材料具有自发荧光特征;成功构建出 pcDNA3．1-VEGFl65质粒,将其转至 BMSCs,并与n-HA/CMCS 复合构建组织工程骨。大体标本观察表明复合材料植入骨缺损处可见骨缺损处愈合良好,植入材料大部分已转化为自体骨组织仅少许未降解。X射线观察显示实验侧可见明显骨痂生成,骨髓腔形成,骨髓腔基本贯通。HE染色结果表明实验组骨缺损愈合,皮质骨形成,皮质主要由编织骨组成,部分由新生的骨单位构成,髓腔再通。 结论： pcDNA3.1-VEGF165转染BMSCs复合n-HA/CMCS支架材料具有生物相容性好、无毒副作用、促进局部微血管形成、加快骨缺损修复的作用,其降解速度与骨生长速度基本匹配;使用京尼平交联的支架不同于其他骨组织工程支架材料,其具有自发荧光特征。通过激光共聚焦显微镜可以清楚地观察到支架和细胞的界面,细胞的粘附特征,以及支架的微结构和降解时微结构特征变化。综上可知本研究所得复合骨是一种潜在的性能优良的骨修复材料。     

大鼠脂肪间充质干细胞复合羟基磷灰石成骨分化的实验研究

目的 脂肪间充质干细胞可与羟基磷灰石复合向成骨细胞分化,检测两种羟基磷灰石复合细胞成骨能力的差别.方法 通过扫描电镜观察脂肪间充质干细胞与普通羟基磷灰石和纳米级羟基磷灰石复合情况.检测细胞与载体复合后,表达碱性磷酸酶和骨钙素的情况.结果 在将AMSCs细胞种植于两种羟基磷灰石载体表面,向成骨方向诱导4周后,通过扫描电镜观察,羟基磷灰石载体表面有细胞存在.在两种不同的羟基磷灰石(HA)ALP的表达差异有显著性.骨钙素的检测发现,在纳米级羟基磷灰石上的表达要高于普通级羟基磷灰石.结论 ①脂肪间充质干细胞(AMSCs)可在裁体上复合生长.②AMSCs与HA载体复合后,可表达成骨细胞的特征.③诱导成骨后,在纳米级羟基磷灰石上复合表达碱性磷酸酶的量高于普通级羟基磷灰石.     

骨组织工程中载体支架的研究进展

选择适当的载体支架用于种子细胞的种植是当前骨组织工程研究中的紧迫任务。目前研究较多的支架材料是多聚体类、多孔陶瓷载体类和生物类支架，而其他材料的支架也在积极探索中。本文针对国内外在骨组织工程中载体支架选取及应用方面的研究进展进行综述。     

BMSCs复合CS-CPC/BMP-2/bFGF支架材料的生物相容性研究

目的:研究CS-CPC/BMP-2/bFGF支架材料的生物相容性,为骨组织工程提供一种新型复合支架材料。方法:制备CS-CPC/BMP-2/bFGF支架材料。将大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)与CS-CPC/BMP-2/bFGF支架材料联合培养,体外成骨诱导培养2周,扫描电镜观察细胞黏附情况,MTT法分析细胞增殖情况以评价其组织相容性。结果:扫描电镜示细胞在新型支架上吸附、生长良好。MTT示BMSCs在材料上和单纯诱导的细胞增殖能力基本相同。结论:CS-CPC/BMP-2/bFGF支架材料是一种具有良好生物相容性的支架材料,有望在骨组织工程中得到广泛应用。     

Neurogenesis of adipose-derived stem cells in hydrogel

Adipose tissue is a readily available source of adult stem cells with multipotent properties suitable for tissue engineering and regenerative medical applications. Peptide hydrogel is a novel biomaterial which provides three-dimensional microenvironments for a variety of cells for tissue grafting. In this study, adipose-derived stem cells (ADSCs) were isolated from rats, seeded into the peptide hydrogel polymer scaffolds and cultured in Neurobasal (NB) media supplemented with B27, basic fibroblast growth factor (bFGF) and epidermal growth factor (EGF). Ten days after the culture, some cells were expanded into clonal populations in which the expression of both Nestin and Brdu was detected but only Brdu expression was detected in the cells that were not expanded into clonal populations. Our results suggested that ADSCs in peptide hydrogel polymer scaffolds can be induced to differentiate into cells capable of expressing the neuron-associated markers, self-renewal and self-propagation.     

可同时释放两种骨形态发生蛋白复合支架的制备

目的 研制一种可同时释放骨形态发生蛋白2 (BMP-2)和骨形态发生蛋白7(BMP-7)的生物活性复合支架,以应用于骨组织工程的研究.方法 分别采用复乳溶剂挥发法和相分离法制备负载BMP-2和BMP-7的聚乳酸/羟基乙酸-聚乙二醇(PGLA-PEG)微球和三维多孔的聚己内酯(PCL)支架.然后采用改良的二氯甲烷熏蒸法将PGLA-PEG微球黏附在PCL支架上,形成同时负载BMP-2和BMP-7的复合支架,并检测BMP-2和BMP-7的缓释效果.将人成骨细胞系hFOB1.19分别种植在复合支架和传统支架中,研究支架上的细胞增殖能力和成骨分化能力.结果 制备的复合支架能同时缓慢地释放BMP-2和BMP-7.细胞培养第10天,复合支架上的细胞活性优于传统支架(P＜0.01),细胞形态正常.复合支架上细胞的碱性磷酸酶和Ⅰ型胶原蛋白、骨钙素、骨桥蛋白3种成骨基因的mRNA水平均高于传统支架(P＜0.05,P＜0.01).结论 成功研制出一种可同时释放BMP-2和BMP-7的生物活性复合支架,并可用于骨组织工程的研究.     

NELL-1：高效特异的新型生长因子

骨与其他组织的再生往往需要种子细胞、支架材料和相关生长因子三方面的参与,而生长因子作为维持微环境的重要组成部分,对于组织再生起着重要作用［1-2］。人类尼尔样-1型分子（Nel-like molecule-1, NELL-1）基因位于第11号染色体p15.1 p15.2,长度约906 kb,包含20个编码外显子。基因编码的分泌蛋白包含810个氨基酸开放阅读框架,其相对分子质量在糖基化之前约为90 000。NELL-1是人类颅缝早闭症相关的一种分泌蛋白,结构包含有6个表皮生长样因子结构域,一个分泌信号肽,一个N末端分子,4个半胱氨酸富集区。NELL-1与胚胎系统发育密切相关,在骨骼系统的发育进程中扮演着重要角色,其具有良好的诱导骨再生与软骨再生的能力,尤其是针对软骨细胞系有较高的特异性。相对于经典的成骨诱导因子骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein 2, BMP-2）,NELL-1具有特异性强、诱导成骨的骨质更为致密、不良反应小等优势。近年来,NELL-1在组织工程领域进行了大量的研究,NELL-1研究涉及的方面主要包括基因或者蛋白结构及其表达谱［3-4］、生物学功能［5-6］、分子调控机制［7-8］、与疾病相关性［9-10］等。NELL-1与胚胎系统发育密切相关,在骨骼系统的发育进程中扮演着重要角色,其具有良好的诱导骨再生与软骨再生的能力,尤其是针对软骨细胞系有较高的特异性。NELL-1还具有与BMP-2协同作用的能力,NELL-1能够提高细胞对于BMP-2成骨诱导的反应,以及显著降低BMP-2诱发的炎症反应。因此本文拟通过循证医学系统评价的方法综述NELL-1生物学功能。     

骨形态发生蛋白2缓释载体的研究进展

自体骨移植一直是骨修复的"金标准",但仍存在一些问题。异体骨移植同样存在着骨愈合缓慢及排斥反应等问题。随着组织工程学的发展,应用骨组织工程方法来修复骨缺损成为研究热点。骨组织工程主要包括支架材料、种子细胞、生长因子三个方面。骨形态发生蛋白2是目前最强的促骨生长因子,其在体内半衰期很短,必须依靠缓释载体才能发挥其较长效的促骨生长作用。     

转化生长因子β1基因修饰的间充质干细胞／仿生基质材料的体外复合培养

目的 探讨转化生长因子β1（TGF－β1)基因转染对间充质干细胞（MSCs)增殖分化的影响,评价涂覆多聚赖氨酸（PLYS）的聚DL乳酸（PDLIA）仿生基质材料能否作为关节软骨组织工程学研究的支架材料。方法 将组织工程学与分子生物学有机结合,体外将具有多重生物学效应的TGF－β1基因转入关节软骨组织工程首选种子细胞－－间充质干细胞（MSCs）,并与表面涂覆PLYS的PDLLA可降解三维多孔基质材料体外复合培养。以单纯空载体转染MSCs为对照,通过扫描电镜等方法观察种子细胞的粘附、增殖及分化等情况。结果 基质材料孔隙率为88％,其中孔径为150－200μm的有效孔占80％。所有细胞增能很好地粘附于基质材料上,其中TGF－β1基因修饰的MSCs增殖分化活性明显优于对照组。结论 利用扮子组织工程学原理可使TGF－β1持续高效发挥作用,使提高关节软骨缺损的修复质量和远期疗效成为可能。涂覆PLYS的PDLLA仿生基质材料不仅具有良好的生物相容性和结构相容性,而且具有更好的表面相容性和生物学活性,在一定程度上解决了细胞－－基质材料之间非的界面不相容问题,是关节软骨缺损修复的良好基质材料。     

骨缺损修复中干细胞成骨分化调控因素研究进展

干细胞因来源广泛、可自我更新、拥有多向分化潜能等优点,目前已广泛用于组织修复实验和临床研究,特别是在骨缺损修复中展现出良好的应用前景。在骨组织工程中,干细胞作为缺损修复支架的组成要素,为缺损修复提供细胞来源和活性基础,因此探究骨缺损修复中干细胞成骨分化的主要调控因素尤为重要。本文将从支架的材料组成、材料表面微观结构、空间宏观结构、外源性药物、体外刺激等因素综述骨组织工程中干细胞成骨分化调控因素、作用机理与研究进展,为骨缺损修复的基础研究与临床应用提供新思路。     

骨髓间充质干细胞-聚乳酸聚乙醇酸共聚复合物支架修复组织损伤的实验研究

目的 探讨骨髓间充质干细胞-聚乳酸聚乙醇酸共聚复合物（PLGA）的构建及对损伤组织的修复效果。方法 （1）分离培养新西兰幼兔骨髓间充质干细胞（MSC）,4,6联脒-2苯基吲哚（DAPI）标记后接种于PLGA支架上。扫描电镜和免疫荧光显微镜观察不同时间段MSC在支架上的生长情况。（2）分别将MSC-PLGA复合物及PLGA支架移植于新西兰大白兔背部皮肤创面。术后观察创面愈合情况,5周后取移植物行HE染色、VG染色及细胞角蛋白AE1／AE3免疫荧光组化检测。结果 MSC在支架上生长良好,细胞数量随时间增长而逐渐增加,第10天细胞达到90％融合。MSC-PLGA复合物所修复创面,随着聚合材料的降解,逐渐形成新生皮肤,HE染色及VG染色示新生皮肤与正常皮肤结构相似,且荧光显微镜下可见胞核呈蓝色荧光的角化层细胞及毛囊细胞,其胞浆同时表达角蛋白。PLGA支架所修复创面则新生皮肤仅见少量毛囊,并见增厚的纤维瘢痕。结论 骨髓间充质干细胞复合PLGA聚合物是良好的移植替代物。     

In Vitro Cytotoxicity of Polyphosphoester as a Novel Injectable Alveolar Replacement Material

The aim of this study was to investigate the in vitro cytotoxicity of polyphosphoester polymer used as a novel injectable alveolar bone substitutes for controlled delivery of tetracycline. Cell culture medium was exposed to the polymer （0.01-10 mg/mL） for 24 h. The L-929 mouse fibro- blasts were then exposed to the treated cell culture medium for 24 h. Finally, cell viability and growth were assessed by using MTT assay and Alamar Blue assay. No significant cytotoxicity of the polyphosphoester against L-929 mouse fibroblasts was observed at a concentration up to 10 mg/mL （P〉0.05）. The two evaluation methods showed no significant differences （P〉0.05）. This study suggests that polyphosphoester does not demonstrate any significant toxic effects to cells in vitro and has the potential to be used both as a medical device and as scaffolds in tissue engineering applications.