自体肌腱细胞介导修复肌腱缺损的实验研究

目的　探讨以自体肌腱细胞为种子细胞的组织工程化肌腱体内形成。方法　取自体肌腱细胞经体外培养、扩增 ,与可吸收生物材料聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA)混合培养形成细胞 生物材料复合物 ,将细胞 生物材料复合物移植于手术缺损的家猪趾浅屈肌腱处 ,并设单纯PGA组作为对照组。术后 6周取材 ,对标本进行大体观察、组织学和生物力学检测和评价再生组织。结果　实验组新生组织在大体、组织学和胶原排列等方面与正常肌腱相似 ,对照组新生组织细胞、胶原排列较为紊乱。生物力学显示其最大拉力、最大应力和弹性模量 ,实验组比对照组分别提高 3 6.1% (t =3 5 6、P <0 .0 5 )、2 7.4%(t =2 94、P <0 .0 5 )和 15 .0 % (t =2 62、P <0 .0 5 )。结论　应用组织工程技术以自体肌腱细胞可以修复肌腱缺损     

体外构建组织工程化肌腱的初步研究

目的探讨利用可吸收生物材料聚羟基乙酸(polyglycolic acids ,PGA)和肌腱细胞在体外构建组织工程化肌腱的可能性. 方法取肌腱细胞经体外培养、扩增至第2代,与PGA混合培养形成细胞-生物材料复合物,体外培养1周后分组,用U形弹簧给细胞-PGA复合物持续张力后体外培养(n=5)为实验组;没有外加张力的作为对照1组(n=4);单纯PGA作为对照2组(n=3),每2天换液1次.分别于体外培养2、4、6周取组织做组织学、免疫组化检测,同时对第6周的标本进行透射电镜和生物力学检测. 结果第2周时,3组标本在大体、组织学等方面无明显差异,组织学上主要是未降解的PGA纤维.第4周时,实验组和对照1组均有新生肌腱组织形成,HE染色和免疫组化检测均提示胶原纤维形成,而对照2组的PGA已大部分降解.第6周时,对照1组形成的肌腱组织比实验组的粗,透射电镜检测两组标本形成的胶原纤维有周期性横纹,与对照1组相比,实验组形成的胶原纤维沿纵轴排列有序更接近正常肌腱组织,生物力学检测显示实验组的最大应力(1.107±0.327 N/mm2)明显强于对照1组(0.294±0.138 N/mm2)(P<0.05). 结论应用组织工程技术在体外可以构建肌腱组织,施加周期性的应力可能更有利于肌腱组织的形成.     

兔骨髓间质干细胞修复肌腱缺损效果观察

目的　观察兔骨髓间质干细胞(MSCs)修复肌腱缺损的效果。　方法　分离培养家兔MSCs,检测CD44mRNA进行鉴定。6只家兔分为实验组和对照组,每组3只。在兔跟腱处造成3cm长的缺损,实验组家兔以自体MSCs为种子细胞、以胶原聚羟基乙酸(PGA)为生物支架构建肌腱并移植于跟腱缺损处,对照组家兔仅以PGA生物支架修复跟腱缺损。于术后4、8、12周对移植部位进行大体和组织学观察。　结果　MSCs培养11d时CD44mRNA显示阳性。实验组术后8周肉眼可见移植处形成腱样组织, 12周时组织学观察可见形态一致、顺应力学方向排列于胶原中的腱样细胞,类似正常肌腱组织。对照组所形成的新生组织较实验组细小且与周围组织粘连, 12周时组织学观察见细胞排列紊乱,胶原纤维呈松散网丝状。　结论　应用组织工程技术以自体MSCs修复肌腱缺损具有可行性。     

生物衍生材料构建组织工程肌腱体内植入的实验研究

目的 探讨用同种异体肌腱细胞与生物衍生肌腱材料体外联合培养后植入体内，构建组织工程肌腱的可行性。方法 选用四川锦猴15只，手术造成纤维鞘管内屈指深肌腱2．5cm缺损后，分三组。A组：生物衍生肌腱材料构建的组织工程肌腱移植组；B组：单纯生物衍生肌腱材料移植组；C组：自体肌腱移植组。术后1、2、3、6和12周分期观察植入物的大体形态、组织学和超微结构，BrdU标记表达。结果 A组植入体内后肌腱细胞能继续增殖，细胞形态随着时间增加而逐渐趋于正常，形成的肌腱呈白色且有光泽、致密，组织学可见胶原纤维排列较为规则，12周肌腱细胞仍成活并分泌胶原，BrdU表达为阳性；B组植入体内3周后材料逐渐变细，12周后材料被逐渐降解吸收出现中断；C组植入体内2周后桥接部有纤维连接，排列较为规则，肌腱愈合。A组分别于3、6、12周进行扫描电镜观察可见肌腱细胞排列均匀，胶原纤维相互连接形成网状，主体趋势与肌腱走行方向一致；透射电镜下可见细胞核仁清晰，细胞器丰富。随时间的增加A、C组与B组的差异明显增大。结论 同种异体肌腱细胞与生物衍生肌腱材料复合构建的组织工程肌腱，植入免疫功能正常的动物体内能够再生出肌腱样组织，植入的肌腱细胞具有生命力，新生的肌腱组织在大体、组织学方面与正常肌腱相似。     

组织工程技术修复兔气管软骨缺损的实验研究

目的探讨以兔耳廓软骨细胞(auricularchondrocytes)为种子细胞,利用组织工程技术修复其自体气管软骨缺损的可行性。方法取兔耳廓软骨,以II型胶原酶消化分离软骨细胞,体外培养并扩增至第2代后,接种于聚羟基乙酸(PGA)纤维支架(3cm×2cm,约60mg),形成细胞—材料复合物。体外培养7d后,细胞—材料复合物环行包裹于直径为0.7cm的硅胶管外表面,置于裸鼠皮下。6周后取出,并将形成的管状软骨用于修复兔自体约1.5cm长的节段性气管软骨全层缺损。结果兔耳廓软骨细胞有较强的体外增殖能力,扩增至第2代时即可满足组织构建所需要的细胞量。软骨细胞种植于PGA后,细胞和材料黏附良好,细胞外基质分泌旺盛。置于裸鼠皮下6周后,细胞—材料复合物可形成弹性、韧性良好的管状软骨;其大体外观,组织学结构均与兔自体气管软骨相似。修复兔气管缺损后,组织工程化气管和周围组织愈合良好,实验动物可自主呼吸,成活1~28d不等,平均12.3d,死亡原因多为痰液积存和气管内肉芽增生。结论以兔耳廓软骨细胞与PGA相复合,利用组织工程学技术可以形成大体外观、组织学结构均与兔自体气管软骨相似的“组织工程化气管”,并能用于修复兔自体气管全层缺损。     

骨髓基质干细胞修复兔关节软骨缺损的实验研究

目的研究以多聚乙醇酸(PGA)为支架的骨髓基质干细胞(BMSCs)复合物修复兔膝关节软骨缺损的情况。方法体外培养扩增的自体BMSCs种植于PGA支架并培养72h,然后将支架-细胞复合物植入兔关节软骨缺损模型。术后12周处死动物,标本行大体观察、组织学检查及Ⅱ型胶原免疫组化染色。结果BMSCs-PGA复合物植入后形成丰富的透明软骨样修复组织,新生软骨无明显退变。对照组主要为纤维组织及软骨下骨修复。结论BMSCs-PGA复合物可修复关节软骨缺损。     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

组织工程肌腱种子细胞的比较研究

目的 探讨猪肌腱细胞、真皮成纤维细胞、骨髓问充质干细胞中何种细胞最适宜作为体外组织工程化肌腱构建的种子细胞.方法 收集猪肌腱细胞、真皮成纤维细胞及骨髓间充质干细胞,以50×106个细胞密度均匀接种于圆柱状聚羟基乙酸(Polyglycolic acids,PGA)上,按细胞种类分为三组,每组n=3,体外培养,并于1、2、6周取材,进行组织学检测、免疫组化检测、胶原定量测定和大体观察.结果 细胞-PGA复合物体外培养时有细胞外基质产生,六周时肌腱细胞组产生胶原量最多,明显优于真皮成纤维细胞和骨髓间充质干细胞(p＜0.01).免疫组化显示形成的主要为Ⅰ型胶原.结论 体外构建组织工程肌腱时肌腱细胞合成胶原能力最强,在现有条件下是体外构建组织工程肌腱的最佳种子细胞.     

体内构建组织工程腱鞘的初步研究

目的研究体内构建组织工程化滑膜腱鞘，及其在预防肌腱粘连方面的作用。方法取Leghorn鸡48只，随机分为3组。实验组（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘，采用自身滑膜细胞-PGA复合物修复缺损；对照组1（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后，采用空白PGA支架修复缺损；对照组2（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后未修复缺损腱鞘。于术后2周、5周取材，采用大体观察、组织学检查和生物力学测试等方法，研究组织工程腱鞘构建情况，分析肌腱表面粘连情况。结果大体观察及HE染色可见实验组形成组织工程化腱鞘，肌腱与腱周组织间空隙明显，较对照组粘连形成较少。力学检测在0．1N的拉力下，实验组肌腱拉伸位移3．24±0．22mm，优于对照组1和对照组2（分别为2．49±0．19mm，2．28±0．23mm）。结论采用组织T程技术可以成功构建组织工程化滑膜腱鞘，并具有正常腱鞘结构，对于减轻肌腱粘连具有一定作用。     

人骨髓基质细胞接种珊瑚构建组织工程骨

目的：观察体外培养的人骨髓基质细胞与珊瑚复合物植入体内后的成骨能力。方法：穿刺抽吸入髂骨区骨髓基质细胞，体外培养扩增、诱导，将其与珊瑚复合后植入裸鼠体内，以单纯珊瑚作为对照。术后4、8周取材，通过大体、组织学、扫描电镜观察植入物体内成骨情况。结果：术后4周，复合物中有少量新骨形成；术后8周，复合物中出现大量成熟骨组织。而对照组无骨组织形成。结论：人骨髓基质细胞复合珊瑚在无免疫动物体内具有成骨能力，穿刺抽吸的人骨髓基质细胞可作为骨组织工程的种子细胞。     

骨髓间充质干细胞体外构建组织工程化半月板

目的探索以骨髓间充质干细胞（BMSCs）为种子细胞,在体外构建具有完整内侧半月板形态的软骨样组织的方法。方法运用模具制备内侧半月板形的PGA/PLA支架。抽取犬骨髓,分离培养BMSCs,将其接种于支架材料上,5 d后使用软骨诱导液培养。体外培养6周后,行大体观察、组织学检测及生物力学检测。结果细胞材料复合物能够较好地维持半月板三维立体结构,形成了表面光滑、触之有弹性的瓷白色软骨样组织。 HE染色可见典型的软骨陷窝出现,说明成熟软骨组织的形成。Safranine O染色证实有蛋白聚糖基质产生。生物力学检测显示,新生组织弹性模量达正常半月板组织的12.7%。结论 BMSCs通过体外诱导,可在体外分化为较成熟的软骨组织,并构建出组织工程化半月板。     

应用生物反应器构建组织工程化血管的实验研究

目的探讨利用生物反应器体外构建具有完整结构的组织工程化血管的可行性。方法从6月龄毕格犬颈总动脉获取平滑肌细胞,颈外静脉获取内皮细胞,经体外培养扩增。然后,先将平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上,形成细胞—材料复合物,将该复合物置于生物反应器内培养。模拟成年哺乳动物循环系统的参数,予以动态力学刺激(搏动频率:75次/分;扩张量<5%)。8周后,在其上接种内皮细胞,对照组不接种内皮细胞,培养5d后取材检测。结果组织学染色显示,平滑肌纤维成分排列较规则,有层次感,内皮细胞完整;对照组未见内皮细胞层结构。结论利用生物反应器可在体外构建具有完整结构的组织工程化血管。     

反应器内构建组织工程血管平滑肌层的实验研究

目的 探讨生物反应器内构建组织工程血管的可行性.方法 于6个月龄犬颈总动脉血管获取平滑肌细胞,经体外培养扩增后接种于聚羟基乙酸(PGA)上,形成细胞-材料复合物,并将其置于生物反应器内培养.实验组模拟成年哺乳动物循环系统的参数予以动态力学刺激培养(搏动频率:75次/分;扩张量＜5%);对照组为静态培养,其余与实验组相同,分别于3与6周后取材检测.结果 生物反应器内培养的血管大体观察具有良好的弹性,管腔圆,色泽光亮;HE染色显示平滑肌纤维成分排列较规则,有层次感;弹力纤维染色显示弹力纤维成分较多而密;免疫组织化学检测显示为棕黄色层状排列的平滑肌纤维.对照组弹性欠佳,管腔塌陷,色泽暗淡;平滑肌纤维与弹力纤维成分较少且排列紊乱,层次感差.结论 应用生物反应器可构建具有良好结构的血管样结构的平滑肌层组织.     

培养条件下肌腱中心区域腱细胞的增殖能力

目的　研究肌腱损伤后腱中心区域组织的愈合能力。方法　选用 8只白色纯种来亨鸡 ,在无菌条件下切取双侧最长趾 区趾深屈肌腱 ,切成 4 mm长的肌腱段 ,分为两组 ,每组 12条。实验组 :切除腱外膜和外膜下腱组织的肌腱中心区域组织 ;对照组 :仅剥除腱外膜组织的肌腱段。将两组肌腱组织进行体外培养 ,于培养第 9、18及 2 7天取标本进行大体观察及组织学检查。另取 4条肌腱作正常对照组 ,直接进行大体观察和组织学检查。结果　各时间点的腱细胞数 ,对照组均明显少于实验组及培养前 ,有统计学意义 (P<0 .0 1) ;实验组比培养前均明显增多 ,有统计学意义 (P<0 .0 1) ;但培养第 18天和 2 7天时 ,实验组腱细胞数较培养第 9天少 (P<0 .0 1)。结论　屈肌腱损伤后腱中心区域组织有良好的愈合能力。     

人皮肤成纤维细胞与PGA进行组织构建的适宜接种浓度

目的 可吸收生物材料聚羟乙酸(PGA)与成纤维细胞已被证实可以应用于体外组织工程肌腱的构建,本试验旨在探讨应用人皮肤成纤维细胞与PGA在体外进行组织构建时的适宜接种浓度.方法 酶消化法获得人皮肤成纤维细胞经体外培养、扩增至第2代,按照低、中、高三种浓度接种于PGA材料分别作为实验组1、2、3,传统浓度细胞接种的作为对照组,各组样本数n均为3,分别于接种后3天、1周、2周和4周进行观察和检测.结果 接种后3天实验各组无明显差异,细胞在材料上黏附伸展良好.1周和2周时,各组细胞均有明显增殖,并分泌细胞外基质(ECM extra cellular matrix),但实验组1、2的ECM不如实验组3和对照组丰富,此后该现象更为明显.至第4周时,实验组1仅形成厚薄不均的薄膜状物,其余三组均形成组织样结构,但实验组2形成的细胞--材料复合物结构略为松散.结论 应用本实验组中高浓度接种皮肤成纤维细胞在体外构建工程化组织可以达到传统所用更高浓度的接种效果,以节约细胞,减少取材.     

体内外环境对组织工程软骨组织结构与力学性能的影响

目的 探讨体外构建组织工程化软骨在体、内外环境中力学性能及组织结构的变化,以及微环境对组织形成的影响,为工程化软骨构建提供适当参数。方法 体外培养扩增人胎儿关节软骨细胞,取第2代细胞以6×107个细胞/ml密度接种到聚羟基乙酸/聚乳酸(Polyglycolic acid/Polylactic acid,PGA/PLA)材料制成的圆柱形三维支架上,常规体外培养4周后,分为体内组(C、D组)和体外组（A、B组）,C、D组植于裸鼠皮下,A、B组继续常规培养液培养,于6、12周后取材,以正常软骨作为对照,行大体观察,以及组织学、组织化学、生物力学、超微结构等检测。结果 A、B、C、D4组均形成大体形态良好的透明软骨样组织。C、D组软骨呈乳白色,表面光滑,超微结构上胶原纤维排列致密而有规则,可形成有横纹的粗大胶原纤维,类似正常成人软骨;A、B组颜色偏黄,表面略粗糙,外观及超微结构近似半透明的胎儿关节软骨。工程化软骨植入体内12周后压缩弹性模量及胶原直径分别为（38.28±3.95）MPa和（41.58 ±2.78）nm,明显优于体外同时期组的(4.12±0.63) MPa和（15.83±1.70）nm(P ＜0.01)。结论 组织工程软骨的结构和功能在体内环境逐步成熟,体内组软骨超微结构上能形成粗大胶原纤维网络,胶原的交联增强可能是其力学性能较体外组明显提高的重要原因。     

利用软骨细胞膜片技术在山羊皮下构建软骨样组织的研究

目的 探讨软骨细胞膜片技术在大型哺乳动物体内构建软骨的优越性.方法 以山羊耳廓软骨细胞为种子细胞,分别利用细胞膜片技术(实验组)和细胞复合PGA/PLA支架材料的方法(对照组)构建软骨组织.体外培养4周回植到动物腹部皮下,分别于回植前、回植后4周及回植后8周时采集标本,观察比较两组软骨形成情况.结果 体外培养4周后,两组均形成一定量的软骨样组织,但对照组可见未降解的材料纤维;体内构建4周后,实验组形成成熟软骨样组织,对照组为纤维结缔组织替代,伴有大量炎性细胞浸润;体内培养8周时,实验组较4周前无明显变化,对照组体积明显缩小,仍为纤维结缔组织.结论 软骨细胞膜片技术与细胞复合PGA/PLA支架材料构建组织工程软骨方法相比,原代细胞用量少,体外培养时间短,在大动物体内能形成成熟软骨,具有更广泛的临床应用前景.