修复骨缺损的脂肪干细胞组织工程材料的研究进展

脂肪干细胞(ADSCs)作为组织工程材料中最为重要的种子细胞,被广泛应用于骨缺损修复的实验研究中。单独应用脂肪干细胞,因其自身成脂特性较强,无法满足骨缺损修复的需要,通过复合不同因子及生物技术而制成的组织工程材料可以很好的解决这一问题。目前以ADSCs为“种子细胞”的骨组织工程支架种类繁多,但尚无文章进行总结。因此,本文总结近年来中外研究所报道的此类骨组织工程支架,并对其优缺点进行深入总结,为今后临床骨缺损的治疗提供依据。     

脂肪干细胞在创伤修复领域的研究进展

脂肪干细胞(ADSCs)来源于脂肪组织,是具有多方向分化潜能的多能干细胞。近年来,随着组织工程学的发展,ADSCs作为种子细胞,能促使血管、骨、软骨、肌腱、神经、皮肤等组织的修复、再生及更新。该文主要介绍ADSCs的分离、培养、鉴定、分化潜能及其在骨组织工程和创面修复中的最新应用进展。     

兔脂肪源性干细胞在颅骨缺损修复中的应用

目的:探讨脂肪源性干细胞作为骨组织工程的种子细胞在修复兔颅骨缺损中的应用前景.方法:提取兔脂肪源性干细胞,成骨诱导并检测,将成骨诱导前后的脂肪源性干细胞种植到自制松质骨支架上,将细胞-支架复合物和单纯支架材料分别移植至兔颅骨缺损部位.结果:与未诱导的脂肪源性干细胞复合支架、单纯支架以及空白处理对比,成骨诱导后的脂肪源性十细胞复合支架修复骨缺损面积最大,差异具有统计学意义(P<0.05).结论:脂肪源性干细胞可作为骨组织工程的种子细胞,其成骨诱导后与自制松质骨复合植入体内,能显著促进骨缺损的修复.     

脂肪源性干细胞在骨组织工程中的研究进展

脂肪源性干细胞由于其多系分化能力,在多项研究中发挥作用。其在组织工程中具有广阔的应用前景尤其是作为骨组织工程的新型种子细胞,可诱导成骨,应用于临床骨缺损修复。本文就脂肪源性干细胞在骨组织工程中的生物学特性及应用展开综述。     

脂肪来源干细胞-组织工程学的新亮点

脂肪来源干细胞(Adipose derived stem cells,ADSCs)是来源于脂肪组织,具有多向分化潜能的干细胞群。它贴壁生长,显微镜下呈长梭形。没有特定的表面标记物,除了CD45以外,与骨髓间充质细胞具有相同的表面抗原。经特定条件诱导,ADSCs有分化为脂肪、骨、软骨、神经、血管内皮等多种器官或组织的细胞的潜能,经免疫组化、RT-PCR技术、镜下观察及染色等方法可鉴定ADSCs具有该种器官或组织细胞的结构和功能。因此,常用作组织工程的种子细胞进行人工器官的再造或用作细胞治疗,来解决软骨组织工程、神经与皮肤的创伤和脂肪移植等临床方面的问题,并参与促进各种损伤的人体组织修复和再生。近年来,ADSCs已逐渐成为国内外新的干细胞移植的种子细胞来源。本文结合近年来的相关研究,就ADSCs的生物学特性、分化潜能与鉴定方法,国内外的研究进展、本实验室的工作积累及研究意义和所存在的问题等方面进行了综述。     

脂肪干细胞的研究进展

脂肪源性间充质干细胞（ADSCs）是从脂肪组织中分离得到的一种成体干细胞,简称脂肪干细胞,它和骨髓间充质干细胞一样,具有自我更新和多向分化潜能,在体外各种诱导条件下可分化为成骨、软骨、脂肪、肌肉、神经、肝和内皮等细胞。脂肪组织在体内含量多、获得容易、创伤小,且ADSCs具有数量多、增殖能力强、可以自体移植等优势,有望成为组织工程理想的种子细胞,在基因治疗、细胞移植等方面具有广泛的应用前景。     

同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨材料修复兔尺骨缺损

目的：探讨同种异体脂肪干细胞（adipose—derivedstemcells,ADSCs）组织工程骨修复兔管状骨缺损的可行性。方法：获取新西兰大白兔的肩胛部脂肪,分离培养具有多向分化潜能的ADSCs;第三代兔ADSCs与脱钙骨复合后,体外成骨诱导培养（LG—DMEM）设为对照。制造兔两侧尺骨临界大小（长度15mm）的缺损,分别植入兔ADSCs一脱钙骨复合物（实验侧）和单纯脱钙骨材料（对照侧）;12周后取样本,三维CT和组织学检测观察成骨情况。结果：细胞一材料复合物植入12周后,三维CT显示实验侧有新生骨基质长成,对照侧未见骨组织生成;组织学检测显示实验侧缺损区被典型的骨组织取代,可见新生骨小梁附着于脱钙骨表面,而对照侧只有少量的骨组织和纤维组织充填。结论：兔ADSCs能在脱钙骨上很好的黏附和生长,兔ADSCs-脱钙骨材料复合物植人体内能成功修复临界大小的管状骨缺损。     

转染Ad-hBMP2的脂肪干细胞与壳聚糖/磷酸三钙复合物支架的相容性

目的探讨转染腺病毒骨形态发生蛋白(Ad-hBMP2)基因的脂肪干细胞(ADSCs)与壳聚糖/磷酸三钙(CTCP)复合物支架的相容性,以期为ADSCs修复骨缺损寻找理想的组织工程骨支架材料。方法将壳聚糖与磷酸三钙进行复合制成CTCP复合物材料,再将其与转染Ad-hBMP2的ADSCs(密度1×106/mL)复合培养,进行细胞复合物支架的一般与超微形态学观察,观察细胞粘附能力、增殖活力,RT-PCR及Western blot测定成骨细胞骨钙素和Ⅰ型胶原水平。结果 CTCP支架孔径200～350μm,孔隙率83%;电镜显示转染Ad-hBMP2的ADSCs与CTCP复合物在体外培养期间支架无塌陷及形变,且其在支架上粘附、增殖良好,并能分泌细胞外基质如骨钙素和Ⅰ型胶原等;随着培养时间延长,骨的组织学特征日益明显。结论 CTCP支架具有适宜的孔结构和良好的生物相容性及骨诱导作用,可以作为骨组织工程较理想的支架材料,且与转染Ad-hBMP2的ADSCs相结合更易形成组织工程骨。     

人脂肪干细胞体外培养及向软骨细胞诱导分化的实验研究

目的:观察人脂肪基质干细胞(ADSCs)体外分离培养及成脂、成软骨诱导分化的生物学性状,探讨其作为软骨组织工程种子细胞的可行性.方法:(1)人脂肪组织来源于健康成年女性腹部吸脂术,酶消化法分离出ADSCs,体外培养扩增.(2)取第3代ADSCs,测细胞生长曲线,流式细胞仪测原代细胞表面标记;成脂和成软骨诱导分化.(3)倒置显微镜观察油红O、阿尔辛蓝(AB-PSA)染色和Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色检测分化情况;RT-PCR检测相关标志基因表达.结果:(1)体外培养的ADSCs细胞形态均一,传代稳定.(2)经成脂诱导,细胞内出现空泡,油红O染色呈红色,RT-PCR检测到有Leptin、PPAR-γ表达;经成软骨诱导,AB-PSA染色呈紫红色,Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色胞浆呈棕黄色,RT-PCR检测COLLⅡ、SOX9和aggrecan表达.结论:脂肪干细胞能向软骨细胞方向诱导分化,可作为软骨组织工程种子细胞.     

利用微载体悬浮培养人脂肪基质干细胞

目的: 观察微载体悬浮培养系统(RCCS)对成人脂肪基质干细胞Adipose tissue-derived stromal cells(ADSCs) 的培养效果,为大量、快速扩增组织工程种子细胞提供实验依据.方法: RCCS系统采用微载体Cytodex 3为贴壁依赖性细胞ADSCs提供贴壁条件,浓度为5 g/L.静止培养在12孔培养板中.两系统细胞接种密度均为1×108cells/L.分别观察细胞增殖情况,并对用RCCS培养的细胞进行细胞表型、分化能力进行检测.结果: 微载体悬浮培养9 d后达到最大活细胞密度(1.60×109cells/L),静止培养第7日就达到最大活细胞密度(3.38×108cells/L).在微载体悬浮培养条件下,ADSCs生长更为旺盛,细胞产量更高,优于静止培养.11 d后,ADSCs依然保持其干细胞特性.结论: 利用生物反映器以及微载体技术有利于ADSCs的大规模扩增,是扩增组织工程种子细胞的有效方法.