骨髓基质细胞与骨缺损的修复

目的综述骨髓基质细胞(marrow stromal cells，MSCs)与骨缺损修复的发展近况。方法广泛查阅近年来有关MSCs的生物学特性及其在骨缺损中的应用文献，并作综合分析。结果在适当条件下，MSCs可诱导为成骨细胞，在体内具有成骨性能。以MSCs为种子细胞的骨组织工程学方法和以其为靶细胞的基因治疗方法都可应用于骨缺损的修复。结论MSCs在骨缺损的修复中具有良好的应用前景。     

富集骨髓基质干细胞复合多孔β-磷酸三钙促进骨缺损修复的实验研究

目的 评估富集骨髓基质干细胞(BMSCs)复合β-磷酸三钙(β-TCP)在促进骨缺损修复中的作用. 方法 抽取12只崇明山羊骨髓血,用梯度离心法分别将其中的BMSCs富集、分离后与β-TCP复合.12只山羊双侧股骨内髁钻孔,制备骨缺损模型.所有山羊左侧股骨内髁缺损通过富集BMSCs/β-TCP进行局部填充治疗(实验组),其中10只羊右侧股骨内髁缺损以单纯β-TCP颗粒填充治疗(对照组),2只羊右侧股骨内髁缺损旷置(空白组),评价富集效率.术后16周处死取材,将所得标本进行影像学观察和形态学计量,实验组和对照组之间进行比较. 结果 BMSCs富集后有核细胞数和碱件磷酸酶染色呈阳性的细胞集落形成单位(CFUs/ALP+)数均有显著提高,差异有统计学意义(P<0.05).X线侧位片和μ-CT形态计量分析显示实验组新生骨长入率(70.27%±8.47%)显著高于对照组(21.40%±5.77%),差异有统计学意义(t=11.97,P<0.05).X线侧位片、CT平扫与三维重建以及μ-CT图像均可见实验组疗效优于对照组. 结论 在促进骨缺损修复中,富集BMSCs/β-TCP的疗效优于单纯β-TCP颗粒,有良好的应用前景.     

Ⅰ型胶原负载骨髓基质细胞修复兔膝关节软骨缺损

目的探讨同种异体骨髓基质细胞(MSCs)-Ⅰ型胶原复合移植修复关节软骨缺损的疗效。方法构建Ⅰ型胶原支架,将体外培养的兔MSCs吸附于该支架上培养,检测支架对MSCs的吸附及增殖的影响,再移植于兔膝关节全层软骨缺损处,分批取材,进行大体、组织学观察。结果MSCs在Ⅰ型胶原支架内贴附良好,分泌胞外基质,MSCs-胶原复合移植组软骨缺损处在术后12周为透明软骨样修复,空白对照组为纤维瘢痕样修复。结论Ⅰ型胶原支架与MSCs相容性良好,MSCs-胶原复合移植可达到透明软骨样修复软骨缺损。     

骨髓基质细胞修复颅骨缺损的实验研究

目的为验证三维打印研究中动物模型的可靠性，采用骨髓基质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）修复裸鼠颅骨缺损。方法共10只裸鼠，其中实验组（n=5只）：颅骨缺损区植入BMSCs／脱钙骨；材料对照组：颅骨缺损区植入单纯脱钙骨，采用实验组自身对照（n=5只）；空白对照组（n=5只）：双侧颅骨区造成缺损后旷置。术后3个月取材进行大体观察、组织学和免疫组化（骨钙蛋白）检查。结果术后3个月，实验侧组织质地较硬，组织学表现为骨结构，骨钙蛋白免疫组化阳性；对照侧质地较软，组织学表现为结缔组织，骨钙蛋白免疫组化阴性；空白对照组仍表现为颅骨缺损。结论采用BMSCs可修复裸鼠颅骨缺损，验证了三维打印研究中动物模型的可靠性。     

骨髓基质细胞/藻酸盐凝胶复合修复骨缺损的研究

目的 探讨骨髓基质细胞(BMSCS)复合藻酸盐凝胶修复骨缺损的效果。方法 将体外培养的骨髓基质细胞与藻酸盐凝胶复合，实验组、对照组和空白组分别经皮注射BMSCS／藻酸盐凝胶复合物、BMSCS悬液和生理盐水，比较3者修复骨缺损的疗效。结果实验组术后12周时全部骨愈合，对照组有2例未愈合，空白组无1例愈合。结论 BMSCS／藻酸盐凝胶复合物有明显促进骨缺损修复的作用。     

兔自体骨髓基质细胞经皮移植修复骨缺损的实验研究

目的 :比较兔骨髓基质细胞 (MSC)与新鲜红骨髓经皮注射到骨缺损处后的成骨能力。方法 :1 8只新西兰兔经穿刺抽取骨髓培养 ,将扩增的MSC收集稀释成悬液 0 .5ml(细胞数约 5× 1 0 6) ,加入 1 0 0ngBMP后经皮注射到兔双侧桡骨缺损中的一侧 ( 1 8侧 ) ,对侧分别注射骨髓 0 .5ml (含BMP 1 0 0ng)( 1 3侧 )。分别于 2、 4、 8周行X线、组织病理学检查。结果 :X线、组织病理切片表明BMP MSC组多数术后 2周有明显的骨痂生成 ,术后 4～ 8周形成骨性连接 ,新骨形成、骨改建及骨髓成熟度指标均优于对照组 ,两行差异有显著性意义 (P <0 .0 5 )。结论 :在相同条件下 ,体外扩增诱导的MSC较新鲜红骨髓有更强、更快的成骨能力。经皮注射MSCs BMP能够迅速促进兔桡骨缺损处新骨形成 ,修复骨缺损。     

低强度脉冲超声波影响兔骨髓基质干细胞与β-磷酸三钙复合修复骨缺损的实验研究

[目的]探讨低强度脉冲超声波(LIPUS)影响β-磷酸三钙(β-TCP)与兔骨髓基质干细胞(BMSCs)复合体修复兔桡骨骨缺损的效果。[方法]从兔股骨粗隆部抽取骨髓,体外培养扩增,取第3代BMSCs接种于β-TCP培养1周,分为两组,一组予以LIPUS作用,另一组作为对照。以20只成年新西兰兔为研究对象,制作双侧桡骨远端骨缺损模型。一侧桡骨骨缺损处植入LIPUS作用过的细胞支架复合体做为实验组,另一侧植入LIPUS未作用过的细胞支架复合体做为对照组。分别于术后4周、8周处死新西兰兔,运用计算机图像分析X线片上骨痂的灰度密度,行组织学切片检查骨痂生长情况。[结果]X线片骨痂灰度密度测量提示实验组骨痂较对照组生长明显增多。组织学切片显示实验组血肿机化、吸收、骨小梁和骨基质形成早于对照组。[结论]在骨缺损修复早期,LIPUS对BM-SCs与β-TCP复合体修复兔骨缺损有明显的促进作用;而在骨缺损修复晚期,LIPUS的作用相应减弱。     

骨髓基质细胞源性软骨细胞修复兔全层关节软骨缺损

目的观察体外诱导骨髓基质细胞(MSCs)源性软骨细胞在兔股骨滑车关节面全层软骨缺损修复中的作用. 方法高密度传代培养第3代诱导MSCs分化为软骨细胞,以酸溶性Ⅰ型胶原为载体,两者混合后形成凝胶样植入物(细胞浓度为5×106/ml).于36只新西兰大耳白兔一侧股骨滑车关节面造成3 mm×5 mm全层关节软骨缺损,凝胶样植入为实验侧;另一侧分别为单纯胶原植入组(18个膝关节)和空白对照组(18个膝关节).术后4、8、12、24、32和48周取材观察缺损修复情况及新生组织的类型.参照Pineda标准对新生组织评分. 结果实验侧术后4周,植入细胞类似软骨细胞,周围有异染基质,形成透明软骨样组织;8周,深层有软骨下骨形成,软骨细胞层较正常关节软骨厚;12周,新生软骨厚度减小,与正常软骨相近,细胞呈柱状排列,结构与正常关节软骨相似,软骨下骨形成,潮线恢复;24周,新生软骨厚度较正常薄,约占55%,表面平整,潮线附近仍有肥大的软骨细胞;32周,潮线附近无肥大软骨细胞;48周,组织结构与32周时基本相同,为类透明软骨.Pineda评分24、32和48周间无差异,与4周比较有统计学意义(P＜0.05).实验组2～48周期间关节功能良好.单纯胶原组与空白对照组缺损无修复,48周时软骨下骨外露,关节退变;关节功能逐渐减退,动度受限. 结论 MSCs源性软骨细胞移植体内可形成透明样软骨组织,24周后新生软骨特性稳定,48周时为透明样软骨,能维持良好的关节功能.     

骨髓基质细胞体外培养骨发生潜能及条件研究

目的：建立一种骨髓基质细胞（ＢＭＳｃ）向成骨细胞转化的体外培养方法,观察其成骨过程,并探讨部分因子在ＢＭＳｃ转化及增殖中的作用。方法：将兔ＢＭＳｃ悬液进行体外培养,进行形态学观察和组织学检测;检测ｂＦＧＦ对ＢＭ－Ｓｃ的促增殖作用。结果：传代培养的细胞ＡＬＰ阳性率达８０％以上,细胞逐渐分化散在致密的岛状结构并分泌细胞外基质形成钙结节;ｂＦＧＦ能刺激ＢＭＳｃ的增殖。结论：培养的ＢＭＳｃ在体外仍具有成骨     

富血小板血浆复合骨髓基质细胞修复兔颅骨缺损的实验研究

目的 研究利用富血小板血浆(PRP)复合骨髓基质细胞(BMSCs)修复兔颅骨缺损,评价其作为骨组织工程支架的可行性.方法 经穿刺抽吸兔骨髓,培养BMSCs,离心制备PRP.利用10只新西兰大白兔制作直径5mm、每只兔4个全层颅骨缺损.收集原代培养的BMSCs接种于PRP或全血中.用小牛凝血酶激活接种后的复合物及PRP,而后分别植入颅骨缺损区,余下的骨缺损区作为空白对照.术后8周检查缺损区骨修复并利用X线分析成骨情况.结果 在PRP/BMSCs材料植入8周后,缺损区有大量的新骨生成,而以PRP 修复的缺损区有较少的新骨形成.与此相反,在空白对照组及blood/BMSCs植入的缺损区未见新骨形成.结论 PRP/BMSCs复合物可成功修复兔颅骨缺损,表明PRP 能够作为骨组织工程的支架.     

自体骨髓基质细胞复合支架材料修复兔尺骨干节段骨缺损的实验研究

目的探讨组织工程骨的体内血管化情况和修复大节段骨缺损的能力。方法采用骨髓穿刺、密度梯度离心的方法获取兔骨髓基质细胞，经体外诱导分化，接种到聚磷酸钙纤维／L-聚乳酸／胶原(CPPF／PLLA／Collagen)支架材料上，植入自体尺骨中下段1．5cm长的骨膜骨缺损区，对照组为缺损区单纯植入CPPF／PLLA／Collagen，术后观察12周。结果术后4周缺损区为新生骨样组织充填，血循环丰富，12周时形态结构已接近正常骨组织；随修复时间延长，修复组织的力学性能逐渐增强。结论骨髓基质细胞与CPPF/PLLA／Collagen复合物具有较强的成骨能力，有望成为修复骨缺损的治疗方法。     

煅烧骨与水凝胶复合对骨髓基质细胞贴附和生长的影响

目的：观察煅烧骨（CBB）与聚氧化乙烯－聚氧化丙烯－聚氧化乙烯三聚体（PEO－PPO－PEO）聚合物水凝胶（HG）复合对骨髓基质细胞（MSC）的贴附，增殖及分化的影响，探讨组织工程骨构建的最佳方法。方法：CBB、HG、MSC按不同方式和顺序复合，形成三种复合物CBB／HG／MSC和A组、HG／MSC／CBB为B组、CBB／MSC／HG为C组，CBB／MSC作为对照进行体外培养。5、10天取材，扫描电镜观察细胞形态以及与材料的贴附情况，细胞计数观察其增殖情况，组织化学方法检测MSC的碱性磷酸酶（ALP）活性及免疫组织化学方法检测其Ⅰ型胶原基因表达情况，结果：扫描电镜见A、C组与对照组细胞完全伸展，但A组细胞数量明显增多，重叠生长，细胞外基质分泌增加，优于C组和对照组，而B组细胞大多数圆形，轻微伸展，无细胞外基质分泌。A组与C组的ALP活性无差异（P＞0．05），但显著高于B组和对照组（P＜0．05＝。5天时四组细胞Ⅰ型胶原合成情况无明显差异，但10天时B组细胞的Ⅰ型胶原平均灰度值明显高于其它三组（P＜0．01）。结论：CBB、HG与细胞不同的复合对MSC的贴附，增殖，分化均有影响，CBB／HG／MSC顺序复合较好。     

骨髓基质细胞促进引导性骨再生的研究

目的观察骨髓基质细胞增强引导性骨再生（GBR）修复骨缺损的能力。方法30只兔造成双桡骨干15mm骨缺损，以硅胶管桥接骨断端，实验组在硅胶管内注射自体骨髓基质细胞（MSC）1ml；对照组注射等量生理盐水。在不同时间内作X线片、大体、组织学观察及生化捡测。结果实验组成骨活跃，10周骨缺损完全修复，对照组各时间点骨修复均较实验组差，10周时仍无1只兔骨性愈合。术后4周实验组钙及碱性磷酸酶含量明显高于对照组（P〈0．01），术后8及10周实验组骨缺损区新生骨骨痂密度与相邻尺骨密度比值亦明显高于对照组（P〈0．01）。结论自体骨髓基质细胞可明显增强GBR修复骨缺损的能力。     

自体骨髓基质干细胞在齿槽裂骨缺损修复中的应用

目的探讨人自体骨髓基质干细胞（human bone marrow stromal cells，hBMSCs）在治疗齿槽裂骨缺损中的可行性。方法2002至2005年，选择齿槽裂骨缺损患者7例（单侧6例，双侧1例），以患者自体骨髓基质干细胞为种子细胞，部分脱钙骨（partly demineralized bone matrix，pDBM）为支架材料构建组织工程骨，治疗齿槽裂骨缺损。从患者髂前上棘穿刺取骨髓，密度梯度离心法分离hBMSCs，经体外成骨诱导和扩增至第3代。将诱导的hBMSCs，复合部分脱钙骨体外培养1周后，手术回植骨缺损区。分别于术后1、3、6、12、24、36个月进行临床外形和三维CT检查随访。结果6例患者头部三维CT检查，结果示术后3个月能形成组织工程化骨，并修复骨组织缺损。术后1～3年的随访表明组织工程骨稳定存在，无明显骨吸收现象，临床治疗效果稳定。1例患者（双侧齿槽裂）植入物外露感染。结论以自体hBMSCs为种子细胞，部分脱钙骨为支架材料，利用组织工程技术可在人体内形成稳定的组织工程化骨组织，并临床修复齿槽裂骨缺损。     

骨髓基质细胞修复兔关节软骨的实验研究

目的 研究骨髓基质细胞修复兔关节软骨的可行性。方法 取自体骨髓基质细胞体外培养扩增，聚乳酸吸附骨髓基质细胞植入兔膝关节软骨负重（内髁）和非负重区（外髁）缺损内，观察４、８、１２后软骨缺损的修复情况，并对组织切片评分结果 ８、１２周后，骨髓基质细胞在负重区缺损内可以形成透明软骨，组织评分接近正常软骨优于对照，非负重区内没有形成透明软骨。结论 骨髓基质细胞在负重区缺损内可以形成透明软骨，组织评分接近正     

聚乳酸/聚羟基乙酸复合骨形成蛋白修复兔关节软骨缺损

目的以聚乳酸/聚羟基乙酸(poly-lactide-co-glycolide,PLGA)为载体,探讨重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein2,rhBMP-2)在关节软骨修复方面的作用及可行性。方法将PLGA制成直径4mm,厚3mm的圆柱形,与rhBMP-2复合(0.5mg/块),制备PLGA-rhBMP-2复合物。选取2月龄新西兰兔,抽取骨髓行原代及传代培养,调整细胞密度为2×107/ml,与PLGA共培养24h,制备PLGA-细胞复合物。另取2月龄新西兰兔72只,于双侧髌股关节股骨髁部制备直径4mm、深达髓腔的缺损。其中36只兔右侧缺损处植入PLGA-rhBMP-2复合物,为实验组;左侧植入PLGA,为单纯载体组;另36只兔左侧缺损不作任何处理,为空白对照组,右侧缺损处植入PLGA-细胞复合物,作为细胞组。术后4、8、12、24、36和48周取材,行大体、组织学观察以及组织学评分。结果术后动物均存活。术后4周,实验组和细胞组缺损内被半透明组织填充,触之柔软,表面较光滑,软骨细胞周围基质异染弱,新生软骨厚度较正常软骨厚;空白对照组和单纯载体组未见明显组织形成。8周,实验组和细胞组内新生组织呈白色,半透明,质较韧,表面平整,与周围正常软骨界限模糊;新生软骨细胞分布均一,但仍较正常软骨厚,PLGA已大部分降解,仅遗留少量颗粒;单纯载体组和空白对照组缺损明显,底部形成少量白色膜状组织。12、24周,实验组和细胞组缺损内完全充填白色半透明新生软骨组织,质韧,表面平整,与正常软骨界限消失,厚度接近正常软骨,与正常软骨连接良好,表面细胞平行排列,深层有纵向排列的倾向,呈团状,陷窝形成,但有别于正常软骨细胞;单纯载体组和空白对照组缺损边缘及底部形成少量软骨细胞,大部分为纤维组织。36、48周,实验组和细胞组新生软骨组织色稍发白,表面连续,欠平整,与正常软骨界限消失,未见滑膜增生;新生软骨厚度较正常软骨薄,软骨细胞周围基质异染较弱;单纯载体组及空白对照组缺损仍存在,但较以前缩小,基底形成纤维组织,髁部可见部分软骨面不平整、剥脱,部分软骨下骨外露,滑膜增厚。组织学评分,实验组和细胞组术后12、24周分别与4、8和48周比较,差异均有统计学意义(P<0.01);各时间点实验组、细胞组分别与单纯载体组和空白对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.01),实验组与细胞组在各时间点比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论PLGA-rhBMP-2复合物在降解过程中释放出rhBMP-2,rhBMP-2作用于缺损局部的骨髓基质细胞,诱导其向软骨细胞分化,从而修复软骨缺损;此方法简便易行,有实用价值,有望成为治疗软骨缺损的一种新方法。     

骨髓基质成骨细胞-松质骨基质复合人工骨修复颅骨缺损的实验研究

目的 观察松质骨基质－骨髓基质成骨细胞复合工人骨在骨缺损区的成骨作用，探索该组织工程化人工骨修复颅骨缺损的可行性。方法 成年新西兰兔骨髓细胞体外培养、诱导后，接种于藻酸盐－松质骨基质中，形成松质骨基质－藻酸盐－骨髓基质成骨细胞复合人工骨，修复自体颅骨缺损。分别植入松质骨基质和骨髓基质成骨细胞作为对照。植入4周和8周后行X线摄片和组织学检查，观察骨形成情况。结果 复合人工成骨量优于单纯植入松质骨基持或骨髓基质成骨细胞组，并明显优于空白对照。结论 松质骨基质－骨髓基质成骨细胞复合人工骨髓修复颅骨缺损效果良好，可以作为临床大型骨缺损修复的途径之一。     

骨形成蛋白2基因修饰的骨髓基质细胞与纤维蛋白复合物修复兔关节软骨缺损

目的 研究骨形成蛋白2（bone mophogenetic protein2，BMP-2）重组腺病毒（adenovirus）转染骨髓基质细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）后，与纤维蛋白凝胶构成的复合物（Ad—BMP-2＋MSCs-纤维蛋白凝胶）对兔关节软骨缺损修复的影响。方法 ①AdBMP-2转染原代培养的MSCs，通过RT—PCR、细胞免疫组织化学染色、甲苯胺蓝染色等观察转染后3～9d的MSCs其BMP-2、Ⅱ型胶原及蛋白多糖转录、表达水平的变化。②转染后的MSCs种植于纤维蛋白凝胶，在体外培养1～9d，通过上述指标及透射电镜观察三维培养条件下其软骨基质的产生。③42只日本大耳白兔先制成直径4．5mm全层软骨缺损模型，随机分为3组（n=14）：A组为Ad—BMP-2＋MSCs-纤维蛋白凝胶修复组，B组为MSCs-纤维蛋白凝胶修复组，C组为空白对照组。术后4、8和12周取材行大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学及12周关节软骨弹性常数检测。结果 ①Ad—BMP-2转基因MSCs的BMP-2、Ⅱ型胶原mRNART—PCR检测分别在3、5d呈阳性，与对照组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。②转基因MSCs三维培养物免疫组织化学和甲苯胺蓝染色呈阳性，电镜显示细胞生长良好，有基质合成。③A组各时间点大体、组织形态学和组织化学染色均显著优于B组和C组，12周时力学和组织学已接近正常关节软骨。结论 Ad—BMP-2能通过促进MSCs分泌BMP-2，诱导Ⅱ型胶原和蛋白多糖的表达，在纤维蛋白三维支架中形成软骨基质，移植入兔关节软骨缺损区可修复直径4．5mm缺损，其修复组织成分接近正常软骨。     

壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞相容性的实验研究

目的 初步探讨壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞的生物相容性.方法 壳聚糖制成疏松多孔海绵状支架材料,采用体外复合细胞培养技术,将骨髓基质细胞在壳聚糖支架材料中培养,通过噻唑蓝比色(MTT)法检测细胞增殖情况及碱性磷酸酶活性的检测,观察支架材料对培养细胞的影响.结果 骨髓基质细胞在壳聚糖支架材料中生长良好,细胞增殖和碱性磷酸酶活性在细胞组与支架-细胞组中差异无统计学意义(P＞0.05),表明壳聚糖支架材料对骨髓基质细胞的增殖、分化及分泌功能均无明显影响.结论 壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞的生物相容性好,有作为骨组织工程载体材料的应用前景.     

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。