模拟微重力环境下层状修复体与软骨细胞复合培养的实验研究

[目的]探讨模拟微重力作为软骨组织工程培养方法的作用和胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙(trical ciumphosphate,TCP)层状梯度修复体作为关节软骨组织工程支架的可行性.[方法]体外培养新西兰大白兔关节软骨细胞并扩增,吸附于多孔胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体上,模拟微重力和普通环境下三维立体分别培养3周,通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测微重力对软骨细胞培养的影响和支架在三维立体培养对软骨细胞的表型、增殖及功能的影响.[结果]软骨细胞/修复体体外培养3周,软骨细胞模拟微重力培养组明显比普通培养组在层状修复体上分布均匀,修复体中心软骨细胞数量明显较多,并分泌细胞基质,包裹在软骨细胞周围,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性.[结论]模拟微重力环境有利于软骨细胞在三维支架上的均匀增殖,有望成为软骨组织工程中的一种重要培养方法;胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体,细胞相容性良好,有望成为一种比较理想的关节软骨组织工程支架材料.     

基于细胞外基质来源的组织工程椎间盘双相支架裸鼠皮下异位构建椎间盘

[目的]探讨椎间盘细胞和细胞外基质来源的一体化纤维环-髓核双相支架在裸鼠体内异位构建组织工程一体化椎间盘的可行性,并采用PKH26荧光标记和小动物活体荧光成像系统无创评估组织工程化细胞-支架复合体在体内生长情况。[方法]纤维环细胞和髓核细胞分别标记PKH26荧光,分别接种入细胞外基质来源的一体化支架不同相中,扫描电镜、Dead/Live荧光染色观察细胞粘附及活性,植入裸鼠背部皮下,6周后利用分子小动物活体荧光成像系统评价组织工程化组织在裸鼠体内生长情况,取材进行荧光显微镜下观察、组织学染色。[结果]扫描电镜观察细胞粘附在双相支架上且周围有基质分泌,Dead/Live染色示细胞在双相支架上活性良好;6周后,活体荧光成像显示椎间盘细胞在支架内生长良好,从髓核往纤维环荧光强度减弱,细胞支架复合体在裸鼠体内形成椎间盘样组织,HE、番红O染色、甲苯胺蓝染色阳性。[结论]天然骨基质明胶和软骨基质来源的一体化纤维环-髓核支架复合椎间盘细胞能够在裸鼠皮下异位构建椎间盘样组织。     

新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的实验研究

[目的]观察以新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的可行性。[方法]分离培养兔髓核细胞,与丝素蛋白多孔支架在体外复合培养,建立组织工程化髓核模型,通过扫描电镜、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化以及酶联免疫吸附测定观察细胞在支架上1周和3周的生长及增殖情况。[结果]培养1周后,扫描电镜显示细胞呈球状均匀地贴附在支架内部。细胞-支架复合体HE染色可见支架内部有大量髓核细胞,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。培养3周后,扫描电镜显示细胞成层黏附于支架表面,细胞重叠生长,分泌大量细胞外基质,HE染色可见支架内部有大量髓核细胞填满支架孔隙并分泌大量细胞外基质,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。酶联免疫吸附测定:3周组蛋白多糖含量(52.4±4.5)ng/ml明显高于1周组(29.3±3.6)ng/ml,P<0.05,3周组的II型胶原含量(24.3±1.8)ng/ml明显高于1周组(15.16±1.5)ng/ml,P<0.05。[结论]新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外培养生长良好,分泌大量类似髓核样细胞外基质,可以用于体外构建组织工程化髓核。     

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。     

不同接种方法构建组织工程化椎间盘纤维环细胞支架复合体的对比研究

目的 在以脱矿脱细胞骨基质环为支架以纤维环细胞为种子细胞构建组织工程化椎间盘纤维环细胞支架复合体过程中,探索最佳的构建复合体方法.方法 分别使用纤维蛋白凝胶接种技术和传统的直接接种技术一静置法构建技术构建组织工程化椎间盘纤维环细胞支架复合体.对构建产物进行倒置显微镜观察、扫描电镜观察和细胞计数,比较两方法的效果.结果 纤维蛋白凝胶接种技术构建的细胞支架复合体.细胞粘附更多、增殖更迅速.结论 纤维蛋白凝胶接种技术在以脱矿脱细胞骨基质环为支架以纤维环细胞为种子细胞构建组织工程化椎间盘纤维环细胞支架复合体过程中,比静置法效果更好.     

组织工程化骨膜的构建及其在体外的成骨活性检测

[目的]利用兔骨髓间充质干细胞与猪小肠粘膜下层复合构建组织工程骨膜,体外观察其生物学特性并检测成骨活性,为将来体内移植提供实验依据。[方法]以猪小肠粘膜下层基质作为支架材料,与新西兰大白兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)或体外成骨诱导培养后的BMSCs,采用沉淀法复合构建两种组织工程化骨膜(M2及M1),用MTT法检测种子细胞在支架材料上的生长情况;扫描电镜(SEM)观察种子细胞在支架材料上的生长、粘附状态;通过ELISA检测碱性磷酸酶活性和骨钙素分泌水平。[结果]种子细胞在SIS上生长良好,M2及M1在含有成骨诱导剂的培养基中培养可分泌一定量骨钙素(11 d达峰值),并表达碱性磷酸酶活性(7 d达峰值)。而且,Ml所分泌骨钙素的量与碱性磷酸酶活性高于M2,差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]利用兔骨髓间充质干细胞与猪小肠粘膜下层复合构建组织工程化骨膜能够保持较稳定的生物活性,种子细胞能良好地在支架上附着、生长增殖,并稳定地分泌一定量的骨钙素和碱性磷酸酶,在体外表达较强的成骨活性。     

仿生髓核组织工程支架材料的在体组织性能研究

[目的]初步评价自行设计构建的仿生髓核组织工程支架材料-CHCS支架的在体组织性能。[方法]以单层培养的传1代髓核细胞为种子细胞,体外初步构建细胞-CHCS支架复合体,并植入摘除髓核的椎间盘内,观察椎间隙的高度、相应节段生物力学性能以及组织学改变。[结果]成功构建了细胞-CHCS支架复合体,植入摘除髓核的椎间盘内,髓核细胞能够成功地合成和分泌PG等细胞外基质。在12周时,细胞-支架复合体初步形成了解剖学上的髓核样结构。8周后能有效缓解椎间隙高度的下降和抗压、屈曲、伸直强度的降低。[结论]所构建的细胞-支架复合体对于椎间盘的退变有一定的延缓作用。同时表明所构建的CHCS支架具有良好的在体组织性能。     

利用灌注式生物反应器体外构建大段组织工程化骨的实验研究

目的 研究体外利用灌注式生物反应器构建大段组织工程化骨的可行性. 方法把在体外培养扩增的第三代人骨髓基质干细胞与大段多孔β-磷酸三钙(β-TCP)支架复合.将细胞/支架复合体放入灌注式生物反应器中,进行连续灌注培养.28 d后,检测细胞的增殖及碱性磷酸酶(ALP)活性,同时对培养后的细胞/支架复合体进行组织学检测及形态学计量,用以评价体外组织工程化骨的构建.以静态培养作为对照组. 结果培养28 d后,灌注培养组的细胞活性明显高于静态培养组.灌注培养组细胞的ALP活性显著高于静态培养组.静态培养组细胞仅在多孔β-TCP支架周缘增殖,形成的新骨量较少.灌注培养组细胞在整个β-TCP支架内增殖,形成的新骨量较多. 结论利用灌注式生物反应器的灌注培养,可以使人骨髓基质干细胞在大段β-TCP载体内增殖并形成新骨,使体外大段组织工程化骨的构建成为可能.     

应用胶原凝胶构建组织工程化皮肤的研究

目的探讨以胶原凝胶为支架材料构建组织工程化皮肤的可行性。方法体外分离、培养人皮肤表皮细胞和成纤维细胞;利用自制的胶原蛋白制成胶原凝胶作为组织工程支架材料;在成功构建人工真皮的基础上种植表皮细胞,构建复合人工皮肤;采用HE染色与免疫组织化学的方法对复合人工皮肤进行组织学检测。结果HE染色可见,构建的复合人工皮肤具有表皮和真皮双层结构;免疫组织化学染色显示,Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白阳性,在形态结构上与正常皮肤相似。结论培养的人表皮细胞和成纤维细胞种植于胶原凝胶支架上,气-液界面培养可构建出具有类似正常皮肤结构的组织工程化皮肤。     

应用胶原凝胶构建组织工程化皮肤的研究

目的探讨以胶原凝胶为支架材料构建组织工程化皮肤的可行性。方法体外分离、培养人皮肤表皮细胞和成纤维细胞；利用自制的胶原蛋白制成胶原凝胶作为组织工程支架材料；在成功构建人工真皮的基础上种植表皮细胞，构建复合人工皮肤；采用HE染色与免疫组织化学的方法对复合人工皮肤进行组织学检测。结果HE染色可见，构建的复合人工皮肤具有表皮和真皮双层结构；免疫组织化学染色显示，Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白阳性，在形态结构上与正常皮肤相似。结论培养的人表皮细胞和成纤维细胞种植于胶原凝胶支架上，气一液界面培养可构建出具有类似正常皮肤结构的组织工程化皮肤。