骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石支架材料的体外相容性研究

目的　探讨兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)与纳米羟基磷灰石(nano-HA)支架材料的相容性,进一步验证nano-HA材料作为骨组织工程支架材料的可行性。 方法　将rBMSCs与nano-HA支架材料在体外复合培养,通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞与材料的复合情况,用MTT法、碱性磷酸酶活性检测法检测材料对细胞增殖、分化的影响。 结果　rBMSCs可以在nano-HA支架材料表面及孔隙中良好的黏附、迁移、增殖和分化,复合培养5 d后nano-HA支架材料对rBMSCs的增殖分化表现出一定的促进作用。 结论　rBMSCs与nano-HA支架材料具有良好的生物相容性, nano-HA支架材料可以作为rBMSCs良好的载体。     

成骨诱导人脐带间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架材料的生物相容性☆

背景：纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料有利于成骨细胞的长入和新生骨的形成、且抗弯强度、抗压强度等各项参数与正常骨组织的力学性能相接近,能满足实验动物硬组织修复的要求。 目的：分析成骨诱导后人脐带间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架的生物相容性。 方法：体外培养人脐带间充质干细胞,纯化增殖,成骨诱导。取成骨诱导后的第3代人脐带间充质干细胞接种于纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架材料上,观察细胞的生长、增殖情况及材料细胞毒性。 结果与结论：成骨诱导后人脐带间充质干细胞在复合支架上生长分化良好,增殖活性不受材料影响。成骨诱导14 d内,可见碱性磷酸酶活性随着培养时间延长而逐渐增高。MTT法检测细胞无毒性。扫描电镜观察,1 d后可见细胞在支架表面附着生长;7 d后可见细胞在材料上生长良好,材料空隙有大量充填。说明纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支架可作为骨组织工程中人脐带间充质干细胞的细胞载体,具有良好的生物相容性,能满足骨组织工程的需要。关键词：羟基磷灰石/聚酰胺66;人脐带间充质干细胞;细胞培养;骨组织工程;支架;生物相容性 缩略语注释：nHA/PA66：nano-hydroxyapatite crystals and pnolyamide 66,羟基磷灰石/聚酰胺66;hUCMSCs：human umbilical cord mesenchymal stem cells,人脐带间充质干细胞 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.16.019     

纳米羟基磷灰石仿生骨材料的研究进展

纳米羟基磷灰石仿生骨材料因其与天然骨结构和成分相近,已成为组织工程领域研究的热点之一。介绍了纳米羟基磷灰石的各种制备方法及其复合材料的合成方法,并对纳米羟基磷灰石复合材料的特性进行了说明。通过将纳米羟基磷灰石表面修饰改性后,其复合材料有着广阔的应用前景,可用于修复骨缺损,也可以作为药物载体治疗肿瘤。对近年来纳米羟基磷灰石仿生骨材料的研究进展进行了综述。     

纳米仿生复合支架的生物相容性

背景：纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨,可以很好的模仿体内细胞外基质的结构,有利于细胞黏附、生长。 目的：评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。 方法：分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测;相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架,取生长良好的P3代,与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养,通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。 结果与结论：骨髓基质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29、CD44和CD106,不表达CD34和CD45,细胞形态为长梭形,仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150 μm,与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养;是理想的组织工程种子细胞;仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性,可用来做组织工程生物材料。     

仿生浸泡对碳酸根掺杂的钙磷生物陶瓷表面的影响

钙磷生物陶瓷表面类骨磷灰石层的形成对其诱导新骨生成起非常重要的作用。为了研究碳酸根掺杂的钙磷生物陶瓷其表面类骨磷灰石层形成的能力,利用体外模拟装置首次研究了碳酸根掺杂的钙磷生物陶瓷材料在仿生浸泡的过程其表面的类骨磷灰石层形成的变化。结果表明,钙磷生物陶瓷因有CO3^2-的存在,导致该材料形成类骨磷灰石晶体的时间大大提前。并且在-βTCP含量较低的相组成下（HA/-βTCP之比为9/1）,该陶瓷在与模拟体液（SBF）作用较短的时间内（约9d）就能形成类骨磷灰石晶体。而不含CO3^2-的钙磷生物陶瓷却只能与SBF液作用较长时间（约14d）才开始形成类骨磷灰石晶体。在相同的作用时间内,含CO3^2-的钙磷生物陶瓷所形成的类骨磷灰石晶体的情况远远优于不含CO3^2-的钙磷生物陶瓷。此外,还有部分的缺钙羟基磷灰石晶体的形成。钙磷生物陶瓷中CO3^2-的掺杂引入,有利于该材料生物活性的提高,进而有利于骨缺损的快速修复。     

纳米晶重组类人胶原基/聚乳酸复合支架材料的表征及细胞相容性研究

目的　制备纳米羟基磷灰石/重组类人胶原基/聚乳酸复合支架材料 (nano-hydroxyapatite/ recombinant human- like collagen/polylactic acid,nHA/RHLC/PLA),观察材料的形貌特征,探讨材料对骨髓基质干细胞(BMSCs)增殖、黏附及分化等生物学行为的影响。 方法　制备nHA/RHLC/PLA复合支架材料,应用X 光衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、ZWICK Z005 测试机对样品的化学成分、机械性能测试和压缩强度进行测试,通过扫描电镜检查等方法观察材料的表征;将犬骨髓基质细胞（BMSCs）接种在支架材料上培养,检测材料-细胞的黏附情况及材料对细胞生长增殖的影响。 结果　nHA/RHLC/PLA复合支架材料压缩强度均大于1MPa,达到了天然松质骨的最低强度。扫描电镜结果显示：支架材料呈三维多孔结构,孔为不规则多边形,孔的走向多样,纵向和横向孔隙互为交通,孔径在几十微米到300微米不等,孔隙率为75%~83%。nHA/RHLC/PLA复合支架材料表面BMSCs的黏附、生长良好;而BMSCs的增殖能力与对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05)。 结论　nHA/RHLC/PLA复合支架材料符合组织工程骨支架的力学要求,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。利用重组类人胶原代替动物源性胶原制备纳米晶骨修复材料,规避了动物胶原交叉感染的风险,有望成为一种理想的骨组织工程支架材料。     

脐带血间充质干细胞的成骨诱导及与β-磷酸3钙的生物相容性

目的探讨脐带血间充质干细胞(umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells,UCB-MSCs)的成骨诱导及与β-磷酸3钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)的生物相容性。方法在无菌条件下抽取人脐血,用密度梯度离心的方法获得脐血单个核细胞,接种到含10%胎牛血清的DMEM/F12培养基中。单个核细胞行贴壁培养后,进行细胞形态学观察,绘制细胞生长曲线,分析细胞周期,检测细胞表面抗原;应用条件培养基进行成骨诱导后,应用免疫组织化学方法检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)的表达,应用放免方法分析骨钙素(osteocalcin,OCN)的含量、荧光法检测细胞内钙离子的含量;与β-TCP复合培养后,用扫描电镜检测成骨诱导后的UCB-MSCs与β-TCP的生物相容性。结果采用Percoll(1.073g/ml)分离的脐血间充质干细胞大小较为均匀,梭形或星形的成纤维细胞样细胞。细胞生长曲线测定表明接种后第5d细胞进入指数增生期,至第9d后数量减少;流式细胞检测表明50%～70%细胞为CD29、CD45和CD105阳性;成骨诱导后,UCB-MSCs内AKP、培养基中的OCN含量和细胞内钙离子的含量均明显高于对照组(p0.01);成骨诱导的细胞在β-TCP表面生长良好,细胞周围有白色的钙盐沉积。结论 UCB-MSCs成骨诱导后具有骨细胞特性,与β-TCP具有良好的生物相容性,可作为骨组织工程的种子细胞。     

生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层的生物相容性研究

目的对生物玻璃-纳米羟基磷灰石(BG-nHA)梯度涂层的生物相容性作初步的评价。方法用低温烧结法在钛合金表面制备生物玻璃纳米羟基磷灰石梯度涂层,利用L929细胞检测梯度涂层材料的细胞毒性。取体外分离培养扩增的人骨髓基质干细胞(hBMSC),接种于涂层材料上,通过绿色荧光蛋白染色、扫描电镜和MTT法观察细胞的黏附和生长情况。结果生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层的细胞毒性分级为1级,人骨髓基质干细胞可以在涂层材料表面黏附和生长。结论生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层有良好的生物相容性,具有潜在的临床应用前景。     

生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层的生物相容性研究

目的 对生物玻璃-纳米羟基磷灰石(BG-nHA)梯度涂层的生物相容性作初步的评价.方法 用低温烧结法在钛合金表面制备生物玻璃纳米羟基磷灰石梯度涂层,利用L929细胞检测梯度涂层材料的细胞毒性.取体外分离培养扩增的人骨髓基质干细胞(hBMSC),接种于涂层材料上,通过绿色荧光蛋白染色、扫描电镜和MTT法观察细胞的黏附和生长情况.结果 生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层的细胞毒性分级为1级,人骨髓基质干细胞可以在涂层材料表面黏附和生长.结论 生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层有良好的生物相容性,具有潜在的临床应用前景.     

新工艺制备纳米钛酸钙涂层及生物相容性评价

目的 :研究新型纳米钛酸钙(CaTiO_3)涂层钛合金材料的生物相容性。方法 :将钛板、羟基磷灰石涂层钛板和纳米CaTiO_3涂层钛板分为钛板组、涂层组、纳米组(各60例)。通过扫描电镜、X射线衍射对3组材料进行分析。将各组材料与成骨细胞(MC3T3-E1)共培养,通过免疫荧光染色、MTT法、碱性磷酸酶(ALP)含量测定评估材料表面细胞的存活、增殖及分化情况;通过电镜检测材料表面成骨细胞的钙化。结果 :涂层组、纳米组比钛板组有更高的活细胞数量、MTT值、ALP含量,有更好的细胞结构形态和钙化,而涂层组、纳米组无差异。结论 :该新型纳米CaTiO_3涂层材料有良好的生物相容性,为其将来临床植入体内提供了一定的实验依据。     

自体骨髓富集间质干细胞与羟基磷灰石磷酸三钙材料复合在脊柱融合中的应用

BACKGROUND: The use of bone graft materials can promote bone fusion and enhance the stability of the spine during the spinal fusion. OBJECTIVE: To investigate the effect of autologous bone marrow mesenchymal stem cells with hydroxyapatite/ tricalcium phosphate in the spinal fusion. METHODS: A retrospective analysis of clinical data of 64 patients with spinal fusion was carried out, and these patients were divided into two groups (n=32 per group): control group undergoing autogenous iliac bone grafting and observation group undergoing autologous bone marrow mesenchymal stem cells combined with hydroxyapatite/tricalcium phosphate. All patients were followed up for 12 months, and their recovery conditions about low back pain, spinal fusion and vertebral reset were assessed. RESULTS AND CONCLUSION: The low-back outcome scale scores and excellent rate, Lenke grading and Cobb angle had insignificant differences between the two groups after treatment (P > 0.05). No infection, inflammation and skin irritation occurred in the two groups. The coagulation function, renal function and inflammatory factor levels were at normal levels in all the patients, and there was no difference between the two groups (P > 0.05). These findings indicate that autologous bone marrow mesenchymal stem cells combined with hydroxyapatite/tricalcium phosphate can achieve clinical outcomes equivalent to the autologous iliac bone grafting.      

丝素蛋白与胎盘间充质干细胞生物相容性的实验研究

目的 探讨丝素蛋白（SF）材料与胎盘间充质干细胞（PMSCs）的生物相容性.方法 运用SF溶液包被的培养瓶培养PMSCs,流式细胞术分析其表型并对其定向分化潜能进行探讨;PMSCs置于SF膜材料培养后通过扫描电镜观察细胞形态变化.结果 用SF溶液包被的培养瓶培养的PMSCs,其生长特性、表面标志、多向分化潜能无明显变化;PMSCs在SF膜材料上生长良好,培养8 d时材料上细胞伸展增殖,分泌大量颗粒状、网状基质物质,材料间隙被基质填满.结论 SF材料不影响PMSCs的生长特性、表面标志和多向分化潜能,具有良好的生物相容性.     

壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架的生物相容性研究

制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石(CS/nHA)分层复合支架,对其进行细胞毒性评价.分离培养大鼠软骨细胞接种于支架,相差显微镜和扫描电镜观察细胞的黏附及生长情况.动物皮下埋植试验观察其组织相容性.实验结果证实壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架具有良好的生物相容性,有望成为较好的骨软骨组织工程支架.     

人纳米脱钙骨基质复合物的理化性质和安全性

背景：脱钙骨基质和骨形态发生蛋白已被证实具有良好的骨诱导性,但有关纳米脱钙骨基质的研究较少,其理化性质和生物安全性尚不明确。 目的：在前期实验制备人纳米脱钙骨基质的基础上加载重组人骨形态发生蛋白2,分析人纳米脱钙骨基质复合重组人骨形态发生蛋白2的理化性质及生物安全性。 方法：采用改良Urist法制备人脱钙骨基质,并进行纳米化处理,再将骨形态发生蛋白2与其按特定比例混合,冻干塑型行以下实验：①热源实验：将材料浸提液经耳静脉注入兔体内。②毒性实验：将材料浸提液与生理盐水分别经尾静脉注入小白鼠体内。③植入实验：在兔两侧后肢肌肉内分别植入实验材料和β-磷酸三钙。 结果与结论：冻干塑型后,纳米人脱钙骨基质材料表面致密,孔隙直径100-400 μm,孔隙分布欠均匀,孔隙率小于30%,以碳、氧和氮为主要元素组成。人纳米脱钙骨基质复合重组人骨形态发生蛋白2材料无热源效应,注射后未见兔体温有明显波动。急性全身毒性实验结果表明人纳米脱钙骨基质复合重组人骨形态发生蛋白2材料符合国家相关规定,注射后未见小鼠出现明显毒性反应。人纳米脱钙骨基质复合重组人骨形态发生蛋白2材料植入兔体内的炎症反应明显轻于β-磷酸三钙植入后的反应。结果表明人纳米脱钙骨基质复合重组人骨形态发生蛋白2是一种无毒、组织相容性好、生物利用度高、炎症反应轻的纳米同种异体骨移植替代物。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨髓间充质干细胞阻止股骨骨不连的形成

BACKGROUND: Orthopedists should pay more attentions to nonunion prevention in view of nonunion treatment, that is, active interventions should be taken to avoid bone delayed union and nonunion.     

人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙的生物相容性

背景：体内实验显示,β-磷酸三钙多孔陶瓷是较为理想的骨组织工程支架材料,但由于体内植入实验受多种因素的影响,不能很好反映细胞的生长、增殖和表型变化。 目的：观察体外人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙多孔陶瓷的生物相容性。 方法：将培养的第6代人脐血间充质干细胞悬液滴注入β-磷酸三钙内部进行复合,然后将干细胞-支架材料复合物置入含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM培养体系中培养,于培养第4,8,12天电镜下观察人脐血间充质干细胞在材料表面及内部生长情况,采用MTT测试法绘制细胞生长曲线,并进行DNA含量、蛋白质含量测定。 结果与结论：人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙体外复合后能够在β-磷酸三钙支架材料表面及内部的孔隙内贴附,且生长良好,其DNA复制和蛋白合成功能不受β-磷酸三钙的影响。说明人脐血间充质干细胞和β-磷酸三钙支架材料生物相容性良好,二者可作为种子细胞和支架材料用于组织工程化骨与软骨的构建。     

骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨内生长以及成骨潜能

背景：纳米晶胶原基骨修复材料是根据仿生原理制备的纳米骨框架材料,其微结构和成分两方面都与天然骨有相似性 ,具有良好的生物相容性。 目的：研究兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养的结合程度,以及构建组织工程骨的可行性。 方法：分离兔骨髓间充质干细胞,体外培养、纯化,取第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养,第3,7,20天后激光共聚焦和扫描电镜观察二者复合程度。 结果与结论：骨髓间充质干细胞和纳米晶胶原基骨修复材料复合良好,共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察均可见细胞生长;纳米晶胶原基骨修复材料能够作为良好的支架,它能使骨髓间充质干细胞在其内稳定生长。提示骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨修复材料内能很好的生长,并且具有成骨潜能。     

原位生长纳米羟基磷灰石晶须增强β-磷酸三钙多孔支架的生物安全性

背景：通过纳米羟基磷灰石原位生长明显提高了磷酸钙支架的强度与韧性。 目的：体外评价纳米羟基磷灰石晶须/β-磷酸三钙(nHAW/β-TCP)作为人工骨支架材料的生物相容性。 方法：急性全身毒性试验：30只小白鼠随机分为静脉实验组,腹腔实验组和对照组,分别注射浸提液及生理盐水,24,48,72 h观察动物的一般状态。溶血试验：材料浸提液与稀释人鲜血混合观察红细胞溶解情况,545 nm下检测A值计算溶血率;致敏试验：16只豚鼠随机分为实验组、阴性对照组和阳性对照组,每只豚鼠脊柱两侧皮内注射等体积nHAW/β-TCP支架材料浸提液、生理盐水及二硝基氟苯。于注射后即刻和24,48,72 h观察局部皮肤反应。细胞毒性试验：材料浸提液培养细胞进行细胞形态大体观察,采用CCK-8法观察细胞活性。 结果与结论：急性全身毒性试验：人工骨浸提液静脉及腹腔注射后不引起小鼠呼吸、进食改变或死亡,体质量稳定。溶血试验：nHAW/β-TCP的溶血率小于ISO规定的5%,可认为这种材料无溶血作用。致敏试验：豚鼠皮内注射后未出现过敏反应。细胞毒性试验：CCK-8细胞毒性试验显示不同浓度人工骨浸提液的细胞毒性为0级。提示nHAW/β-TCP复合支架不引起全身毒性反应、溶血反应和过敏反应,且无细胞毒性,生物相容性良好,符合组织工程人工骨支架材料的应用要求。     

羧乙基壳聚糖-纳米羟基磷灰石复合材料细胞相容性和生物力学性能的实验研究

制备羧乙基壳聚糖-纳米羟基磷灰石(NCECS/nHA)复合材料,研究其生物力学性能以及与气管软骨细胞的生物相容性。方法 气管软骨片段取自8周龄大耳白兔,Ⅱ型胶原酶消化,将所获得软骨细胞传代培养。将体外制备的NCECS/nHA复合材料分别进行干态标本和湿态标本的生物力学检测。将第3代软骨细胞种植到NCECS/nHA复合材料,分别计算材料表面软骨细胞在2h、6h、12h细胞贴壁率,并用噻唑蓝(MTT)法测定细胞增殖活性。结果 NCECS/nHA复合材料具有良好的生物力学性能。兔气管软骨细胞在NCECS/nHA复合材料表面上12h的贴壁率达(88.4±2.1)％,与其他组差异无统计学意义(P＞0.05)。同时MTT显示气管软骨细胞在NCECS/nHA复合材料表面生长状态良好。扫描电镜结果显示软骨细胞在NCECS/nHA薄膜上增殖和分化良好。结论 NCECS/nHA复合材料具备良好的细胞相容性和适宜的生物力学强度,作为一种具有开发潜力的生物材料,可用于组织工程气管的体外构建。     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的生物相容性与体内降解研究

对制备的纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的生物相容性及体内降解情况进行研究,为临床提供实验依据。参照GB/T16886医疗器械生物学评价标准和要求,对纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥进行急性细胞毒性试验、溶血试验、热源试验、急性全身毒性试验及体内植入试验等系列体内外生物学试验研究,以进行有效的生物相容性和安全性评价。纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的溶血率小于国家规定的5%,在体外不引起溶血反应;浸提液注入动物体内后无死亡,活动进食正常;无细胞毒性反应;热原试验动物体温升高均在0.7℃以下,3只兔体温升高值的总数〈1.5℃,无致热作用;材料植入体内初期有轻度炎症反应,随植入时间延长逐渐减轻,材料也逐渐降解吸收。纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥具有良好的生物相容性和降解性能,具有临床开发应用前景。