改性纳米羟基磷灰石/PLGA材料同骨髓基质干细胞复合后相关生物学评价

背景：改性纳米羟基磷灰石/聚乙交酯-丙交酯复合材料（L-lactic acid oligomer/Poly（lactide-co-glycolde）,PLGA/g-HA）因具有良好的稳定性及机械性能,目前备受关注。目的：观察骨髓基质干细胞和改性PLGA/g-HA体外复合后的细胞活性及生物相容性。方法：原代培养兔骨髓基质干细胞,传代培养至第3代,MTT比色法检测在不同浓度PLGA/g-HA浸提液（10%、30%、50%、80%）中骨髓基质干细胞的增殖情况,以及骨髓基质干细胞在PLGA/g-HA表面的黏附性及其细胞形态。结果与结论：于培养后1,3d测得在不同浓度浸提液下骨髓基质干细胞的A值,10%浸提液组和对照组相比无显著性差异,4种浓度浸提液的细胞毒性均为1级;扫描电镜观察到骨髓基质干细胞在PLGA/g-HA表面逐渐伸展,形成伪足,最终牢固锚定在材料表面。提示在PLGA/g-HA的浸提液中骨髓基质干细胞能够发生增殖,对细胞无毒性。骨髓基质干细胞可以黏附在PLGA/g-HA表面且形态正常,生长状态良好,证明PLGA/g-HA具有良好的相容性和黏附性,可作为修复骨缺损的复合组织工程骨。     

纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2与骨髓基质干细胞的体外培养

背景：纳米级羟基磷灰石支架材料复合骨形态发生蛋白2因子组织构建模式组合后对骨髓基质干细胞的作用是叠加促进或抑制作用以及其生物相容性如何？目的：验证纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2与骨髓基质干细胞在体外共同培养下的生物相容性和成骨性。方法：将兔骨髓基质干细胞体外培养、传代和扩增,经鉴定后将第3代细胞分别接种在对照组、骨形态发生蛋白2组、纳米羟基磷灰石组、纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组4种培养液中。结果与结论：对照组和纳米羟基磷灰石组的细胞倍增时间较骨形态发生蛋白2组、纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组两组长;骨形态发生蛋白2组和纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组细胞增殖能力及碱性磷酸酶测量值明显大于对照组和纳米羟基磷灰石组（P〈0.01）。提示纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2的组织构架不仅与骨髓基质干细胞之间具有良好的生物相容性,还可发挥骨形态发生蛋白2促进骨髓基质干细胞增殖和定向分化成骨的作用。     

纳米羟基磷灰石对人骨髓基质干细胞体外成骨活性的影响

目的：观察人骨髓基质干细胞在纳米羟基磷灰石材料上的生长、分化特点以及成骨细胞形态. 方法：实验于2004-03/2005-07在中南大学湘雅医院医学实验室完成.①实验方法：采用密度梯度离心的方法分离人骨髓基质干细胞,加入含体积分数为0.1的新生牛血清的低糖DMEM完全培养基中作原代培养,细胞长至90%汇合时传代,取培养第3代细胞接种于纳米羟基磷灰石（卫生部肝胆肠研究中心纳米课题组提供）表面,并加入含1 mmol/L地塞米松、50 mg/L维生素C、10 mmol/L β-甘油磷酸钠的培养基中诱导分化、培养.②观察指标：复合培养第2,4,6,8天后采用MTT法检测细胞增殖情况;复合培养7 d后行钙-钴法成骨细胞染色观察细胞分化情况;培养8 d后应用扫描电子显微镜观察细胞在材料上的生长情况. 结果：MTT法检测出的吸光值随着培养时间的增加而增大（P＜0.05）;经加入特定的成骨诱导体系培养7 d后,附着于材料的骨髓基质干细胞具有典型的成骨细胞形态,经钙-钴法染色后细胞胞浆中可见灰黑色颗粒或块状沉淀的阳性反应,细胞形态也多呈多角形或短矩形;培养8 d后扫描电镜可观察到材料孔隙内有细胞长入. 结论：人骨髓基质干细胞在纳米羟基磷灰石材料上生长良好,提示纳米羟基磷灰石适于骨髓基质干细胞的生长、分化,可作为骨组织工程的细胞外支架材料.     

海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的体外细胞相容性

背景：采用仿生学原理，利用海藻酸钙、纳米羟基磷灰石及胶原按一定比例复合，制成一种可注射、可任意塑形且具有良好骨传导、骨诱导性的组织工程骨，其应用在微创外科技术中，具有组织损伤小、不破坏修复区血供、操作简便易行等优点。目的：验证海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的相容性。设计、时间及地点：对比观察实验，于2008-02／05在南方医科大学珠江医院中心实验室完成。材料：2周龄健康新西兰大白兔用于骨髓基质干细胞的分离培养。海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料由清华大学材料系研制提供，孔隙率90％，孔径50～200μm。方法：选取生长良好的第5代兔骨髓基质干细胞与海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料体外复合培养。主要观察指标：共培养5d后倒置显微镜下观察细胞在材料表面、孔隙内的生长情况，扫描电镜下观察细胞在材料上附着情况。细胞和支架共培养后CCK-8法测定细胞活性。结果：骨髓基质干细胞能在海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料上良好地黏附、增殖、生长，细胞活性未受到海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料的影响。结论：海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞有良好的细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料与兔骨髓间充质干细胞的生物相容性

背景:清华大学材料科学与工程系冯庆玲教授等采用仿生学原理,制成一种塑形简便并且具有良好骨传导、骨诱导性的纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料.但制备的复合材料是否仍具良好的生物相容性尚不确切.目的:观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料与兔骨髓间充质干细胞的相容性.设计、时间及地点:体外观察实验,于2008-08/11在南方医科大学珠江医院中心实验室完成.材料:纳米羟基磷灰石,壳聚糖复合材料由清华大学材料系研制,孔隙率90%,孔径50-200 μm.骨髓间充质干细胞由2周龄健康新西兰大白兔股骨和胫骨骨髓绎密度梯度离心法获得.方法:将预湿后的纳米羟基磷灰石/壳聚糖材料置于培养板内,将第3代骨髓间充质干细胞接种于材料表面在体外复合培养.对照组为单纯骨髓间充质干细胞培养.主要观察指标:倒置显微镜、扫描电镜观察细胞和材料复合培养后细胞生长状况,计数细胞接种后1,2,4 h在材料表面的黏附状况,CCK-8检测细胞在复合材料卜的增殖状况,流式细胞仪榆测种植细胞的细胞周期.结果:骨髓间充质干细胞在复合材料表面上生长状况良好.细胞接种到复合材料1h时黏附率低于对照组(P＜0.05),但接种2,4 h后两组黏附率差异无显著性意义(P＞0.05).细胞接种后,两组均保持正常的分裂增殖速度(P＞0.05).材料组和对照组细胞皆为正常的二倍体细胞,未见异倍体细胞形成,复合材料对兔骨髓间充质细胞的细胞周期影响不大.结论:纳米羟基磷灰石/壳聚糖与骨髓间充质干细胞具有良好的生物相容性.     

改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸复合骨髓基质干细胞修复兔桡骨缺损

背景:前期试验证实骨髓基质干细胞能够在改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料表面黏附、增殖,该材料具有良好的生物安全性。目的:观察骨髓基质干细胞与改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料复合修复兔桡骨缺损的效果。方法:建立兔15mm桡骨缺损模型,随机分为3组:空白对照组不进行任何处理,实验组植入改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸+骨髓基质干细胞组织工程化骨,对照组植入单纯改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸支架材料。结果与结论:①X射线评价:术后1～12周,实验组骨缺损修复程度及速度明显优于空白对照组与对照组(P<0.05)。②组织学检测:实验组术后4周即可观察到新生骨和纤维组织长入材料空隙,局部形成陷窝结构;8周时新生骨组织增多,部分可观察到成熟的骨小梁结构;12周时可见大量成熟骨细胞,骨小梁排列紧密,移植材料逐步被新生骨取代,与正常骨组织形态基本一致,且骨小梁出现时间早于空白对照组与对照组。说明骨髓基质干细胞复合改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸构建的组织工程化骨能够促进骨缺损处新骨的生成,较单纯支架材料具有明显优势。     

纳米晶羟基磷灰石胶原复合骨髓间充质干细胞修复骨缺损

背景:临床上对大范围骨缺损还没有很有效的治疗手段,而纳米晶羟基磷灰石胶原复合材料与天然骨骼的结构类似,具有较好的生物相容性,可能为修复骨缺损提供新的途径.目的:观察纳米晶羟基磷灰石胶原材料复合骨髓间充质干细胞在修复骨缺损中的作用.方法:分离培养人骨髓间充质干细胞,与纳米晶羟基磷灰石胶原材料于体外联合培养;通过大体观察、组织学分析及电镜观察了解成骨情况,进一步临床应用于修复骨缺损.结果与结论:人骨髓间充质干细胞在体外可以大量扩增,复合细胞的材料植入骨缺损处后,X射线摄片动态观察可见骨缺损处连接良好.说明骨髓间充质干细胞具有成骨细胞作用,纳米晶羟基磷灰石胶原材料是一种很好的构建组织工程骨的支架材料.     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥与骨髓基质细胞的生物相容性

背景:在前期的试验中,通过共沉淀法合成了纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合粉体,并与柠檬酸衍生物溶液调和制备出可生物降解、适当力学性能以及较好黏合强度的骨水泥。目的:验证纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料对体外兔骨髓基质细胞黏附及增殖的影响,了解材料的生物相容性。方法:应用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合材料作为骨水泥的固相粉体,将柠檬酸衍生物配制成溶液作为液相调和制备黏合性骨水泥。培养兔骨髓基质细胞,传代扩增后接种到材料上,体外继续培养;以细胞加入无材料的培养皿培养为对照。结果与结论:体外培养的兔骨髓基质细胞2d后呈梭形成纤维细胞样,生长良好。有材料实验组细胞数显著多于对照组(P<0.01)。扫描电镜下骨水泥材料具有良好的多孔网状结构,兔骨髓基质细胞伸出多个伪足样突起,紧密贴附在材料表面。两组细胞均保持持续增殖,2,4,6,和8d实验组增殖均显著快于对照组(P<0.01)。提示纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料具有良好的生物相容性。     

羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上骨髓间充质干细胞的增殖与分化

背景:最近胶原蛋白作为细胞体外三维立体支架材料被大量用于组织工程,但胶原蛋白支架材料机械强度低,很难承受较大外力,为此将胶原蛋白与羟基磷灰石制成复合支架材料,探索复合支架的生物相容性和生物活性.目的:验证大鼠骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的增殖与分化情况.方法:贴壁法分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别在平板、胶原支架、羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上,观察3种条件下细胞的生长状况,四甲基偶氮唑盐法检测其增殖情况.培养14,21 d后,考察细胞碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量.结果与结论:发现骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上铺展良好,其增殖率显著高于纯胶原蛋白支架上培养的细胞,并高于平板培养细胞.骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量明显高于纯胶原蛋白支架,高于平板培养.结果提示,羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料能促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,并诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化.     

纳米级二氧化锆增韧羟基磷灰石生物复合陶瓷对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响

背景：课题组拟对纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石生物陶瓷进行一些初步研究,主要集中在生物力学匹配性,化学稳定性,以及生物相容性实验,其中体外细胞培养实验具有可控性,可重复性,能很好地反映材料的生物相容性。目的：比较纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石两种材料对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响。方法：将骨髓基质干细胞置于含体积分数为20%胎牛血清的DMEM培养基中培养,传代后改用含β-甘油磷酸钠,地塞米松和维生素C的条件培养基培养。取传至第3代的成骨细胞,以1.0×108L-1浓度接种于放有材料块的细胞培养板中,培养第1~10天倒置相差显微镜观察细胞生长情况,绘制细胞生长曲线,并进行碱性磷酸酶活性检测。培养第6天的细胞和材料复合物用多聚甲醛固定进行扫描电镜观察。结果与结论：MTT法测得两种材料培养的细胞生长曲线无显著差异。复合培养的兔骨髓基质干细胞能够保持正常分泌碱性磷酸酶的功能。电镜照片也同样证实了两种材料表面均有细胞的附着。说明纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石均不影响成骨细胞增长分化,具有优良的成骨细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石/月交原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损

背景:为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点.目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成.材料:40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组(简称复合组)、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只.方法:在兔下颌骨体部制造大小为15 mm×15 mm的全厚骨缺损模型.复合组于缺损处植入骨髓基质十细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14 d的复合物:自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸:空白对照组不作任何植入.主要观察指标:分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果.结果:复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性(P＞0.05),且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组(p＜0.01).复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟.呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几.单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料.结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复.     

深低温冻存羟基磷灰石／骨髓间充质干细胞修复免桡骨缺损

背景：以往研究表明羟基磷灰石复合骨髓间充质干细胞具有良好的骨缺损修复效果,但这种复合材料在冻存后是否具有骨缺损修复效果还不清楚。目的：观察深低温冻存羟基磷灰石,骨髓间充质干细胞复合修复骨缺损的效果。方法：制备27只日本大耳白兔桡骨10mm缺损模型,随机分为冻存复合材料组、新鲜复合材料组与羟基磷灰石组,3组分别于骨缺损处植入-80℃保存3个月的羟基磷灰石,同种异体骨髓间充质干细胞复合物、新鲜制各的羟基磷灰石,同种异体骨髓间充质干细胞复合物及单纯羟基磷灰石,植入后8,12周行大体观察、X射线观察及苏木精一伊红染色等组织学观察,并于12周行生物力学检测。结果与结论：术后12周,冻存复合材料组、新鲜复合材料组骨缺损大部分愈合,有成熟骨小梁通过,有的可见髓腔通畅,塑形较好;羟基磷灰石组骨痂生成少,骨缺损部分愈合,塑形欠佳,新骨生成少于冻存复合材料组、新鲜复合材料组（P〈0．05）。冻存复合材料组、新鲜复合材料组最大载荷明显大于羟基磷灰石组（P〈0．05）。表明低温冻存羟基磷灰石屑髓间充质干细胞复合植骨材料的骨缺损修复能力与新鲜制作的复合材料几乎一致,未因冻存受到影响。     

表面改性聚合物左旋聚乳酸-多聚赖氨酸可促进骨髓基质细胞的初始黏附

背景:通过增加表面活性基团对生物支架材料进行表面改性,可提高材料对细胞的亲和力,有效提高材料的细胞相容性。目的:合成表面改性聚合膜左旋聚乳酸-多聚赖氨酸(PLLA-PLL),并观察其对骨髓基质细胞黏附、增殖的影响。方法:通过开环聚合反应合成不同组分高分子聚合膜PLLA139-PLL131,PLLA77-PLL72,PLLA45-PLL246,将人骨髓基质细胞接种至不同组分聚合膜PLLA-PLL表面、左旋聚乳酸及商品化的细胞培养板,寻找最佳PLLA-PLL组分。结果与结论:与左旋聚乳酸比较,不同组分PLLA-PLL聚合膜细胞黏附量均升高,以PLLA77-PLL72聚合膜组增高显著(P<0.05),所以最佳组分为PLLA77-PLL72,连续培养结果显示PLLA77-PLL72聚合膜表面骨髓基质细胞骨架蛋白表达丰富,清晰有序,增殖实验也证实了PLLA77-PLL72聚合膜可促进骨髓基质细胞增殖。     

大鼠脂肪和骨髓来源间充质干细胞基本生物学特征的比较

目的:分离大鼠脂肪和骨髓来源的间充质干细胞,比较两种间充质干细胞的生物学特征。方法:实验于2003-09/2006-11在广州市第一人民医院、湘雅医院中心实验室完成。取SD大鼠的股骨、胫骨、肱骨及腹股沟处脂肪垫进行骨髓间充质干细胞与脂肪间充质干细胞的分离。将骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞在含10%血清,1%双抗的低糖DMEM培养基,37℃、体积分数为0.05的CO2条件下进行培养。在细胞达到80%～90%融合时,使用0.25%胰酶消化传代。传代至第3代使用倒置显微镜观察骨髓和脂肪两种不同来源细胞的传代后的形态、贴壁、生长增殖、集落等情况。取消化传3代的两种细胞分别制成单细胞悬液进行细胞贴壁率的检测,贴壁率=贴壁细胞总数/接种细胞总数×100%。取第2代和第5代骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞以1×107L-1密度培养。每天同一时间,随机抽取5孔细胞,加入5%噻唑兰20μL/孔,培养4～6h,吸出孔内液体,每孔加150μL二甲基亚砜震荡10min,酶联免疫测定仪测定波长490nm处的吸光度,取5孔吸光度的均值,以时间为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制生长曲线。采用流式细胞仪检测细胞表面CD29、CD34、CD44标记,免疫化学检测细胞CD29、CD34、CD44。结果:①在单位质量骨髓和脂肪组织中获得的间充质干细胞数量相当。两种细胞形态均为条索样,呈成纤维细胞形态。②应用直线相关分析,考察骨髓贴壁率与脂肪贴壁率之间的关系,相关系数r=0.999,决定系数r2=0.997(F=5862.949,P<0.001),两贴壁率之间有直线相关关系,不同的时间点两种细胞的贴壁率相似,并且有同向变化的趋势。③脂肪间充质干细胞的增殖能力与骨髓间充质干细胞相当。④脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞表面表达CD29、CD44,不表达CD34。结论:自大鼠脂肪中可提取出与骨髓间充质干细胞生物学特征类似的脂肪间充质干细胞。     

丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景:随着组织工程的兴起,软骨损伤的修复可能性显著地提高,但单一的支架材料均不能符合理想支架,有一定的局限性.目的:观察骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石构建组织工程化软骨的可行性.方法:体外分离培养骨髓间充质干细胞,并定向诱导成软骨细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石复合培养,构建膝关节胫骨平台全层关节软骨缺损.54只大白兔单侧膝关节全层软骨缺损模型后随机抽签法分为3组,复合组植入细胞-丝素蛋白/羟基磷灰石复合物;材料组植入单纯丝素蛋白/羟基磷灰石,对照组不行任何植入.植入后8,12周CT检查及组织学检查观察软骨缺损修复情况.结果与结论:植入后8周,复合组关节面不平整,关节间隙增大,形成新生类软骨细胞,基质丰富.材料组关节面塌陷,软骨细胞少量增殖.植入后12周,复合组关节面平整,关节间隙如常.大量软骨细胞出现,与周边软骨色泽一样,支架材料完全降解.材料组关节面不平整,软骨细胞不完全充填,支架材料部分降解.对照组未见修复.提示用骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,显示了丝素蛋白/羟基磷灰石材料作为关节软骨组织工程支架材料的良好生物相容性.     

骨形态发生蛋白-聚乙烯砒洛啉酮-纳米晶胶原基骨缓释系统与骨髓间充质干细胞的生物相容性

背景:骨形态发生蛋白在骨组织工程中很易降解,聚乙烯吡咯啉酮理论上存在与骨形态发生蛋白结合并对其缓释的作用。目的:观察聚乙稀吡咯啉酮修饰的纳米晶胶原基骨复合骨形态发生蛋白的体外缓释效果,并与成骨细胞复合培养,以期得到一种生物相容性较为理想的缓释支架系统。方法:实验分为3组,即聚乙烯吡咯啉酮修饰的骨形态发生蛋白复合纳米晶胶原基骨组、骨形态发生蛋白复合纳米晶胶原基骨组及聚乙烯吡咯啉酮修饰的骨形态发生蛋白复合大鼠松质骨组。以ELISA法检测3种复合物的骨形态发生蛋白体外释放活性。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分离后定向诱导为成骨细胞并种于支架上,3,7,10,14d时检测支架中的细胞计数;细胞培养14d后采用扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:骨形态发生蛋白体外释放曲线可见14d后实验组上清液中骨形态发生蛋白仍保持较高的浓度。培养14d后,大鼠骨髓间充质干细胞Ⅰ型胶原免疫荧光染色阳性,支架中脱落细胞计数均高于对照组(P<0.05)。扫描电镜结果发现实验组支架上的细胞生长情况明显好于对照组。提示聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米晶胶原基骨支架具有良好的缓释骨形态发生蛋白的作用,与大鼠骨髓间充质干细胞有很好的生物相容性。     

丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景：随着组织工程的兴起,软骨损伤的修复可能性显著地提高,但单一的支架材料均不能符合理想支架,有一定的局限性。目的：观察骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石构建组织工程化软骨的可行性。方法：体外分离培养骨髓间充质干细胞,并定向诱导成软骨细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石复合培养,构建膝关节胫骨平台全层关节软骨缺损。54只大白兔单侧膝关节全层软骨缺损模型后随机抽签法分为3组,复合组植入细胞-丝素蛋白/羟基磷灰石复合物;材料组植入单纯丝素蛋白/羟基磷灰石,对照组不行任何植入。植入后8,12周CT检查及组织学检查观察软骨缺损修复情况。结果与结论：植入后8周,复合组关节面不平整,关节间隙增大,形成新生类软骨细胞,基质丰富。材料组关节面塌陷,软骨细胞少量增殖。植入后12周,复合组关节面平整,关节间隙如常。大量软骨细胞出现,与周边软骨色泽一样,支架材料完全降解。材料组关节面不平整,软骨细胞不完全充填,支架材料部分降解。对照组未见修复。提示用骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,显示了丝素蛋白/羟基磷灰石材料作为关节软骨组织工程支架材料的良好生物相容性。     

Hepatogenic engineering from human bone marrow mesenchymal stem cells in porous polylactic glycolic acid scaffolds under perfusion culture

Bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) are promising candidates for cell therapy and tissue engineering. We used mesenchymal stem cells from human bone marrow (hMSCs) as the seeding cells to investigate the potential of hepatocytic differentiation of hMSCs in porous polylactic glycolic acid (PLGA) scaffolds under perfusion induction. hMSCs were seeded and proliferated in PLGA scaffolds, and then induced into hepatocyte-like cells with hepatogenic medium in perfusion and static cultures. The results showed that hMSCs could be induced into hepatocyte-like cells in PLGA scaffolds with hepatogenic medium in both static and perfusion induction systems. However, perfusion induction was more effective for cellularity in PLGA scaffolds than in static induction. Cells in the scaffold induced by the hepatogenic medium expressed hepatocyte-specific genes cytokeratin 19 (CK19), α-fetoprotein (αFP), cytokeratin 18 (CK18), albumin and cytochrome P4503A4 (CYP3A4) in a time-dependent manner. Induced cells stained positive for αFP and albumin. Induced cells also acquired the functional characteristics of hepatocytes, i.e. secretion of urea and albumin. In a comparison of survival and hepatogenic differentiation of hMSCs between perfusion and static induction, perfusion induction increased the survival and the uniform distribution of induced cells in scaffolds, which resulted in a higher efficiency of hepatogenesis in the PLGA construct with hMSCs. The oscillatory perfusion induction system combined with the hepatogenic medium should be a valuable and convenient tool for in vitro hepatic tissue engineering using hMSCs.