以藻酸钙为载体的可注射性组织工程软骨和骨研究

目的：在裸鼠背部皮下注射软骨细胞／藻酸钙复合物、骨髓基质成骨细胞／藻酸钙复合物，观察体内软骨、骨形成的可行性。方法：分别从兔耳软骨和髂骨获取软骨细胞和骨髓基质干细胞，体外扩增培养，次获得的软骨细胞和骨髓基质成骨细胞与藻酸盐复合，注射于裸鼠背部皮下，以单纯藻酸钙植入作为对照组，6，12周后进行组织学检查和X线检查，观察软骨和骨的形成。结果：注射软骨细胞复合物组，裸鼠背部皮下有软骨样组织形成，软骨细胞位于类似于正常软骨组织的陷窝中，注射骨髓基质成骨细胞复合物组，裸鼠背部皮下有骨样组织形成，具有骨髓腔样结构，而对照组无软骨或骨形成。结论：藻酸钙可用作软骨和骨组织工程的支架材料，以藻酸钙为载体的可注射性组织工程软骨和骨是可行的。     

可注射性组织工程骨的研究

目的 已经有实验证明可用组织工程方法构建可注射性软骨，试图应用组织工程技术探索可注射性组织工程骨折的可行性。方法 从兔髂骨骨髓细胞中获取骨髓基质成骨细胞，将骨须基质成骨细胞与2.0%藻酸钠溶液混合形成骨髓基质成骨细胞/藻酸钠复合物，使细胞的终浓度为5&;#215;10^6/ml。将骨髓基质成骨细胞/藻酸钠复合物注射于裸鼠背部皮下，用氯化钙固化为凝胶体。结果 注射后4，8周流向物在裸鼠背部皮下形成硬结节，X线片均显示有明显成骨现象。组织学分析显示标本有大量新骨形成，并具有髓腔样结构。结论 应用藻酸钠复合骨髓基质成骨细胞可通过注射方式在动物体内形成骨组织。     

藻酸钙作为可注射骨髓载体的可行性研究

目的探讨藻酸钙水凝胶(CAH)作为自体骨髓(ABM)载体构建可注射骨替代物的可行性.方法在兔背部皮下随机注射藻酸钙自体骨髓复合物(CAH/ABM)、单纯ABM、CAH,术后2、4周取材,通过X线、组织学检查观察其异位诱导成骨能力,并对新生骨进行定量组织学研究和统计学比较.结果X线、组织学检查结果均表明CAH/ABM组有较多新骨形成,ABM组诱导出少量骨,CAH组未见新生骨,诱导骨量统计学上具有显著性差异(P<0.01).结论可注射CAH/ABM复合物具有良好的骨诱导性,CAH是ABM的良好载体之一.     

可注射性纳米材料与兔成骨细胞的生物相容性

目的:将可注射性纳米材料与兔成骨细胞复合构建可注射性组织工程骨,观察其体外实验的生物相容性.方法:取16周龄、体质量约1.5 kg的新西兰大耳白兔双股骨大转子部和胫骨干骺端骨髓4～5 mL,将传至第三代的骨髓基质干细胞以成骨条件培养基定向诱导培养,获取成骨细胞.将成骨细胞与可注射性纳米材料体外复合培养,用噻唑蓝法测定细胞活性,检测碱性磷酸酶(ALP)活性,并行激光共聚焦显微镜及扫描电镜观察.结果:可注射纳米材料组的成骨细胞保持正常的分裂增殖速度.可注射纳米材料组ALP活性值为2.135±0.085,对照组为2.141±0.107,两者差异无统计学意义(P＞0.05).激光共聚焦显微镜及扫描电镜可见,成骨细胞在可注射性纳米材料上可良好地增殖、生长,细胞的活性未受到材料的影响.结论:可注射性纳米人工骨具有良好的细胞相容性,可作为可注射性骨组织工程载体材料.     

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨及软骨的实验

背景：软骨组织工程的两个关键问题是种子细胞和支架材料，保证支架材料上有足够数量的功能细胞是体内形成骨和软骨组织的基础。目的：对经体外培养的骨髓基质干细胞与藻酸钙载体及生长因子复合形成的组织工程性骨及软骨进行形态学观察。设计：细胞形态对比，观察12周实验结果。单位：郑州大学骨科研究所，上海第二医科大学骨科实验室。对象：实验于2001—09／2002—06在上海第二医科大学骨科实验室完成。3月龄雄性新西兰大白兔9只，平均体质量3．2kg。方法：复合材料分别为：①藻酸钙。②藻酸钙＋骨髓基质细胞。③藻酸钙＋骨髓基质细胞＋类胰岛素生长因子Ⅰ。④藻酸钙＋骨髓基质细胞＋转化生长因子β。⑤藻酸钙＋骨髓基质细胞＋转化生长因子β＋类胰岛素生长因子Ⅰ。将5种组合注射于同一个体新西兰火白兔背部不同部位皮下组织中，每组各注射2处，共10处，每处0.2mL，分别做好标记。按组分别于术后4，8，12周取材，各时间点处死动物3只，取兔背部皮下增殖物进行骨和软骨组织生成物观察，应用苏木精-伊红、甲苯胺蓝、Masson、番红-O染色技术。主要观察指标：兔背部皮下增殖物的组织学观察。结果：兔背部皮下增殖物的组织学观察结果：4周时可见藻酸钙＋骨髓基质细胞＋类胰岛素生长因子Ⅰ、藻酸钙＋骨髓基质细胞＋转化生长因子β、藻酸钙＋骨髓基质细胞＋转化生长因子β＋类胰岛素生长因子Ⅰ组有岛状软骨样组织形成，软骨细胞包绕于碱性基质中，8周时复合物中形成大量的类软骨结构，并部分向骨组织转化，细胞周围有大量的基质分泌，部分软骨细胞呈簇状分布。12周时藻酸钙＋骨髓基质细胞＋转化生长因子β＋类胰岛素生长因子Ⅰ组软骨组织基本转变为骨组织，并开始吸收。结论：骨髓基质细胞-藻酸钙-生长因子复合材料能形成软骨及骨组织。藻酸钙适合骨髓基质细胞生长，是一种良好的骨及软骨组织工程载体。     

软骨组织工程中细胞外基质的研究

目的：分析软骨组织工程中软骨细胞、软骨基质、生长因子之间的相互作用及细胞外基质替代物的开发。 资料来源：应用计算机检索Medline1995-01／2005-12有关软骨组织工程中软骨细胞外基质的文章，检索词为“cartilage；extraeellular matrix”．并限定文章语言种类为English。 资料选择：对资料进行审阅,选取包括软骨组织工程的文章，并查阅全文。纳入标准：①软骨细胞外基质及其受体。②软骨组织重建相关生长因子。③软骨细胞外基质替代物。排除标准：Meta分析、综述文献、重复研究。 资料提炼：共收集到1 179篇关于组织工程软骨及细胞外基质的文献．纳入符合标准的文献29篇。 资料综合：软骨组织无血管，其自我修复及重建能力有限，较小的创伤就会造成严重的软骨损伤及变性。软骨基质在软骨自身动态平衡及软骨修复等方面起着非常重要的作用，软骨细胞合成、分泌软骨基质并受软骨基质的调控。重建软骨组织就必须考虑软骨细胞及其周围环境的相互作用。 结论：重建关节软骨基质、促进软骨复原，研究软骨细胞和其周围环境之间的相互作用是关键。     

血管化可注射性纳米组织工程骨对骨再生血管形成的影响

目的将血管化可注射性纳米组织工程骨注入骨延长区,观察血管形成及骨再生的情况,揭示组织工程骨再血管化和成骨的关系。方法以可注射性纳米羟基磷灰石胶原（NHAC）／藻酸盐水凝胶为载体,复合成骨细胞和血管内皮细胞构建血管化可注射性纳米组织工程骨,将其注入肢体延长动物模型骨延长区,以空白对照组、注射单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料组为对照,通过组织学切片、毛细血管计数、骨小梁百分比面积测定,观察血管化及骨生成情况。结果毛细血管计数显示第3周：A组4．8±9．1,B组7．4±9．2,C组10．7±8．5;第6周：A组15．1±7．2,B组19．3±15．8,C组31．5±18．2,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,c组血管计数值最高,血管化明显优于其他组。骨小梁百分比面积测定显示第3周：A组4．52±7．31,B组10．20±9．65,C组21．33±16．4;第6周：A组22．56±8．76,B组41．95±16．27,C组58．36±11．39,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,数值由高到低顺序排列为：C组〉B组〉A组,C组骨小梁百分比面积最大。结论血管化可注射性纳米组织工程骨应用于牵拉成骨,可促进骨延长区血管化及骨生成,优于单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料。     

可注射性材料藻酸钠体外培养幼猪关节软骨细胞及形成组织工程化软骨的能力

目的:观察以藻酸钠为载体体外培养幼猪关节软骨细胞的增殖及形成工程化软骨的能力;评价藻酸钠凝胶作为培养软骨细胞载体的可行性。方法:实验于2003-10/2004-03在中山大学附属第二医院实验中心完成。取3个月龄小型猪膝关节软骨,酶消化法得到高纯度软骨细胞,体外培养3代后与藻酸钠混合,调节软骨细胞密度为5×109L-1,接种于96孔培养板中,每孔接种50μL,25g/L氯化钙溶液凝胶化10min后,DMEM培养基加体积分数为0.1的胎牛血清于96孔培养板中培养。4周后取材观察,行苏木精-伊红染色、Masson染色及免疫组织化学分析,观察软骨细胞形态,Ⅱ型胶原表达及成软骨能力。结果:①单层培养的软骨细胞呈多角形,细胞浆内表达Ⅱ型胶原;藻酸钠与软骨细胞复合后,藻酸钠凝胶材料与透明软骨细胞之间嵌合好。②苏木精-伊红染色见幼猪软骨细胞在海藻酸钠中增殖成株状或岛状;Masson染色见类似软骨陷窝之间胶原被染成绿色,可见细胞周围胶原分泌;免疫组织化学染色见细胞岛及其周围基质呈橘红色,细胞分泌Ⅱ型胶原较多。结论:幼猪软骨细胞在藻酸钠中可良好生长增殖,幼猪软骨细胞和藻酸钠复合可在体外成功构建组织工程化软骨。     

聚乳酸载体在组织工程骺软骨研究中的应用

目的 了解聚乳酸是否可以用作骨骺软骨细胞的载体。方法 采用多孔聚乳酸膜片作载体，与骨骺软骨细胞共培养，通过组织学、透射电镜、扫描电镜观察细胞与载体的关系及细胞生长情况；通过凝胶渗透色谱法了解聚乳酸载体肌肉植入后分子量改变情况和局部反应。结果 代表团显微镜、组织学及电镜观察均显示细胞可以在载体上生长，并且分泌基质；聚乳酸载体植入体内后分子量逐渐减少，周围异物细胞较少。结论 首次成功地培养出了组织工程骺软骨；聚乳酸在体内可以不断降解，组织相容性较好；骨骺软骨细胞可以在载体上不断生长。     

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨及软骨的实验

背景软骨组织工程的两个关键问题是种子细胞和支架材料,保证支架材料上有足够数量的功能细胞是体内形成骨和软骨组织的基础.目的对经体外培养的骨髓基质干细胞与藻酸钙载体及生长因子复合形成的组织工程性骨及软骨进行形态学观察.设计细胞形态对比,观察12周实验结果.单位郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室.对象实验于2001-09/2002-06在上海第二医科大学骨科实验室完成.3月龄雄性新西兰大白兔9只,平均体质量3.2kg.方法复合材料分别为①藻酸钙.②藻酸钙+骨髓基质细胞.③藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子Ⅰ.④藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β.⑤藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ.将5种组合注射于同一个体新西兰大白兔背部不同部位皮下组织中,每组各注射2处,共10处,每处0.2mL,分别做好标记.按组分别于术后4,8,12周取材,各时间点处死动物3只,取兔背部皮下增殖物进行骨和软骨组织生成物观察,应用苏木精-伊红、甲苯胺蓝、Masson、番红-O染色技术.主要观察指标兔背部皮下增殖物的组织学观察.结果兔背部皮下增殖物的组织学观察结果4周时可见藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子Ⅰ、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ组有岛状软骨样组织形成,软骨细胞包绕于碱性基质中,8周时复合物中形成大量的类软骨结构,并部分向骨组织转化,细胞周围有大量的基质分泌,部分软骨细胞呈簇状分布.12周时藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ组软骨组织基本转变为骨组织,并开始吸收.结论骨髓基质细胞-藻酸钙-生长因子复合材料能形成软骨及骨组织.藻酸钙适合骨髓基质细胞生长,是一种良好的骨及软骨组织工程载体.     

骨髓基质细胞 /藻酸盐凝胶构建新型载体的可行性

目的探讨以去抗原异体骨复合骨髓基质细胞/藻酸盐凝胶构建一种细胞复合物的可行性.方法将新西兰白兔的骨髓细胞培养,以骨髓基质细胞/藻酸盐凝胶复合去抗原异种骨,通过倒置显微镜及扫描电镜观察细胞的生长和分泌.结果该复合物中骨髓基质复合良好,可见生长和基质分泌.结论该复合物可作为一种良好的骨组织工程载体.     

骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释载体的生物相容性*

背景:目前硫酸钙主要被作为抗生素载体和成骨因子载体.目的:观察骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释系统的体外缓释效果及与种子细胞的生物相容性.方法:制备骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释系统,检测其体外释放性能.将S D大鼠骨髓间充质干细胞经体外诱导培养、扩增后,种植于骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释载体和单纯的注射式硫酸钙支架上行体外培养.结果与结论:骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释支架具有缓释骨形态发生蛋白2的效果,持续时间可达31 d.骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释支架与大鼠骨髓间充质干细胞具有优良的生物相容性,并且相同时间点支架上的细胞黏附率、细胞数量及细胞碱性磷酸酶活性均明显高于注射式硫酸钙支架;扫描电镜发现两组材料上均有细胞生长,骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释支架上的细胞在支架表面和孔隙内生长良好,细胞突起接触融合,细胞密集区域可见细胞外基质形成,大量细胞包绕在材料表面;注射式硫酸钙支架上的细胞黏附数量较少,生长情况不及骨形态发生蛋白2/注射式硫酸钙缓释支架上的细胞.     

硫酸钙人工骨/骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨诱导脊柱融合

背景：硫酸钙具有良好的组织相容性和可降解性,是一种安全有效的骨移植替代物。 目的：观察医用硫酸钙人工骨与兔骨髓间充质干细胞复合的成骨作用。 方法：取36只新西兰大白兔,行腰椎后路L4/5椎间盘摘除后,随机均分为3组,自体骨组在椎间隙植入自体髂骨,异种骨组在椎间隙植入异体脱钙小牛骨,组织工程骨组椎间隙植入医用硫酸钙人工骨与同种异体骨髓间充质干细胞复合物。植入后4,8,16周摄腰椎正侧位X射线片,观察椎体间植骨愈合及塑形情况;留取骨痂标本行组织学观察椎间植骨愈合程度;于16周对脊柱融合部位进行生物力学分析。 结果与结论：植入16周时,自体骨组椎间骨小梁连续,椎间融合基本完成,大量编织骨相互融合成片;异种骨组椎间隙形成不完全骨性融合,软骨组织大部分分化为骨组织,但中间仍为纤维组织;组织工程骨组椎间骨小梁连续,椎间融合基本完成,大量编织骨相互融合成片,人工骨基本吸收、骨化,仅有少部分残留;自体骨组、组织工程骨组失效强度和刚度均优于异种骨组（P〈0.05）。提示医用硫酸钙人工骨/骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨具有具有良好的成骨和骨诱导作用,可以较好地促进脊柱椎体间融合。     

藻酸钙影响骨髓间充质干细胞增殖活性的实验研究

目的研究藻酸钙凝胶对骨髓间充质干细胞（bone mensenchymal stem cells,BMSCs）增殖活性的影响,为藻酸盐作为BMSCs在骨组织工程中的载体提供实验依据。方法将BMSCs种植在藻酸钙凝胶上,通过倒置相差显微镜和甲苯胺蓝染色观察细胞形态;四甲基偶氮唑盐比色（MTT）法检测细胞在藻酸盐凝胶上的增殖活性。结果MTT检测发现在培养板上和在藻酸盐凝胶上用SαMEM培养的两组BMSCs之间细胞的增殖活性差异无统计学意义（P〉0.05）;与之相似,在培养板上和在凝胶上用Dex-SαMEM诱导培养的两组BMSCs之间的增殖活性也无显著差异。结论BMSCs在藻酸钙凝胶中的增殖活性不受影响,是良好的骨组织工程支架材料。     

骨髓基质干细胞接种于藻酸盐修复兔颅骨缺损

目的在骨缺损中植入骨形成细胞和藻酸盐复合物,观察缺损的修复情况。方法体外扩增兔骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcell,MSCs),将MSCs与2.0%藻酸钠溶液混合形成MSCs/藻酸钠复合物,使细胞的终浓度为5×106/ml。将MSCs/藻酸钠复合物用氯化钙固化为凝胶体,植入细胞供体兔颅骨直径15mm缺损中,以单纯植入藻酸盐凝胶作为对照。术后8周取材,通过大体观察、X线检查、组织学检查观察骨缺损的修复情况。结果MSCs/藻酸钠凝胶植入8周后,缺损大部分获得修复,组织学分析显示缺损中有大量新骨形成。结论应用藻酸钠复合MSCs可以提高骨缺损修复效果。     

海藻酸钙膜促进胫骨损伤修复机制的实验研究

目的：研究海藻酸钙膜引导骨缺损再生的有效性和优越性，进一步探讨其成骨机制。方法：以家兔为研究对象，在其双侧胫骨形成洞形骨缺损，实验侧骨缺损上覆盖海藻酸钙膜，对照侧未覆盖任何膜，分别在术后1、2、4、6、8周时取出胫骨，进行大体观察、X线观察、组织学光镜观察、电镜观察以及TGF-β、VEGF免疫组化染色。结果：海藻酸钙膜4-6周吸收；实验侧术后4周X线观察可见骨密度达到正常皮质骨，对照侧6周才达到；前者大体观察骨缺损愈合表面平整，后者表面不连续；实验侧术后2周光镜下可见骨小梁构成纺织骨，对照侧4周可见；电镜下术后6周实验侧骨痂致密，对照侧骨痂疏松。TGF-β、VEGF免疫组化表达则有其成骨作用的时空性。结论：海灌酸钙膜通过对骨诱导因子的早期调控引导骨再生，效果良好，能更快地促进骨损伤修复，且6周降解不影响骨愈合再生。     

Co-culturing mesenchymal stem cells from bone marrow and periosteum enhances osteogenesis and neovascularization of tissue-engineered bone

Mesenchymal stem cells (MSCs) isolated from bone marrow and periosteum are often used as cellular sources for bone tissue engineering. This study showed that co‐cultured human bone marrow stem cells (hBMSCs) and periosteal‐derived stem cells (hPCs) resulted in a synergistic effect on osteogenic differentiation both in vitro and in vivo. Compared to hBMSCs and hPCs, co‐culturing MSCs showed abundant mineralization, robust calcium deposition, steadily increasing ALP activity, and upgraded mRNA expression of osteogenic specific genes (COL1A1, BMP‐2, osteopontin, osteocalcin) in vitro. Eight weeks after implantation of cellular β‐TCP scaffolds in immunodeficient mice, similar synergistic effects were confirmed during in vivo evaluation of total new bone formation, mature bone formation, and neovascularization. Based on these findings, the use of co‐cultured hBMSCs and hPCs can be recommended as a promising new approach for bone tissue engineering applications. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

The differential in vitro and in vivo responses of bone marrow stromal cells on novel porous gelatin–alginate scaffolds

Tissue engineering and stem cell therapy hold great potential of being able to fully restore, repair and replace damaged, diseased or lost tissues in the body. Biocompatible porous scaffolds are used for the delivery of cells to the regeneration sites. Marrow stromal cells (MSCs), also referred to as mesenchymal stem cells, are an attractive cell source for tissue engineering, due to the relative ease of isolation and the ability of in vitro expanded MSCs to generate multiple cell types, including osteoblasts, chondrocytes and adipocytes. This study utilized a novel technique called microwave vacuum drying to fabricate porous gelatin–alginate scaffolds for the delivery of MSCs and investigated the differential in vitro and in vivo responses of MSCs seeded on these scaffolds. Scaffold total porosity was found to decrease with increased cross‐link density but the pore size and pore size distribution were not affected. Although highly porous, the scaffold had relatively small pores and limited interconnectivity. The porous gelatin–alginate scaffold demonstrated excellent biocompatibility with neovascularization on the surfaces and was bioresorbed completely in vivo, depending upon the cross‐link density. MSCs were able to attach and proliferate at the same rate on the scaffolds, and the self‐renewal potential of MSC cultures was similar during both in vitro culture and in vivo implantation. However, the subcutaneous microenvironment was found to suppress MSC differentiation along the osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages compared to in vitro conditions, highlighting the differential responses of MSCs cultured in vitro compared to implantation in vivo. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

骨髓间充质干细胞在骨形态发生蛋白2／注射式硫酸钙载体上的成骨

背景：将生长因子女合到支架上构建复合材料可同时具备骨诱导和骨传导作用。目的：脱察骨形态发生蛋白2／注射式硫酸钙复合载体对大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导成骨的影响。方法：取生长状态良好的第2代SD大鼠骨髓间充质干细胞悬液,分3组培养：实验组将细胞悬液滴加剑骨形态发生蛋白2,注射式硫酸钙复合材料表面,对照组在细胞悬液中加入骨形态发生蛋白2,空白对照组正常培养。结果与结论：3组细胞随培养时间延长逐渐增多,实验组细胞数量最多,明显多于对照组及空白对照组（P〈0．05）。实验组培养不同时间点碱性磷酸酶活性高于对照组及空白对照组（P〈0．05）。体外实验显示骨形态发生蛋白2,注射式硫酸钙复合载体可促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。