定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架与犬骨髓基质细胞的体外复合培养

背景:聚羟基乙酸、聚乳酸均属于脂肪族聚酯,是一种具有一定机械强度和良好成型性能的生物可降解材料,在体内无毒,不聚积,且有良好的生物相容性。目的:应用CAD、CAM、快速成型和激光扫描技术等组成的数字医学系统制作聚羟基乙酸/聚乳酸三维仿真的下颌支髁突形态模型,并检测其细胞生物相容性。方法:通过CT扫描获得犬头颅骨影像信息,以CAD和CAM实现下颌骨髁突形态的三维重建影像,快速成型技术获得下颌骨髁突的树脂阳模。阴阳模转换获得相应石膏阴模,聚羟基乙酸/聚乳酸在阴模内成型。抽取犬髂骨骨髓获得骨髓基质细胞,与定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架在体外复合培养,检测支架材料的生物相容性。结果与结论:定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型比较,当测试点误差小于1.0mm时,复合率大于95%。通过CAD、CAM、快速成型技术、预压成型技术和激光扫描技术等组成的数字医学系统可实现颅颌面下颌骨髁突形态结构聚羟基乙酸/聚乳酸生物材料的三维仿真。体外复合培养结果表明,定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架和骨髓基质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。     

SOX-9转染骨髓基质细胞与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的生物相容性

背景:Sox基因家族是一个新发现的基因家族,在胚胎发育、性别分化、神经系统及骨骼系统发育过程中起着重要的作用.目的:观察SOX-9基因转染骨髓基质干细胞后在聚乳酸-羟基乙酸共聚物培养生长的生物相容性,以及其复合材料修复软骨缺损动物模型的可行性.方法:将SOX-9基因转染成功后的骨髓基质细胞在聚乳酸-羟基乙酸共聚物培养生长,制备软骨缺损动物模型,将复合物植入软骨缺损,通过大体标本观察、组织学观察及Ⅱ型胶原免疫组织化学及RT-PCR检测对软骨缺损模型的修复效果.结果与结论:SOX-9基因转染骨髓基质干细胞后可以在聚乳酸-羟基乙酸共聚物上正常生长,并有Ⅱ型胶原的高表达,将复合物植入软骨缺损后,可以修复软骨缺损动物模型.聚乳酸-羟基乙酸共聚物与转染后的骨髓基质细胞具有良好的生物相容性,可以修复兔软骨缺损动物模型.     

改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架的细胞亲和性

背景:聚乳酸-羟基乙酸是一种较好的细胞支架材料,但细胞亲和性较差、机械强度不够等缺点又限制了它的应用.因此,聚乳酸类支架材料的改性是非常必要的.目的:研究改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合生物支架的细胞亲和性.设计、时间及地点:体外对比观察实验,于2005-02/12在遵义医学院中心实验室完成.材料:利用多聚赖氨酸对聚乳酸-羟基乙酸改性后与Ⅰ型胶原构成复合生物支架.方法:将改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架与聚乳酸-羟基乙酸支架各12块,分别放入2块24孔培养板中,每孔加1×1011 L-1 第2代兔耳软骨细胞悬液100μL.在37℃、体积分数为5%CO2培养箱中培养4h后,每孔加1 mL含血清DMEM培养24 h.主要观察指标:①倒置显微镜下观察改性前后支架空间结构.②观察改性后支架吸附细胞的形态结构.③计算改性前后支架对兔耳软骨细胞的吸附率.结果:改性后复合支架的粗糙度增加,其细胞吸附率明显高于聚乳酸-羟基乙酸支架组(P＜0.05),细胞形态结构较好.结论:改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合生物支架具有较好的细胞亲和性.     

蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物复合编织支架的力学性能及细胞相容性

背景：与通常的合成纤维相比,蚕丝力学性能好,又具有一定的延展性,是制作组织工程韧带/肌腱的良好支架材料,但蚕丝丝素纤维降解速度缓慢,难以与组织再生速率相匹配. 目的：分析蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物编织绳状支架的力学性能及其与骨髓间充质干细胞体外共培养的细胞相容性. 方法：通过捻拧编织蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物细丝混合支架,并以纤维连接蛋白作表面修饰,检测支架的力学性能.将兔骨髓间充质干细胞种植在蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物细丝混合支架上进行体外共培养,观察细胞与支架复合生长、基质形成,以及细胞与支架结合的情况. 结果与结论：蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物混合编织支架呈乳白色,质地均匀,韧性强,为螺旋上升的绳索状,直径为2.3 mm.支架材料的最大负荷、拉伸强度、断点伸长率、弹性模量分别为（315.06±30.77） N、（75.83±7.46） MPa、（61.39±7.26）%、（213.58±23.45） MPa.扫描电镜观察显示,骨髓间充质干细胞贴附于支架表面生长,增殖良好,细胞大多呈梭形,伸出伪足匍匐于材料的表面,形态较佳,伸展良好,呈立体状生长,并分泌基质.表明蚕丝-聚乳酸-羟基乙酸共聚物编织绳状支架具有良好的机械性能及细胞相容性.     

骨髓基质细胞与聚己内酯的生物相容性

背景：骨缺损修复一直是骨科领域的难题之一，近年来，组织工程化骨组织的研究为骨缺损修复提供了全新的思路和方法，而生物材料的生物相容性检测是其中重要的一个环节。 目的：探讨骨髓基质细胞与聚己内酯的生物相容性。 设计：对照观察。 单位：新疆医科大学第一附属医院骨科。 材料：实验于新疆医科大学第一附属医院骨科实验室完成。选4～8周龄健康新西兰大白兔，体质量2kg左右。 方法：①抽吸双侧股骨骨髓并混入RPMI1640完全培养基进行细胞培养，然后进入传代培养。②进行细胞接种并分为聚己内酯组及对照组，对照组单纯接种细胞，聚己内酯组将骨髓基质细胞与聚己内酯体外复合培养，进行形态学观察、细胞增殖、蛋白质含量及酶学测定。 主要观察指标：骨髓基质细胞生长及与聚乙内酯生物材料附着情况。 结果：对照组细胞多向梭形细胞或多角形细胞转化。聚己内酯组骨髓基质细胞能在聚己内酯上贴附、繁殖，其生长及功能不受影响，并且聚己内酯具有一定的促细胞增殖作用。 结论：聚己内酯具有良好的细胞相容性，有可能作为骨髓基质细胞的载体应用于组织工程的研究。     

改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架与兔耳软骨细胞的细胞相容性

背景:聚乳酸-羟基乙酸是一种应用前景较好的细胞支架材料,其亲水性和细胞亲和性较差,因此对其改性很有必要.目的:观察改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架的亲水性及与兔耳软骨细胞的细胞相容性.方法:利用多聚赖氨酸对聚乳酸-羟基乙酸改性后与Ⅰ型胶原构成改性复合支架,倒置显微镜下观察支架的大体结构.将改性复合支架(实验组)与聚乳酸-羟基乙酸支架(对照组)分别浸泡在双蒸水中,间隔0.5,1,2,4,8,12,24 h后计算吸水率.用酶消化法培养兔耳软骨细胞并传代,取第2代软骨细胞,浓度为1×10~(11)L~(-1)接种在两种支架上并培养,倒置显微镜下观察细胞的形态和生长情况,采用细胞计数法计算细胞接种24 h后支架对细胞的吸附率;以及采用细胞增殖法(MTT比色试验)分别于1,2,4,6 d测细胞吸光度值.结果与结论:改性复合支架具有高孔隙率,表面粗糙度较对照组增加.两种支架吸水率在相同时间点比较差异有显著性意义(P<0.01),说明改性复合支架具有较好的亲水性.第2代软骨细胞接种后24 h,实验组对细胞的吸附率为0.908 0±0.019 2,对照组为0.733 2±0.047 5,两组比较差异有显著性意义(P<0.05),说明改性复合支架具有较好的细胞亲和性.软骨细胞在实验组和对照组支架上接种培养后1,2,4,6 d吸光度值比较,差异均有显著性意义(P<0.05),说明改性复合支架对细胞增殖有显著的促进作用.     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

背景:传统的方法修复软骨损伤,发生退变.聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,根据需要调节降解速度等性能,能在修复软骨损伤方面具有应用前景.目的:观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性.方法:选取2月龄新西兰兔骨髓培养,导间充质干细胞向软骨细胞分化.第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物.建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,18膝造成缺损后留作空白对照.术后4,,12,4,6,8周取材,大体及组织学观察,织学评分.结果与结论:聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,骨细胞分布较均一,泽与正常软骨相似,正常软骨界限消失,面细胞平行于关节面,层细胞排列紊乱,胞呈团状,质异染广泛,骨下骨形成及潮线恢复正常,周围正常软骨连接良好.而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,部为纤维组织.提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,有良好的应用前景.     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

背景：传统的方法修复软骨损伤,易发生退变。聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,可根据需要调节降解速度等性能,可能在修复软骨损伤方面具有应用前景。目的：观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。方法：选取2月龄新西兰兔骨髓培养,诱导间充质干细胞向软骨细胞分化。第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物。建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4,8,12,24,36,48周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。结果与结论：聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,软骨细胞分布较均一,色泽与正常软骨相似,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,细胞呈团状,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,具有良好的应用前景。     

聚乳酸-聚羟基乙酸膜体外复合兔脂肪源性间充质细胞的生长规律

背景:虽然国外已有报道应用间充质干细胞复合聚乳酸-聚羟基乙酸应用于组织的构建,但研究重点在于这些复合物能否修复组织缺损,尚缺乏间充质细胞与材料相容性的研究.目的:观察兔脂肪源性间充质细胞在聚乳酸-聚羟基乙酸膜上的黏附及生长情况.设计、时间及地点:体外观察实验,于2007-09/2009-03在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科研究所和上海组织工程重点实验室完成.材料:6月龄雌性新西兰大白兔6只用于提取脂肪源性间充质细胞.聚乳酸及聚羟基乙酸购自美国Sigma公司.方法:兔麻醉后取颈背处的皮下脂肪,I型胶原酶消化法获得原代细胞,接种至含体积分数为10%胎牛血清的DMEM培养液中,细胞达80%融合时传代,取第4代细胞用于实验.将聚乳酸与聚羟基乙酸按照7:3的比例合成聚乳酸-聚羟基乙酸膜,相对分子质量为104 900.主要观察指标:用Dio染料标记第4代细胞后测定不同接种浓度细胞在聚乳酸-聚羟基乙酸膜上的黏附率;在细胞与材料共培养1周以后,分别利用荧光倒置显微镜、扫描电镜及双光子显微镜观察细胞在材料表面及内部的生长情况.结果:不同接种浓度细胞与材料的黏附率最高可达99%.细胞与材料共培养1周以后.荧光倒置显微镜检查发现材料中有表达绿色荧光的大量细胞,形态呈纤维样或卵圆状;扫描电镜表明细胞在材料表面呈复层生长且与材料黏附良好,细胞分泌基质较旺盛;双光子显微镜检查提示细胞在内部分布均匀且形态以纤维样为主.结论:脂肪源性间充质细胞可在聚乳酸-聚羟基乙酸膜材料表面及内部生长,两者生物相容性较好.     

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.     

混杂结构聚乳酸/钙磷盐/胶原骨支架的表面处理研究

目的将聚乳酸/钙磷盐/胶原复合材料作为制造骨组织工程支架的材料.方法采用碱式反应法和共混法获得两种胶原/钙磷盐复合材料,然后通过真空吸附法在聚乳酸/磷酸三钙的支架表面沉积胶原,又通过碱式反应法沉积钙磷盐.结果观测碱式反应法合成胶原-钙磷盐复合材料胶原交联纤维束间形成薄膜状粘连.共混法获得胶原-钙磷盐复合材料显示钙磷盐和胶原海绵紧密结合.快速成形工艺获得混杂结构支架可见最后用碱式反应法合成的片状钙磷盐颗粒沉积在胶原海绵的表面.结论此法获得了具有混杂结构的支架,可以应用于骨的修复.     

体外培养骨髓基质细胞增殖和分化的相互关系

目的：建立一种简单可靠的骨髓基质细胞向成骨细胞转化的体外培养方法，探讨骨髓基质干细胞增殖和分化的相互关系。方法：实验于2003—02／12在新疆医科大学第1附属医院包虫病临床研究所细胞室完成。将兔骨髓基质细胞悬液进行体外培养，传代培养后分组：①普通培养基组传代后仍使用普通培养基培养，每3天换液1次。②条件培养基组，分5种情况，在普通培养基中培养至第3，10,20代后即分别使用条件培养基（Dulbeeco＇s改良的Eagle＇s培养基中加入地塞米松10^-7mmol／L，β-甘油磷酸钠10mmol／L，维生素C50mg／L）持续培养30d，每3天换液1次；传代后使用条件培养基持续培养30d，每3天换液1次；传代后使用条件培养基持续培养30d，每4天传代1次。形态学观察采用倒置显微镜；碱性磷酸酶染色采用偶氮偶联法；观察钙结节形成采用Von kossa＇s染色。结果：①各组细胞形态学观察结果：普通培养基组在形态上与条件培养基组细胞无明显差别。②各组细胞钙结节和碱性磷酸酶染色结果：普通培养基培养至第3，10，20代后用条件培养基及传代后用条件培养基（每3天换液）组细胞碱性磷酸酶阳性率达80％以上，表现为成骨细胞形态并形成钙结节，Von kossa＇s染色阳性；普通培养基组及传代后用条件培养基（每4天换液）组细胞的碱性磷酸酶染色为阴性，未能形成钙结节，Von kossa＇s染色阴性。结论：①贴壁筛选法是一种简单可靠的分离骨髓基质细胞的方法。②骨髓基质细胞的分化和增殖是两个对立的状态。     

体外培养骨髓基质细胞增殖和分化的相互关系

目的:建立一种简单可靠的骨髓基质细胞向成骨细胞转化的体外培养方法,探讨骨髓基质干细胞增殖和分化的相互关系。方法:实验于2003-02/12在新疆医科大学第1附属医院包虫病临床研究所细胞室完成。将兔骨髓基质细胞悬液进行体外培养,传代培养后分组:①普通培养基组传代后仍使用普通培养基培养,每3天换液1次。②条件培养基组,分5种情况,在普通培养基中培养至第3,10,20代后即分别使用条件培养基(Dulbecco’s改良的Eagle’s培养基中加入地塞米松10-7mmol/L,β-甘油磷酸钠10mmol/L,维生素C50mg/L)持续培养30d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30d,每4天传代1次。形态学观察采用倒置显微镜;碱性磷酸酶染色采用偶氮偶联法;观察钙结节形成采用Vonkossa’s染色。结果:①各组细胞形态学观察结果:普通培养基组在形态上与条件培养基组细胞无明显差别。②各组细胞钙结节和碱性磷酸酶染色结果:普通培养基培养至第3,10,20代后用条件培养基及传代后用条件培养基(每3天换液)组细胞碱性磷酸酶阳性率达80%以上,表现为成骨细胞形态并形成钙结节,Vonkossa’s染色阳性;普通培养基组及传代后用条件培养基(每4天换液)组细胞的碱性磷酸酶染色为阴性,未能形成钙结节,Vonkossa’s染色阴性。结论:①贴壁筛选法是一种简单可靠的分离骨髓基质细胞的方法。②骨髓基质细胞的分化和增殖是两个对立的状态。     

离心力对兔骨髓基质细胞成骨分化的影响

背景:在骨髓基质细胞向成骨细胞分化过程中,离心力是一种促进因素.目的:探讨离心力是否能促进复合于聚羟基乙酸共聚物材料上的兔骨髓基质细胞向成骨方向分化.方法:全骨髓法分离培养兔骨髓基质细胞,贴壁法纯化,至细胞达80%融合时胰酶-EDTA消化传代,调整细胞浓度为1× 10~9 L~(-1).将聚羟基乙酸共聚物切割成5 mm×5 mm大小,预先浸泡入含血清培养基内24 h,然后将第3代骨髓基质细胞悬液按300 μL/块密度接种于支架材料表面,将复合物置入离心管底,细胞滴加面朝上,加入含抗坏血酸、β-甘油磷酸钠、地塞米松的成骨诱导培养基.设立2组:离心力刺激组每间隔12 h将离心培养管置于离心机上,按1 000 r/min离心30 min,相对离心力132 g;对照组培养管中细胞不作离心静态培养.通过光镜观察及检测碱性磷酸酶活性、骨钙素含量、组织钙含量,评估成骨细胞的分化水平.结果与结论:体外培养第16天,离心力刺激组支架表面被多层细胞和矿化基质所覆盖,而对照组仅支架表层见一薄层细胞.与对照组比较,离心力刺激组培养后第2天碱性磷酸酶活性明显降低(P < 0.05),第4天碱性磷酸酶活性明显升高(P < 0.05).在整个培养期间对照组骨钙素质量浓度一直维持低水平,离心力刺激组第12,16天骨钙素质量浓度明显高于对照组(P < 0.05).培养16 d后离心力刺激组的钙质量浓度明显高于对照组(P < 0.05).提示离心力能促进接种于聚羟基乙酸共聚物的兔骨髓基质细胞成骨分化,并形成矿化产物.     

骨髓基质细胞载体支架的细胞相容性特点

目的:近年来,尽管骨组织工程发展迅速,但目前缺乏理想的支架材料,体外构建的组织工程化活性骨在体内的成骨能力各家报道不一,探讨骨髓基质细胞与L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架的细胞相容性,为骨组织工程选择可降解支架材料提供依据。方法:实验于2002-03/06在第三军医大学中心实验室完成。将兔骨髓基质细胞与L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合后在体外进行培养,观察细胞形态学变化,并对细胞黏附、细胞活度及接种细胞上架率进行测定。结果:扫描电镜下见支架上黏附细胞较多,接种前与接种支架后消化洗脱细胞的苏木精-伊红(HE)染色可见细胞形态无明显变化,接种支架前的细胞活度为97.08±1.06,接种后的细胞活度为96.87±0.96,接种支架的细胞上架率为(61.5±0.41)%。表明兔骨髓基质细胞能在L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架上贴附、细胞活度不受影响及较高的细胞上架率。结论:L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架具有良好的细胞相容性,可作为骨髓基质细胞的载体应用于骨组织工程。     

犬骨髓基质干细胞体外定向分化为软骨细胞

背景:骨髓基质干细胞的多向分化性不利于向软骨细胞单一方向分化,植入体内后成骨系细胞分泌的骨形态发生蛋白作用于非定向分化的前体细胞,使其向成骨细胞分化,而已定向分化的细胞则不受骨形态发生蛋白的影响,形成相应的组织.目的:体外诱导犬骨髓基质干细胞定向分化为软骨细胞,探讨体外诱导成软骨的方法和条件.设计、时间及地点:单一样本观察,于2005-03/2006-01在中山大学组织工程实验室完成.材料:选取4个月龄雄性家犬1只,骨髓基质干细胞取自犬肋骨.方法:自犬肋骨取骨髓2.0～3.0mL行体外原代骨髓基质干细胞分离培养.8～11d细胞接近融合时,加入胰酶消化,用含体积分数10%胎牛血清的L-DMEM合成培养液终止消化,收集细胞悬液,离心后,用培养液悬浮细胞,按1:3接种传代.取第3代细胞培养扩增,换液时加入10μg/L碱性成纤维细胞生长因子2mL,换液2次后,再加入1mg/L转化生长因β1 2mL诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化.主要观察指标:行甲苯胺蓝、阿新蓝染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达.结果:骨髓基质干细胞体外行原代和传代培养至P4代生长良好,经碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1扩增诱导的细胞甲苯氨蓝异染性、阿新蓝染色阳性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性,显示被诱导的骨髓基质干细胞具备软骨细胞特性.结论:应用碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1体外可以诱导犬骨髓基质干细胞分化为软骨细胞,诱导的软骨细胞可作为软骨组织工程较理想的种子细胞.     

Three-dimensionally printed polylactic acid/cellulose acetate scaffolds with antimicrobial effect

This study aimed to develop novel, biodegradable, antiseptic-loaded and low-cost scaffolds using a direct ink writing (DIW) technique for antibacterial applications. Polylactic acid/cellulose acetate (PLA/CA) mixtures with different composition ratios were prepared, and the effect of CA content on the rheological behaviors of the inks was investigated. The printability of the prepared DIW inks was improved with the addition of the appropriate amount of CA, since the formation of hydrogen bonding 3D network between PLA and CA. As a result, a liquid form ink consisting of majority of PLA and minority of CA which was prepared and printed for the first time through DIW technique. Afterwards, the antimicrobial agent, 1-chloro-2,2,5,5-tetramethyl-4-imidazolidinone (MC) was incorporated into the inks for preventing bacterial infections, which showed excellent stability and effective antibacterial activity against S. aureus and E. coli O157:H7 in a short time. Owning the ease of fabrication and the biocidal property, our 3D printed scaffolds will have a wide range of potential applications in the field of food packaging, communal facilities, medical equipments, and biomedical materials.

The three-dimensional and antiseptic-loaded scaffold possessed a high biocidal efficacy.