壳聚糖/羟基磷灰石支架修复骨软骨缺损的实验研究

[目的] 探讨双层壳聚糖(chitosan CS)/羟基磷灰石复合支架(hydroxyapatite HA)修复兔骨软骨缺损的可行性.[方法] 采用冻干法和烧结法制作双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架,以骨髓间充质干细胞为种子细胞,运用纤维蛋白胶种植技术,以双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架为载体,修复骨软骨缺损,实验分3组,A组:BMSc 支架,B组:单纯支架,C组:未处理.将修复材料植入骨软骨缺损模型,分别于6、12周取材,进行大体观察,组织学检测,改良Wakitani法评分,经统计学处理,比较各组修复效果差异(P＜0.05).[结果] (1)CS/HA支架CS层孔隙率为76%± 5.01%,孔径为200～400 μm,平均为300 μm左右,孔相通性好,HA层孔隙率为72%± 4.23%,孔径为200～500 μm,平均为350 μm左右,孔相通性好,结合部结合好;(2)P2骨髓间充质干细胞较纯,扫描电镜观察MSCs附着在复合支架上.大体观察和组织学检测显示, A组基本修复软骨缺损,骨缺损有骨小梁长入.B、C组骨软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维性组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在,改良Wakitani评分显示A组在6周、12周2个时间点的各项评分结果,均优于B、C组,且差异有统计学意义(P＜0.05).[结论] 双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架可作为骨软骨组织工程支架,结合BMSc可修复软骨与骨的缺损,重建关节的解剖结构和功能.     

自体骨髓间充质干细胞复合壳聚糖/羟基磷灰石支架修复兔膝骨软骨缺损

目的 探讨骨髓间充质干细胞(bone mesenehymal stem cells,BMSCs)复合壳聚糖(chitosan,CS)/羟基磷灰石(hydmxyapatite,HA)支架修复兔膝关节局部骨软骨缺损.方法 选健康日本大耳白兔36只,2～3月龄,体重1.7～2.0 kg,每只抽取自体骨髓4～6ml,体外分离培养BMSCs后以2×107/ml密度植于CS/HA支架上体外培养10 h,制成BMSCs-CS/HA支架复合物.将36只实验动物手术制成右膝股骨外侧髁负重区骨缺损模型后,随机分成A、B、C 3组,每组12只.A组植入BMSCs-CS/HA复合物,B组植入单纯CS/HA支架;C组不作任何植入,为空白对照组.分别于术后6周、12周各处死6只动物,取材后进行大体、组织学观察6根据改良Wakitani评分标准进行评分,评估软骨组织的修复情况,并行成组设计方差分析.结果 A组术后6周即可重建关节软骨缺损;修复软骨在观察期内逐渐变厚,软骨下骨有少量骨修复;术后12周透明软骨样修复,表面光整,与周围软骨色泽相近,软骨下骨有部分修复.而B组和C组12周时缺损区仍为纤维软骨样纤维组织修复,色泽浅黄.术后6、12周各组组织学半定量评分显示:股骨髁负重区修复A组评分明显优于B、C组(F=27.26,P＜0.05).结论 自体BMSCs复合CS/HA支架在体内环境下可形成透明软骨修复兔膝关节负重区骨软骨缺损.     

兔骨髓间充质干细胞修复膝关节软骨缺损的实验研究

目的研究由同种异体兔骨髓间充质干细胞(MSCs)诱导分化的软骨细胞和聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)双层支架构建复合体对兔软骨缺损的修复作用。方法用密度梯度离心法和贴壁培养法获得5月龄兔骨髓来源间充质干细胞,在体外培养并进行分化诱导后作为种子细胞复合双层PLGA构建成复合体。36只兔在股骨髁间制造骨软骨缺损模型,分成三组,A组植入复合体,B组植入单纯双层PLGA支架,C组植入自体骨软骨。第24周取材进行大体观察、组织学检查和Wakitani评分。结果 A组及C组植入物愈合良好,组织学检查见Ⅰ、Ⅱ型胶原纤维形成。A组可见透明软骨修复。Wakitani评分A组2.75,B组7.00,C组1.98,A、C组与B组间统计学分析单项指标得分差异有统计学意义(P0.05),A组与C组间差异无统计学意义(P0.05)。结论诱导兔MSCs+PLGA双层支架能较好地修复兔膝关节骨软骨损伤。     

软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体修复兔膝关节骨软骨损伤

目的探讨骨髓基质干细胞(BMSCs)诱导的软骨细胞与聚乙醇酸-乳酸共聚物(PLGA)-Ⅱ型胶原支架通过管帽结构复合构建组织工程软骨复合体修复兔膝关节骨软骨损伤的效果及各界面耦合情况。方法BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后接种于PLGA-Ⅱ型胶原支架的底层,支架表层戴管帽。将该细胞-支架复合物置入软骨条件培养液中培养2周,扫描电镜观察。将45只新西兰大白兔随机分为A、B、C 3组,每组15只,并于股骨髁处造模。分别于缺损处植入戴管帽结构复合的软骨支架复合体(A组)、PLGA-Ⅱ型胶原支架(B组)、不植入任何材料(C组)。于第4周和第12周取材行大体观察和组织学分析。结果 A组和B组缺损处均有软骨生成;C组缺损明显,只有纤维组织生长。A组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复;两者耦合处犬牙交错,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于B、C组。软骨组织学评分A组优于B、C组(P0.05)。结论 BMSCs诱导分化成的软骨细胞与PLGA-Ⅱ型胶原支架经过管帽结构构建成的软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体可有效修复兔膝关节骨软骨损伤,新生软骨、骨与宿主软骨、骨及新生软骨与软骨下骨各界面耦合良好。     

胶原/羟基磷灰石支架负载软骨细胞修复兔膝关节骨软骨缺损

目的 探讨胶原复合梯度羟基磷灰石(Col/HA)双相支架负载软骨细胞修复兔膝关节骨软骨缺损的可行性及疗效.方法 构建Col/HA双相支架,将软骨细胞种植于支架培养1周,再将软骨细胞-支架复合体移植修复兔膝关节股骨髁的骨软骨缺损,并对骨软骨缺损的修复进行检测.结果 光镜及扫描电镜观察显示软骨细胞在Col/HA支架中贴附良好,表型维持稳定,分泌胞外基质.大体观察和组织学检测显示,植入体内16周后实验组软骨层呈透明软骨样修复,软骨下骨缺损有新骨构建;对照组骨软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维性组织或纤维软骨组织形成.Wakitani评分显示实验组修复组织优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 双相Col/HA复合支架可作为骨软骨组织工程支架,负载软骨细胞可修复兔膝关节骨软骨缺损,重建关节软骨的结构和功能.     

动物源性骨软骨支架修复兔膝关节复合缺损

目的探讨软骨细胞-动物源性骨软骨支架复合体修复兔膝关节骨软骨复合缺损的可行性和影响因素。方法将改良贴壁离心法获取的骨髓间充质干细胞（bone marrowm esenchymal stem cells,BMSCs）/诱导分化的软骨细胞共培养后与经深低温冷冻、脱脂、脱钙、真空冷冻干燥和辐照消毒的动物源性骨软骨支架复合,构建共培养细胞＋软骨-骨一体化复合支架。27只新西兰大白兔随机分为实验组（A组）、对照组（B组）和空白组（C组）,每组9只。于兔股骨髁间窝处钻一深6mm的骨软骨复合缺损,A组植入共培养细胞＋骨软骨复合支架,B组植入骨软骨复合支架,C组不植入任何支架材料和细胞,分别于术后4周、8周和12周取材,行大体观察、苏木精—伊红染色和甲苯胺蓝染色,并对各标本的软骨切片进行组织学评分。结果随着时间的延长,A组大体观察见复合缺损区已完全修复,局部无凹陷,新生组织和周围组织融合;B组新生组织仍不能完全填充缺损;C组缺损区仍明显。苏木精—伊红染色和甲苯胺蓝染色见A组软骨缺损区由新生的透明软骨样组织修复,细胞呈柱状排列,极性好,软骨陷窝明显,骨缺损区由骨样组织修复,新生软骨和软骨下骨以及宿主骨界面耦合良好;B组新生软骨细胞无软骨陷窝,排列混乱,各界面藕合欠理想;C组可见陈旧性肉芽组织生长并突出于缺损区表面。甲苯胺蓝染色阳性率和组织学评分结果表明,A组与B、C两组之间的差异具有统计学意义（P〈0.05）。结论 BMSCs/诱导分化的软骨细胞共培养细胞复合动物源性骨软骨支架对兔膝关节软骨和软骨下骨的复合缺损具有修复作用。     

脱细胞骨软骨支架复合自体骨髓间充质干细胞修复羊骨软骨缺损的研究

目的探讨脱细胞骨软骨支架接种自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复羊骨软骨缺损效果,探索骨软骨缺损新的修复方式。方法制备直径为8mm骨软骨脱细胞支架,培养羊BMSCs,接种于骨软骨支架,制备羊负重区骨软骨缺损模型,分空白、空白支架及细胞支架复合物3组,每组4只羊,3个月后处死动物取标本行大体及组织学检测。结果修复羊负重区骨软骨缺损模型实验结果显示细胞支架复合修复组骨软骨有较好修复,空白支架组软骨下骨基本修复、软骨侧无明显修复,空白对照组未见明显修复,缺损边缘软骨退变。结论含骨软骨连接结构的脱细胞骨软骨支架接种种子细胞能较好的修复羊负重区骨软骨缺损。     

兔骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/左旋聚乳酸修复兔软骨缺损的实验研究

目的评价兔骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/左旋聚乳酸(Nano-HA/PLLA)修复兔膝关节全层软骨缺损的效果。方法体外分离培养兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs),取第3代将其与Nano-HA/PLLA在体外构建组织工程软骨(tissue engineering cartilage,TEC)。将18只新西兰大白兔股骨内髁关节面造一直径4.5 mm、深度5 mm的软骨缺损模型,随机分成3组,即实验组、支架组和空白对照组,每组6只,分别予复合细胞的Nano-HA/PLLA、Nano-HA/PLLA及空白填充。术后12、24周取材行大体标本、组织学、免疫组织化学观察及Wakitani组织学评分。结果实验组显示缺损有骨软骨组织形成,软骨下骨基本达到生理整合,组织学及免疫组化显示有大量细胞外基质形成;支架组及对照组显示出有限的再生重建。以上三组12周Wakitani组织学评分分别为5.5±1.401,9.3±1.304和10.2±1.052,24周时为2.2±0.837,7.4±1.144和8.2±1.225,两个时间点实验组均优于支架组及空白组,差异有统计学意义(P<0.05);且实验组24周时优于12周(P<0.05)。结论复合骨髓间充质干细胞的多孔Nano-HA/PLLA能提高成年兔膝关节承重部的骨软骨缺损的修复。     

富血小板血浆复合骨髓基质细胞修复兔颅骨缺损的实验研究

目的 研究利用富血小板血浆(PRP)复合骨髓基质细胞(BMSCs)修复兔颅骨缺损,评价其作为骨组织工程支架的可行性.方法 经穿刺抽吸兔骨髓,培养BMSCs,离心制备PRP.利用10只新西兰大白兔制作直径5mm、每只兔4个全层颅骨缺损.收集原代培养的BMSCs接种于PRP或全血中.用小牛凝血酶激活接种后的复合物及PRP,而后分别植入颅骨缺损区,余下的骨缺损区作为空白对照.术后8周检查缺损区骨修复并利用X线分析成骨情况.结果 在PRP/BMSCs材料植入8周后,缺损区有大量的新骨生成,而以PRP 修复的缺损区有较少的新骨形成.与此相反,在空白对照组及blood/BMSCs植入的缺损区未见新骨形成.结论 PRP/BMSCs复合物可成功修复兔颅骨缺损,表明PRP 能够作为骨组织工程的支架.     

脱细胞羊膜负载骨髓间充质干细胞修复软骨缺损的实验研究

目的 研究人脱细胞羊膜(HAAM)负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复兔膝关节软骨缺损的效果.方法 分离、培养兔BMSCs,以1.63×105/cm2的密度接种于HAAM上,培养6～9d后行细胞与羊膜复合体的电镜及光镜检查.实验兔24只,随机分为A、B两组,每组12只,建立兔膝关节髁间窝非负重区关节软骨缺损模型,右膝为空白对照侧,不植入任何材料,左膝为实验侧.A组左膝植入BMSCs与HAAM复合体(复合组),B组左膝植入单纯HAAM(HAAM组).术后8、12周,对缺损部位行大体观察、组织学观察及Wakitani的评分,评估新生组织修复软骨缺损的效果. 结果 大体观察结果表明,A组术后8、12周实验侧出现类软骨组织,而对照侧由纤维样组织填充；B组术后8、12周无类软骨组织出现,对照侧新生组织质地较硬.组织学观察结果表明,A组术后8、12周实验侧均类软骨细胞密集,而12周类软骨细胞数较多,并出现类软骨基质,对照侧无类软骨细胞形成.B组实验侧术后8、12周出现少量的类软骨细胞,对照侧只有纤维组织.组织学评分:术后8周复合组为5.31±0.68,而术后12周为3.23±0.52,较其他组差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 人脱细胞羊膜负载BMSCs在体内环境下能够较好的修复关节软骨缺损.