骨髓基质细胞与壳聚糖-聚磷酸三钙复合材料的生物相容性

目的：研究壳聚糖-聚磷酸三钙复合材料对离体培养的骨髓基质细胞黏附及增殖的影响,探讨二者的生物相容性,为骨组织工程中生物材料的选择提供实验依据。 方法：采用冻干法制备壳聚糖-聚磷酸三钙复合材料,培养兔骨髓基质细胞,传代扩增后接种到材料表面,体外继续培养,用倒置光学显微镜、扫描电镜观察细胞的黏附和生长情况,用MTT方法检测种植后2、4、6及8 d细胞的增殖情况。 结果：种植2 d后细胞呈梭形纤维细胞样,平均每100倍视野下,有生物材料的实验组与无材料的对照组胞数分别为(360±20)个和(76±18)个,二者比较差异有显著性（P＜0.01）。MTT法检测结果显示,两组细胞均保持持续增殖。且实验组增殖最快,接种后2、4 、6及8 d光吸收值与对照组比较,差异均有显著性（P＜0.01）。扫描电镜下可见材料呈多孔网状结构,兔骨髓基质细胞紧密贴附在材料表面,细胞可沿材料的孔隙活跃生长。 结论：壳聚糖-聚磷酸三钙复合材料能促进骨髓基质细胞的增殖;兔骨髓基质细胞与复合材料具有良好的生物相容性,可作为骨髓基质细胞的载体应用于组织工程。     

体外培养骨髓基质细胞在珊瑚羟磷灰石上生长的表面形态观察

目的 观察体外培养的骨髓基质细胞与珊瑚羟基磷灰石复合后的生长特性,论证珊瑚羟磷灰石作为骨组织工程学载体材料的可行性.方法 分离纯化的狗骨髓基质细胞与珊瑚羟基磷灰石复合体体外培养,分别在相差显微镜下、扫描电镜下观察细胞的表面形态结构.结果 骨髓基质细胞在珊瑚羟基磷灰石上贴附生长良好,功能正常.结论 骨髓基质细胞在珊瑚羟基磷灰石上生长增殖良好,珊瑚羟磷灰石是骨组织工程载体材料的可靠选择.     

预制作生物工程性肌骨瓣的实验研究

目的 探索用羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/TCP)的支架材料与成骨细胞复合构成组织工程性肌骨瓣的方法,为修复骨缺损奠定基础.方法 自2004年12月至2006年1月,将36只新西兰大耳白兔髂后上棘抽取骨髓基质干细胞并诱导分化为成骨细胞,与HA/TCP结合培养2周,通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况.将复合物埋入兔的背阔肌下构成组织工程性肌骨瓣.术后6周进行大体解剖观察,HE染色,研究组织工程性肌骨瓣的生长情况.结果 扫描电镜显示支架材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长,有良好的增殖活动性和稳定细胞表型,材料中心区未见细胞生长,植入体内6周后取材见内植物有新骨形成,多位于内植物表面,可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构.结论 骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞,与HA/TCP结合构建出组织工程性肌骨瓣.     

恒河猴骨髓基质干细胞与新型可吸收羟基磷灰石及β-磷酸三钙体外相容性的观察

目的观察恒河猴骨髓基质干细胞(rBMSC)与新型可吸收羟基磷灰石(HA)及AO人工骨β-磷酸三钙(β-TCP)的体外相容性．为在灵长类动物体内构建组织工程化骨作材料方面的准备，方法取第三代恒河猴骨髓基质细胞与材料复合培养。实验分3组：A组将rBMSC与HA复合培养；B组rBMSC与β-TCP复合培养：C组为对照，只有细胞不加材料。倒置相差显微镜、扫描电镜观察各组细胞形态及增殖情况．MTT法半定量检测细胞增殖。结果倒置显微镜下见HA组细胞生长良好，与对照组无显著差异。β-TCP组有一些细小颗粒脱落散在分布于板底或细胞表面．有少量细胞脱落死亡。扫描电镜见HA组细胞贴附、增殖良好，β-TCP组细胞贴附率不高。MTT法显示HA组细胞增殖与对照组接近，而β-TCP组则显著低于对照组。结论新型HA与恒河猴BMSc生物相容性好，可用作恒河猴骨组织工程的支架材料．AO人工骨需要作性能上的改进。     

大鼠成骨细胞与TCP/HA支架材料复合培养的实验研究

目的　为开展骨组织工程研究 ,建立成骨细胞与支架材料的体外复合培养模型。方法　取SD新生大鼠颅骨 ,组织块法培养成骨细胞 ,形态学结合免疫细胞化学鉴定其生物学特征 ,矿化液诱导后 ,茜素红染色显示钙结节形成 ;以磷酸三钙 /羟基磷灰石 (tricalcium phosphate/hydroxyapatite,TCP/HA)为支架 ,相差显微镜下观察纤粘连蛋白对细胞在支架材料上粘附的影响。结果　培养的成骨细胞呈短梭形或多角形 ,抗碱性磷酸酶单抗染色阳性 ;矿化液诱导后 2 0d茜素红染色 ,见红色着色的钙结节 ;纤粘连蛋白能促进成骨细胞在TCP/HA支架上的粘附。结论　本实验成功地建立体外成骨细胞培养方法 ,细胞外基质活性分子的加入能促进细胞与支架材料的粘附。     

兔骨髓基质细胞与聚DL-乳酸/羟基磷灰石生物相容性的实验研究

目的检测聚DL-乳酸/羟基磷灰石（PDLLA/HA）复合材料的特性,探讨骨髓基质细胞（BMSCs）与PDLLA/HA的生物相容性,为筛选骨组织工程的支架材料提供依据.方法将BMSCs与PDLLA/HA复合体外培养,通过形态学的观察、细胞增殖率及ALP活性的测定,观察PDLLA/HA对培养细胞的影响.结果复合培养时BMSCs能在PDLLA/HA上贴附、繁殖,其生长及功能不受影响.结论 PDLLA/HA具有良好的细胞相容性,能作为骨组织工程种子细胞的支架材料.     

恒河猴骨髓基质干细胞与新型可吸收羟基磷灰石及β-磷酸三钙体外相容性的观察

目的 观察恒河猴骨髓基质干细胞(rBMSC)与新型可吸收羟基磷灰石(HA)及AO人工骨茁-磷酸三钙(茁-TCP)的体外相容性。为在灵长类动物体内构建组织工程化骨作材料方面的准备。方法 取第三代恒河猴骨髓基质细胞与材料复合培养。实验分3组:A组将rBMSC与HA复合培养;B组rBMSC与茁-TCP复合培养;C组为对照,只有细胞不加材料。倒置相差显微镜、扫描电镜观察各组细胞形态及增殖情况,MTT法半定量检测细胞增殖。结果 倒置显微镜下见HA组细胞生长良好,与对照组无显著差异。茁-TCP组有一些细小颗粒脱落散在分布于板底或细胞表面,有少量细胞脱落死亡。扫描电镜见HA组细胞贴附、增殖良好,茁-TCP组细胞贴附率不高。MTT法显示HA组细胞增殖与对照组接近,而茁-TCP组则显著低于对照组。结论 新型HA与恒河猴BMSc生物相容性好,可用作恒河猴骨组织工程的支架材料,AO人工骨需要作性能上的改进。     

胶原/纳米磷酸三钙复合人工骨骨膜下引导成骨实验研究

将胶原 (Co)与纳米磷酸三钙 (N- TCP)复合制成复合人工骨并植入兔颅骨的骨膜下作为实验组 ,使用显微镜测微尺测量不同时间点新骨自骨表面长入材料内的高度 ,并和羟基磷灰石 (HA)组 (对照组 )作对照 ,观察 Co/N- TCP复合人工骨引导成骨能力 ,探讨其用于萎缩性牙槽嵴重建的可行性。结果发现 :各时间点实验组新骨长入高度均优于对照组 (P<0 .0 5或 <0 .0 1)。提示 :Co/N- TCP在骨表面引导成骨能力优于 HA。     

人骨髓基质细胞软骨诱导分化及其与细胞载体体外复合

目的：观察出生后入骨髓基质细胞（hBMSCs）在体外培养条件下增殖与分化的特点，探讨其向成软骨方向分化及机制。研究诱导细胞体外与PDLLA/壳聚糖多孔材料复合。方法：密度梯度离心法进行hBMSCs体外培养。应用传五代细胞，经化学限定培养基诱导细胞，设实验对照组。采用倒置显微镜观察细胞增殖及形态变化，甲苯胺蓝染色观察诱导细胞合成细胞外基质中的蛋白多糖，RT-PCR检测Ⅱ型胶原mRNA的表达。将诱导的细胞分别与多孔羟基磷灰石、PDLLA/壳聚糖多孔材料复合，应用扫描电镜观察其在细胞载体表面的生长情况。结果：传五代hBMSCs经化学限定培养基诱导后转化成圆形肥大细胞，甲苯胺蓝染色阳性，Ⅱ型胶原mRNA表达与对照组比较有统计学意义。扫描电镜发现hBMSCs在PDLLA/壳聚糖多孔材料表面增殖良好并分泌大量细胞基质。结论：体外培养hBMSCs经化学限定培养基诱导后可向成软骨方向分化，可作为软骨组织工程种子细胞。PDLLA/壳聚糖多孔复合材料是组织工程良好的细胞载体，有利于细胞的黏附与增殖。     

大鼠骨髓基质细胞接种于纳米-羟基磷灰石构建组织工程骨组织的研究

目的：探讨用骨髓基质细胞(MSC)作为种子细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石为支架材料构建组织工程化骨组织的可行性。方法：建立诱导大鼠MSC分化为成骨细胞的新的骨髓培养法，并进行鉴定。将诱导分化形成的成骨细胞，接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石多孔支架中，培养15天后，通过扫描电镜观察诱导分化的成骨细胞与三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料的复合情况。结果：大鼠MSC随着培养时间的延长，其碱性磷酸酶活性和骨钙素的分泌逐渐形成，并不断地增加。接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料上的细胞生长良好，形成许多细小的钙结节和胶原纤维。结论：新的骨髓培养法可使大鼠：MSC分化和增生为具有良好功能特性的成骨细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石是可利用的支架材料。用：MSC作为种子细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石作为支架构建组织工程化骨组织有很多优点，具有广阔的应用前景。     

BG/PHBV复合多孔支架材料与成骨细胞体外复合培养

目的用生物活性玻璃BG/聚羟基烷酸酯PHBV复合多孔支架材料与骨髓基质细胞来源的成骨细胞体外复合培养了解其生物相容性,为骨组织工程支架材料选择提供依据。方法:将体外培养的兔骨髓基质细胞诱导分化的成骨细胞,与BG/PHBV复合多孔支架材料体外复合培养,对复合体进行形态学、扫描电镜、细胞增长能力的测定,评价细胞与材料的相容性。结果:骨髓基质细胞有较强的向成骨细胞分化和繁殖能力成骨细胞与BG/PHBV复合多孔支架材料体外复合培养8d,分布于支架材料的成骨细胞迅速分化增殖,分泌细胞外基质并形成钙结节。结论:骨髓基质细胞是骨组织种子细胞的良好来源BG/PHBV复合多孔支架材料与成骨细胞具有良好的生物相容性,是构建组织工程骨的一种理想支架材料。     

CD34+干细胞的分化及其在人工血管内皮化中的应用

目的:探讨外周血、骨髓和脐血中CD34 细胞作为人工血管内皮化的种子细胞来源问题.方法:采集犬外周血和骨髓及人脐血,经免疫磁珠分离出内皮细胞祖细胞,内皮细胞生长因子(VEGF)诱导分化为内皮细胞并扩增,光镜、扫描电镜和免疫细胞化学鉴定;将培养细胞种植于人工血管,扫描电镜观察.结果:经流式细胞仪测定,分离后的细胞中CD34 细胞:外周血(26.30±2.42)% 、骨髓(41.84±3.65)%、脐血(74.62±4.46)%,骨髓和脐血中CD34 细胞数量明显多于外周血,且增殖、分化能力强;CD34 细胞培养2周细胞长满瓶底并达到增殖高峰,细胞呈"铺路石"状排列.Ⅷ因子,CD31免疫细胞化学染色均为阳性,透射电镜细胞胞浆内可见W-P小体;扫描电镜下,内皮细胞平铺于人工血管表面,成单层排列,细胞排列无轴向性.结论:外周血、骨髓和脐血经免疫磁珠分离系统可分离出CD34 细胞,CD34 细胞经VEGF诱导可定向分化为内皮细胞.骨髓和脐血CD34 细胞可作为人工血管内皮化的种子细胞来源.     

Culture supernatants of breast cancer cell line MDA-MB-231 treated with parthenolide inhibit the proliferation, migration, and lumen formation capacity of human umbilical vein endothelial cells

Background  Parthenolide has been tested for anti-tumor activities, such as anti-proliferation and pro-apoptosis in recent studies. However, little is known about its role in the process of tumor angiogenesis. This study aims to investigate the effects and potential mechanisms of parthenolide on the proliferation, migration and lumen formation capacity of human umbilical vein endothelial cells.

Methods  Different concentrations of parthenolide were applied to the human breast cancer cell line MDA-MB-231 cells. After 24-hour incubation, the culture supernatants were harvested and used to treat human umbilical vein endothelial cells for 24 hours. Then an inverted fluorescence phase contrast microscope was used to evaluate the human umbilical vein endothelial cells. The secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF), interleukin (IL)-8 and matrix metalloproteinases (MMP)-9 in the culture supernatant of the MDA-MB-231 cells was then measured with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) assays.

Results  Suppression of proliferation, migration, and the lumen formation capacity of human umbilical vein endothelial cells was observed in the presence of the culture supernatants from the breast cancer cell line treated with different concentrations of parthenolide. Parthenolide decreased the levels of the angiogenic factors MMP-9, VEGF, and IL-8 secreted by the MDA-MB-231 cells.

Conclusions  Parthenolide may suppress angiogenesis through decreasing angiogenic factors secreted by breast cancer cells to interfere with the proliferation, migration and lumen-like structure formation of endothelial cells, thereby inhibiting tumor growth. It is a promising potential anti-angiogenic drug.

     

骨组织工程支架体外血管化初步研究

目的 观察兔骨髓诱导的内皮细胞用纤维蛋白胶接种到骨组织工程支架上,在体外人工骨血管化效果.方法 梯度离心分离兔单个核细胞,直接向内皮细胞方向诱导培养,传代培养至第3代细胞,倒置显微镜观察细胞形态及生长特点,第2代细胞作免疫组化鉴定和内皮细胞功能实验;以107/ml密度稀释于纤维蛋白凝胶中并接种到脱钙骨基质支架上,培养并定期观察细胞在支架上的生长情况,细胞支架复合物切片并作HE染色和电镜观察细胞在支架内的生长.结果 诱导的内皮细胞为铺路石样,第2代细胞八因子相关抗原免疫组化为阳性,摄取低密度脂蛋白和结合凝集素实验均阳性;细胞在支架内呈立体生长,细胞在支架内3d后成梭形铺开,6d后自发形成管腔样结构并在支架表面形成内皮样结构.结论 骨髓诱导的内皮细胞在脱钙骨支架内可以在体外培养成管腔样内皮样结构.     

人骨髓基质干细胞体外三维立体培养的实验研究

目的：探讨人骨髓基质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells, hBMSCs)在部分脱钙骨三维支架上立体培养的可行性。方法：将自人骨髓中分离出的骨髓基质干细胞进行培养、扩增,接种于多孔的部分脱钙骨支架上,通过荧光活性染料DiI标记和扫描电镜观察骨髓基质干细胞在部分脱钙骨上的生长和粘附情况,并测量hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率。结果：hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率为(99.1±1)%;DiI标记的细胞于接种后第2、4、7天激光共聚焦检测,见支架空隙中细胞逐渐增多;电镜观察,接种7天后,电镜下见细胞覆盖了部分脱钙骨表面;自部分脱钙骨中份切开,横断面电镜观察见断面中充满细胞。结论：hBMSCs在部分脱钙骨支架的三维立体环境中生长良好,是一种较好的体外培养方法。     

骨髓基质细胞与人脐血基质细胞表达造血生长因子的实验研究

目的在分子生物学水平上探讨体外培养的骨髓基质细胞与人脐血基质细胞表达TPO、GM-CSF、SCF的mRNA的能力的差异.方法收集培养28d的骨髓基质细胞与人脐血基质细胞,采用RT-PCR方法在mRNA水平上分析其造血生长因子GM-CSF、SCF、TPO的表达,比较二者表达TPO、GM-CSF、SCF等造血生长因子的mRNA能力的差异.结果体外培养的人脐血基质细胞与骨髓基质细胞均能表达:(1)TPO的mRNA,人脐血基质细胞表达能力强于同期培养的骨髓基质细胞,二者积分光密度量化比为1.57;(2)SCF的mRNA,人脐血基质细胞表达能力弱于同期培养的骨髓基质细胞,二者积分光密度量化比为0.83;(3)GM-CSF的mRNA,人脐血基质细胞表达能力弱于同期培养的骨髓基质细胞,二者积分光密度量化比为0.68.结论人脐血基质细胞和骨髓基质细胞均可以表达造血生长因子TPO、GM-CSF、SCF的mRNA,具有支持调控造血的物质基础.     

Transfect bone marrow stromal cells with pcDNA3.1-VEGF to construct tissue engineered bone in defect repair

Background  We previously showed that nano-hydroxyapatite/carboxymethyl chitosan (n-Ha/CMCS) displayed excellent mechanical properties, good degradation rates and exceptional biocompatibility, with negligible toxicity. The aim of this study was to determine the effect of the same composite with vascular endothelial growth factor (VEGF)- transfected bone marrow stromal cells (BMSCs) in a rabbit radial defect model.

Methods  The nano-hydroxyapatite was produced through co-precipitation. The n-HA/CMCS scaffold was produced by particle filtration and lyophilization followed by genipin crosslinking. Total RNA from rabbit bone was reverse-transcribed to synthesize VEGF165-pcDNA3.1 that was transfected into the BMSCs. The composite was implanted into a rabbit radial defect model, and the osteogenic activity examined by gross morphology, X-ray examination and hematoxylin and eosin (HE) staining.

Results  The microstructure and mechanical property of the n-HA/CMCS scaffold resembled natural cancellous bone. Compared with glutaric dialdehyde crosslinked scaffolds, the genipin crosslinked scaffold was less toxic, and displayed a higher capacity to promote cell adhesion and proliferation. Spontaneous fluorescence of the composite permitted visualization of the composite-bone interface and the adhesion behavior of cells on the scaffold under laser scanning confocal microscopy. The scaffold with VEGF-transfected BMSCs bridged the bony defect and promoted healing, with most of the implanted material being replaced by natural bone over time with little residual implant. Using X-ray, we noted obvious callus formation and recanalization of the bone marrow cavity. Furthermore, HE stained sections showed new cortical bone formation.

Conclusions  The n-HA/CMCS scaffold composite with VEGF-trasnfected BMSCs is biocompatible, nontoxic, promotes the infiltration and formation of the microcirculation, and stimulates bone defect repair. Furthermore, the degradation rate of the composite matched that of growing bone. Overall, this composite material is potentially useful for bone defect repair.