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。     

组织工程联合自体骨软骨柱移植促进大面积骨软骨缺损的修复整合

目的：为了解决关节骨软骨急性损伤后的修复问题．通过观察研究组织工程联合自体骨软骨柱移植能否满意修复大面积骨软骨缺损并实现修复组织间的整合．以寻找一种适合临床应用的大面积骨软骨损伤修复方法。方法：2004—01／07于上海第二医科大学附属第九人民医院骨科实验室进行组织工程联合自体骨软骨柱移植修复大面积骨软骨缺损的研究。首先体外培养骨髓基质干细胞(BMSCs)．胰岛素样生长因子-I(insulin-1ike，growth factor-I，IGF-I）及转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TCF-β)进行诱导，最后复合藻酸钙凝胶在自体骨软骨柱移植修复山羊股骨内髁负重区骨软骨缺损的同时，将细胞／基质材料复合物填充于骨软骨柱间的空隙。以单纯自体骨软骨柱移植为对照，通过组织学及免疫组织化学等方法进行检测。结果：两组的自体骨软骨柱的移植软骨均存活，和周围的原始软骨之间没有差别，维持透明软骨的特性。实验组软骨间的空隙区有新生软骨修复．结构与周围正常软骨类似，软骨交界区整合良好；对照组各时间点见软骨间的空隙区为纤维组织或纤维软骨修复，交界区有裂隙4、12、24周O’Driscoll，Keeley and Salter组织形态学评分实验组分别为(15．00&;#177;0．63)，(18．83&;#177;1．17）和(22．17&;#177;0．75)分，对照组分别为(750&;#177;1．38)，(8．00&;#177;063)和(8．67&;#177;0．52）分。实验组的评分均高于对照组，P&;lt;0．05差异有显著性意义实验组软骨间的修复组织的免疫组织化学染色接近正常软骨，电镜提示修复组织具有透明软骨特征。结论：组织工程学与自体骨软骨柱移植的有机结合，获得自体移植软骨，组织工程化软骨，以及周围正常软骨高度整合，为高质量地修复骨软骨缺损奠定了良好的基础。     

组织工程联合自体骨软骨柱移植促进大面积骨软骨缺损的修复整合

目的:为了解决关节骨软骨急性损伤后的修复问题,通过观察研究组织工程联合自体骨软骨柱移植能否满意修复大面积骨软骨缺损并实现修复组织间的整合,以寻找一种适合临床应用的大面积骨软骨损伤修复方法。方法:2004-01/07于上海第二医科大学附属第九人民医院骨科实验室进行组织工程联合自体骨软骨柱移植修复大面积骨软骨缺损的研究。首先体外培养骨髓基质干细胞(BMSCs),胰岛素样生长因子-I(insulin-likegrowthfactor-I,IGF-I)及转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)进行诱导,最后复合藻酸钙凝胶。在自体骨软骨柱移植修复山羊股骨内髁负重区骨软骨缺损的同时,将细胞/基质材料复合物填充于骨软骨柱间的空隙。以单纯自体骨软骨柱移植为对照,通过组织学及免疫组织化学等方法进行检测。结果:两组的自体骨软骨柱的移植软骨均存活,和周围的原始软骨之间没有差别,维持透明软骨的特性。实验组软骨间的空隙区有新生软骨修复,结构与周围正常软骨类似,软骨交界区整合良好;对照组各时间点见软骨间的空隙区为纤维组织或纤维软骨修复,交界区有裂隙。4,12,24周O'Driscoll,KeeleyandSalter组织形态学评分实验组分别为(15.00±0.63),(18.83±1.17)和(22.17±0.75)分,对照组分别为(7.50±1.38),(8.00±0.63)和     

胰岛素样生长因子1与转化生长因子β2促进组织工程软骨构建的体外实验

背景:软骨组织的再生能力差,软骨组织工程能利用较少的细胞、支架材料和细胞因子对缺损进行修复.目的:观察胰岛素样生长因子1 与转化生长因子β2 联合应用对组织工程软骨形成的影响.方法:用酶消化法获取人软骨细胞,将培养的细胞以4×109 L-1 的细胞浓度接种在藻酸钙凝珠支架上,分别加入200 μg/L 胰岛素样生长因子1 和(或)1 μg/L 转化生长因子β2 进行立体培养.于培养的第3,5,7,9,1,13 天,进行细胞计数,观察软骨细胞的增殖情况.培养2 周后,进行大体形态观察和阿尔新蓝-过碘酸雪夫氏染色(AB-PAS)及抗Ⅱ型胶原免疫组织化学染色.结果与结论:细胞计数及免疫组织化学染色显示,胰岛素样生长因子1 和转化生长因子β2 均能促进软骨细胞增殖和软骨相关基质黏多糖及Ⅱ型胶原的分泌,其中胰岛素样生长因子1 的作用主要体现在促细胞增殖方面,而转化生长因子β2 的作用主要体现在促进软骨相关基质形成方面,二者联合应用具有促进组织工程软骨形成的协同作用.     

胰岛素样生长因子1与转化生长因子β2促进组织工程软骨构建的体外实验

背景：软骨组织的再生能力差,软骨组织工程能利用较少的细胞、支架材料和细胞因子对缺损进行修复。目的：观察胰岛素样生长因子1与转化生长因子β2联合应用对组织工程软骨形成的影响。方法：用酶消化法获取人软骨细胞,将培养的细胞以4×109L-1的细胞浓度接种在藻酸钙凝珠支架上,分别加入200μg/L胰岛素样生长因子1和（或）1μg/L转化生长因子β2进行立体培养。于培养的第3,5,7,9,11,13天,进行细胞计数,观察软骨细胞的增殖情况。培养2周后,进行大体形态观察和阿尔新蓝-过碘酸雪夫氏染色（AB-PAS）及抗Ⅱ型胶原免疫组织化学染色。结果与结论：细胞计数及免疫组织化学染色显示,胰岛素样生长因子1和转化生长因子β2均能促进软骨细胞增殖和软骨相关基质黏多糖及Ⅱ型胶原的分泌,其中胰岛素样生长因子1的作用主要体现在促细胞增殖方面,而转化生长因子β2的作用主要体现在促进软骨相关基质形成方面,二者联合应用具有促进组织工程软骨形成的协同作用。     

基因转染技术提高体内构建组织工程化软骨质量的实验研究

目的：研究转化生长因子β(TGF—β1)cDNA基因转染对软骨细胞Ⅱ型胶原表达的调控作用，为基因转染技术在软骨组织工程中的应用提供理论依据。方法：利用脂质体Fugene6将含TGF-β1基因的其核表达载体及空白载体分别转染至软骨细胞(基因转染组和对照组)，RT—PCR、Nonhem—Blots、原位杂交及免疫组化检测TGF—β1调节体外培养软骨细胞II型胶原表达的变化。结果：TGF-β1基因转染软骨细胞后，其II型前胶原mRNA及其蛋白的表达均显著增强，且随着TGF—β1蛋白表达的丧失，其对软骨细胞II型前胶原mRNA表达的促进作用亦逐渐减弱。结论：TGF—β1可以上调体外培养软骨细胞II型胶原的表达。     

组织工程化软骨构建的研究进展

背景：组织工程学方法为关节软骨缺损的修复提供了新的治疗模式,具有广阔的应用前景。目的：探究组织工程化软骨的构建方法、研究方向和应用前景。方法：检索中国期刊全文数据库（CNKI：1991至2011年）和WebofScience（1991至2011年）数据库,检索词分别为＂组织工程,软骨损伤,种子细胞,支架＂和＂TissueEngineering,CartilageDefects,SeedCell,Scaffolds＂,语言分别设为中文和英文。阅读文题和摘要进行筛选,选择具有原创性,论点论据可靠且分析全面,密切相关的文章,排除重复性研究以及质量较差文章。按纳入排除标准筛选后,共纳入30篇文章。结果与结论：组织工程化软骨多以各种种子细胞与不同的支架材料进行复合,且在软骨缺损修复中体现了较好的应用价值,但应用于临床还有许多具体问题需要解决。     

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨修复大鼠股骨缺损

背景：骨形态发生蛋白2可诱导骨髓基质细胞向成骨或软骨系分化。既往多采用外源性给药方法，但其在体内易被代谢，骨诱导时间短，用量大，需反复使用，且成本高。 目的：观察藻酸钙与携带人骨形态发生蛋白2及β半乳糖苷酶基因的重组腺病毒的大鼠骨髓基质细胞复合构建组织工程化骨修复大鼠股骨缺损的效果。 设计、时间及地点：随机分组设计、动物对照观察实验，于2005-10／2006-12在河南省重点分子实验室完成。 材料：F344近交系大鼠12只和Wistar大鼠12只用于提取骨髓基质细胞，另外F344近交系大鼠48只用于制备股骨缺损模型。方法：扩增携带人骨形态发生蛋白2及β半乳糖苷酶基因的重组腺病毒（Adv-hBMP-2及Adv-β gal），培养大鼠骨髓基质细胞，分为Adv-hBMP-2转染组、Adv-β gal转染组和未转染组。腺病毒转染后与藻酸钠复合形成藻酸钙凝珠。建立大鼠股骨干中段连同骨膜截去6mm的缺损模型。F344近交系大鼠48只按随机数字表法分为6组，每组8只。缺损处分别植入不同的细胞复合物。同系细胞2组，供体为F344近交系大鼠：第1组Adv-hBMP-和Adv-β gal转染的骨髓基质细胞，应用FK506肌肉注射。第2组Adv-hBMP-2和Adv-β gal转染的骨髓基质细胞，未用FK506。同种异体细胞4组，供体为Wistar大鼠：第3组Adv-hBMP-2转染的骨髓基质细胞，应用FK506。第4组Adv-hBMP-2转染的骨髓基质细胞，未用FK506。第5组Adv-β gal转染的骨髓基质细胞，应用FK506。第6组Adv-β gal转染的骨髓基质细胞，未用FK506。FK506肌肉注射共3周，前2周每天1次，后1周隔天1次，每次剂量为1mg／kg。 主要观察指标：①转染后9d观察各组碱性磷酸酶染色阳性情况。②转染后3，6，9，12，15d进行碱性磷酸酶活性定量检测。③转染后21d行Von Kossa染色观察各组钙结节形成情况。④植入后2，4，6，8周摄x射线片检查观察各组新生骨痂和骨缺损愈合情况。⑤植入后8周在大鼠原骨缺损区取材，有明显成骨组织切片在低倍下显微照像并计算新生骨在骨缺损区域所占面积的百分数。 结果：Adv—hBMP-2转染组碱性磷酸酶染色可见多数细胞红染呈阳性，Adv—β gal转染组及未转染组染色阳性细胞少见。Adv-hBMP-2转染组各时间点碱性磷酸酶活性均高于Adv—β gal转染组及未转染组（P〈0．05），Adv—β gal转染组与未转染组间各时点差异均无显著性意义（P〉0．05）。Adv—hBMP-2转染组转染21d后Von Kossa染色显示钙结节形成，其他组未见钙结节。植入后2周起第1，3，4组X射线检查有明显骨痂形成，第1，3组骨痂密度高于第4组。第2，5，6组植入后各时段均无明显骨痂，缺损未愈合。植入后8周，第1，3组组织学检查表明以板层骨为主，第4组以编织骨和类骨质为主，内有炎症细胞浸润；第2，5，6组无明显新骨形成，缺损区内为纤维结缔组织。组织形态计量学分析表明第1，3组修复性新骨占原骨面积百分数大于第4组（P〈0．05）。 结论：Adv—hBMP-2转染同种异体骨髓基质细胞与藻酸钙复合体可用于修复大鼠股骨干节段性骨缺损。     

胰岛素样生长因子Ⅰ与转化生长因子β2对兔软骨细胞立体三维培养的作用

目的 检测胰岛素样生长因子Ⅰ （IGF-Ⅰ）、转化生长因子β2 （TGF-β2）单独及联合应用对立体培养软骨细胞增殖速度、细胞形态和表型、黏多糖含量及Ⅱ型胶原含量的影响.方法 取兔第二代软骨细胞于藻酸钙凝珠中,分别加入IGF-Ⅰ、TGF-β2及IGF-Ⅰ＋TGF F-β2进行立体培养.HE、甲苯胺蓝染色测软骨细胞形态、胞外基质变化;阿尔新蓝法测黏多糖;免疫组化法测Ⅱ型胶原及表型;Woessner法测Ⅱ型胶原含量.结果 细胞形态及表型的维持、增殖速度、黏多糖及Ⅱ型胶原含量,IGF-Ⅰ＋TGF-β2组明显优于其他组,各组间差异均具有统计学意义（P＜0.05）.结论 IGF-Ⅰ与TGF-β2联合应用起协同作用,能够显著促进黏多糖及Ⅱ型胶原的分泌,促进软骨细胞外基质分泌及软骨细胞形态及表型的维持.     

转化生长因子β与关节软骨损伤的组织工程化修复

目的各种生长因子与软骨细胞再生的关系引起了学者们的重视,并开始进行生长因子与关节软骨缺损修复的研究,总结转化生长因子β在关节软骨修复中的最新进展,为其在软骨组织工程中的应用提供理论依据.资料来源应用计算机检索http∥www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed 1995-01/2004-12与关节软骨损伤的机制和类型、转化生长因子β、转化生长因子β与关节软骨修复的研究有关的文章,检索词"TGF-β,articular cartilage"限定语言种类为English,同时检索http∥www.zglckf.com及相关连接的数据库中1999-01/2004-12与转化生长因子β、关节软骨修复的研究有关的文章,检索词"转化生长因子β,关节软骨",限定语言种类为中文.资料选择对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文.纳入标准文章所述内容应为与转化生长因子β修复软骨损伤有关的文章.排除标准重复研究及Meta分析类文章.未排除文章中是否应用随机设计、对照、盲法.资料提炼收集到有关转化生长因子β以及转化生长因子β修复软骨损伤的文章95篇.15篇文献符合纳入标准.排除56篇内容陈旧的文章及24篇重复性研究.15篇文献中3篇涉及关节软骨损伤的机制和类型,6篇涉及转化生长因子β的生物学功能,6篇涉及转化生长因子β与关节软骨损伤修复.资料综合①超过关节软骨生理耐受限度的撞击、剪切、扭曲和摩擦等外力都可致关节软骨损伤,关节软骨缺损分为部分厚度和全层关节软骨缺损两种类型,关节软骨自身修复能力很差.②转化生长因子β是多种功能的多肽生长因子,通过自分泌和旁分泌途径均能产生转化生长因子β,并与靶细胞的细胞膜上转化生长因子β受体结合,开始信息传递.③转化生长因子β通过刺激骨、软骨细胞合成胶原和基质蛋白,快速形成细胞外基质,达到其促进骨、软骨损伤修复的作用.结论转化生长因子β在关节软骨损伤的组织工程化修复中发挥重要作用.转化生长因子β通过发挥软骨诱导作用,促进干细胞分化为软骨;或促进软骨特异性基质的合成,如Ⅱ型胶原、蛋白多糖.在当前各种软骨缺损修复方法都存在缺陷的情况下,转化生长因子β作为具有良好软骨诱导作用的细胞因子,将在软骨组织工程中有广阔应用前景.     

免疫逃逸及生物力学方法构建关节组织工程软骨☆

背景：机械应力在软骨组织工程中起着十分重要的作用,但应力对异体种子细胞诱导分化的作用研究较少,应力促进异体干细胞向软骨细胞分化的机制尚不清楚。目的：探讨降低干细胞的免疫原性以最终将异体种子细胞构建的组织工程化软骨应用于临床的可能性。方法：应用计算机检索2000年1月至2012年1月PubMed数据库相关文章,检索词为＂engineered articular cartilage tissue,cartilage immune,articular cartilage,biomechanical＂。共检索到文献510篇,最终纳入符合标准的文献33篇。结果与结论：利用干细胞多向分化潜能将其诱导分化为成软骨细胞,研究力学载荷对软骨细胞的影响、力学信号的传导机制以便应用生物反应器将软骨细胞进行大规模扩增;利用基因打靶技术可使体外培养的干细胞染色体DNA与外源性同源序列发生重组,达到定点修饰改造细胞β2-微球蛋白基因的目的,降低干细胞主要组织相容性复合体Ⅰ类分子的表达,从而降低其免疫原性,为软骨组织工程提供低免疫原性的种子细胞。     

丝素蛋白支架材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景：一些研究已证明丝素蛋白是细胞立体培养的良好支架。目的：拟观察丝素蛋白作为支架材料复合骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损的可行性。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2006-08/2007-11在江苏省血吸寄生虫病防治研究所完成。材料：新西兰大白兔27只,雌雄不拘,体质量1.5~2.0kg,制备关节全层软骨缺损模型;丝素蛋白材料由苏州大学材料学院李明忠教授提供。方法：分离培养并定向诱导兔骨髓间充质干细胞分化为软骨细胞,与丝素蛋白膜材料复合培养,建立兔膝关节股骨髁间软骨缺损。27只大白兔随机抽签法分为3组,每组9只。复合组植入细胞/丝素蛋白材料复合物;丝素蛋白组植入单纯丝素蛋白材料,空白组不行任何植入。主要观察指标：扫描电镜观察细胞在材料上的生长情况;4,8,12周时取材观察软骨缺损修复情况。结果：骨髓间充质干细胞诱导后在材料上生长良好。骨髓间充质干细胞与丝素蛋白复合8周后,在兔膝关节内即形成软骨样细胞,且细胞外基质非常丰富,12周后与周围软骨色泽相近,表面光整,支架材料基本吸收,未见明显退变和淋巴细胞或白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。丝素蛋白组呈纤维软骨样修复,空白组基本没有修复。结论：用丝素蛋白复合骨髓间充质干细胞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。     

骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在脂肪组织中构建体内组织工程骨

背景：作为体内组织工程骨的构建场所,非骨组织的选择至关重要。早期研究大多选用肌肉作为异位骨移植物的构建区域,但其位置较深,可利用面积小、手术操作复杂,不利于临床推广。目的：采用体内骨组织工程的方法,探索骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在不同非骨组织中构建骨移植物的可行性。方法：选取家犬的背部肌肉组织和脂肪组织为构建区,分别植入骨诱导性磷酸钙陶瓷支架以构建体内组织工程骨移植物。于移植后4,8,12,16周取样进行单光子计算机断层扫描及组织学检测,观察其构建过程,比较各个观测时间内,不同构建区的骨移植物中新骨组织的形成情况,评价不同非骨构建区域对体内骨组织骨移植物形成的影响。结果与结论：骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在肌肉组织和脂肪两处非骨组织中均可形成体内组织工程骨移植物,在构建初期,肌肉组中新骨形成的时间比脂肪组早,骨量也较多,但随着构建时间的延长,两组的新生骨量差异逐渐减小。提示,应用体内骨组织工程的方法在肌肉和脂肪组织均可构建出具有生命活性的自体骨移植物。与肌肉组织比较,脂肪组织面积宽广,位置浅表,因此在脂肪组织中构建体内组织工程骨移植物更有临床应用前景。     

骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在脂肪组织中构建体内组织工程骨

背景:作为体内组织工程骨的构建场所,非骨组织的选择至关重要.早期研究大多选用肌肉作为异位骨移植物的构建区域,但其位置较深,可利用面积小、手术操作复杂,不利于临床推广.目的:采用体内骨组织工程的方法,探索骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在不同非骨组织中构建骨移植物的可行性.方法:选取家犬的背部肌肉组织和脂肪组织为构建区,分别植入骨诱导性磷酸钙陶瓷支架以构建体内组织工程骨移植物.于移植后4,8,12,16周取样进行单光子计算机断层扫描及组织学检测,观察其构建过程,比较各个观测时间内,不同构建区的骨移植物中新骨组织的形成情况,评价不同非骨构建区域对体内骨组织骨移植物形成的影响.结果与结论:骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在肌肉组织和脂肪两处非骨组织中均可形成体内组织工程骨移植物,在构建初期,肌肉组中新骨形成的时间比脂肪组早,骨量也较多,但随着构建时间的延长,两组的新生骨量差异逐渐减小.提示,应用体内骨组织工程的方法在肌肉和脂肪组织均可构建出具有生命活性的自体骨移植物.与肌肉组织比较,脂肪组织面积宽广,位置浅表,因此在脂肪组织中构建体内组织工程骨移植物更有临床应用前景.     

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,将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。     

以3种材料为载体体外构建组织工程软骨

背景:纤维胶原蛋白被公认是菲常理想的载体,但其胶性易流动,降解较快,且通透性有待置疑.而海绵状胶原蛋白多微孔,三维立体结构,吸附性好,临时基质与细胞基质相近(Ⅱ型胶原),作者所查文献中作为骨髓间充质干细胞载体用于软骨形成的报道较少.目的:对比观察骨髓间充质干细胞在纤维蛋白海绵、生物蛋白海绵、明胶海绵载体中软骨形成的能力和可行性.设计、时间及地点:体外对比观察实验,于2004 12/2008-08在海南省人民医院中心实验室完成.材料:纤维胶原蛋自海绵由美国Sigma公司提供,生物蛋白海绵(主要成分为Ⅱ型胶原,并吸附定量的碱性成纤维细胞生长因子)由辽宁绿谷制药有限公司提供,明胶海绵由南京金陵制约有限公司提供.方法:抽取猪髂骨骨髓血,用密度梯度离心法分离出有核细胞,在含转化生长因子β 1的DMEM培养液中扩增骨髓间充质干细胞,将第3代骨髓间充质干细胞以载体内多点注射和表面点滴法植于Ⅱ型纤维胶原蛋白海绵、生物蛋白海绵及明胶海绵3种载体上,继续以含有转化生长凶子β 1的DMEM培养液体外培养.主要观察指标:观察细胞的生长情况,于4周取材进行大体组织观察,组织学分析及超微结构观察.结果:骨髓间充质干细胞存体外分离后可在转化生长因子β 1培养液下扩增.纤维胶原蛋白海绵组可见少量的软骨基质与细胞:生物蛋白海绵组可见较多的基质与软骨细胞,细胞生长活跃,明胶海绵组可见少量散在的胶原基质,但无细胞生长.生物蛋白海绵组软骨细胞阳性数量多于纤维胶原蛋白海绵组(P<0.01),两组都明显多于明胶海绵组(P<0.01).结论:骨髓间充质干细胞在生物蛋白海绵载体中软骨形成能力最强,纤维蛋白海绵次之,而明胶海绵与细胞生长不同步,软骨形成能力最差.     

以海藻酸盐及异种骨复合技术制备组织工程化骨及体内成骨(英文)

背景:海藻酸有相对温和的凝胶条件与良好的生物相容性,已广泛应用于生物组织工程.目的:采用海藻酸钠凝胶复合异种骨的方法,构建骨组织工程载体,观察载体中细胞的生物性能及体内成骨能力.方法:取2只2周龄新西兰兔的骨髓,以1 ×10~(-8)mol/L重组人骨形态发生蛋白2诱导骨髓间充质干细胞.取诱导后第2代骨髓间充质干细胞接种于1%海藻酸钠凝胶中,培养4 d苏木精-伊红染色观察凝胶中细胞形态.将第2代骨髓间充质干细胞分为单纯DMEM凝胶组和含1%海藻酸钠的DMEM凝胶组,分别培养7 d后行骨形态发生蛋白2免疫组织化学染色观察.取24只裸鼠,随机分为2组,于两侧股部肌袋中分别植入骨髓间充质干细胞,海藻酸钠凝胶/牛松质骨复合体作为实验组,骨髓间充质干细胞,牛松质骨复合体作为对照组.术后2,4周后组织学观察复合体成骨情况,图像分析系统分析各组成骨或软骨的面积百分比.结果与结论:海藻酸钠凝胶中骨髓间充质干细胞形态饱满,细胞悬浮于凝胶中,可见细胞分裂和核分裂相.单纯DMEM凝胶组和含1%海藻酸钠的DMEM凝胶组免疫组织化学观察,细胞分裂增殖正常,伸出多种形态的突起,胞核大,核仁清晰.单纯DMEM凝胶组和含1%海藻酸钠的DMEM凝胶组的骨形态发生蛋白2表达阳性率差异无显著性意义(P>0.05).扫描电镜观察海藻酸钠凝胶均匀地复合于牛松质骨微孔中,不同平面均有细胞生长.动物实验显示术后2,4周实验组和对照组的成骨或软骨的面积百分比差异有显著性意义(P<0.05).提示以海藻酸钠凝胶,牛松质骨构建骨组织工程载体,合乎组织工程载体的超结构原理,能最大限度地承载细胞,生物性能好,对骨髓间充质干细胞增殖和成骨表型及相关的生物性能无不良影响,在体内成骨效率较高.     

新型组织工程软骨支架材料及其构建技术的改进

软骨组织损伤后自身修复能力有限，组织工程学使得关节软骨的生物学替代物即人工软骨显示出美好的前景。软骨生物支架材料为组织工程的重要一环，探讨软骨生物支架材料的研究进展对构建人工软骨具有重大意义。通过对支架材料进行表面修饰、采用新型构建技术以及利用天然和合成材料的各自优势联合应用，进行多材料复合，以研制出具有生物相容性好、力学适应能力强的复合材料、仿生材料、智能材料将是近年来人工软骨生物支架材料的主要研究方向。     

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。