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。     

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。     

人转化生长因子β1基因转染骨髓基质干细胞复合藻酸钙修复骨软骨缺损

目的:拟利用人转化生长因子β 1基因转染骨髓基质干细胞,再与可降解藻酸钙材料复合构建具有较好生物学活性的组织工程化人工骨软骨,以期获得良好的软骨间整合.方法:雄性12个月龄的崇明山羊18只.由上海交通大学附属第九人民医院动物实验中心提供.携带人转化生长因子β 1基因的重组腺病毒由上海交通大学附属第九人民医院骨科研究室提供.制备藻酸钙凝胶的氯化钙、藻酸钠为Gibco公司产品.从羊髂嵴抽取8 mL骨髓,贴壁法分离培养骨髓基质干细胞,传至第3代以携带人转化生长因子β 1基因的重组腺病毒转染过夜.18只山羊均于双膝股骨内髁负重区建立骨软骨缺损模型,造模后分为3组,6只,组:转染细胞-藻酸钙组将转染人转化生长因子β 1基因的骨髓基质干细胞悬于1.2%藻酸钠中,调整细胞密度为5×1010L-1,吸取5 mL注入骨软骨缺损处,随后缓慢滴入过量的2.5%氯化钙,使氯化钙与藻酸钠发生交联反应形成藻酸钙凝胶.复合对照组同法注入未转染人转化生长因子β 1基凼的骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶,模型组不给予任何干预.转染后Western blot法检测细胞外源基因的表达.移植后组织形态学检查及缺损评分.结果:人转化生长因子β 1基因转染后,骨髓基质干细胞表达人转化生长因子β 1,并分泌细胞外基质Ⅱ型胶原及Aggrecan.移植后24周,转染细胞-藻酸钙组缺损获得类透明样软骨修复,复合对照组及模型组均为纤维组织或纤维样软骨修复.与模型组比较,移植后第12,24周复合对照组、转染细胞.藻酸钙组骨软骨缺损组织形态学评分均明显升高(P<0.05),且转染细胞-藻酸钙组升高幅度显著大于复合对照组(P<0.05);转染细胞.藻酸钙组缺损评分随着修复时间的延长而明显升高(P<0.05).结论:实验成功将组织工程学与分子生物学有机结合,经基因修饰的骨髓基质干细胞可使人转化生长因子β1持续高效发挥作用,并逐步转化为成熟的软骨细胞且分泌软骨基质,与藻酸钙复合修复骨软骨缺损效果满意.     

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5×106/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周注射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。     

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。     

复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠体外培养特征

背景载体材料是种子细胞生长微环境的重要组成部分,有实验进行了软骨细胞在藻酸钙凝胶载体中的长期体外培养.目的观察骨髓基质细胞复合藻酸钠形成的藻酸钙凝珠体外培养扩增后其细胞活力、组织形态学和细胞超微结构的变化.设计单一样本观察.单位郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室.材料实验于2001-09/2002-03在上海第二医科大学骨科实验室完成.4～6周龄新西兰大白兔8只用于骨髓基质细胞提取.方法取白兔8只,麻醉后,用肝素预处理过的16号穿刺针于股骨第3转子下抽取骨髓1.0～2.0 mL,用于骨髓基质细胞培养,传代培养的骨髓基质细胞;制备藻酸钠溶液;藻酸钠复合骨髓基质细胞形成藻酸钙凝珠,细胞密度为1×109 L-1,体外培养4周.①骨髓基质细胞活力观察采用锥虫蓝染色,倒置相差镜下观察.②骨髓基质细胞组织学检测采用甲苯胺蓝染色.③骨髓基质细胞超微结构观察采用透射电镜检查.主要观察指标①骨髓基质细胞活力.②骨髓基质细胞组织学观察.③骨髓基质细胞超微结构观察.结果①骨髓基质细胞活力倒置相差显微镜下可见细胞为圆形,大小不一,部分细胞呈团状分布,胞核清楚,个别为双核细胞,几乎无蓝染细胞.②骨髓基质细胞组织学观察结果细胞与材料均匀混合,材料无着色;细胞均匀着色,大小不一,核大浆少,个别为双核或多核细胞,可见细胞分裂相;细胞结构完整、轮廓清楚,周围有少量的异染性反应.③骨髓基质细胞超微结构结构正常,无线粒体肿大及核糖体脱颗粒现象发生;胞核完整,形态幼稚且较大,呈圆形、椭圆形或不规则形,可见双核.结论①复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠亲水性好,营养物质易于渗透,适合细胞生长、增殖.②骨髓基质细胞增生分裂能力活跃,通过体外培养,使体内骨髓基质细胞实现数目扩增是可行的.③藻酸钙复合骨髓基质细胞用于组织工程方法修复骨软骨缺损具有可行性.     

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.     

骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质组合生长因子诱导向软骨细胞分化

背景:用组织工程学方法高质量修复关节软骨缺损并达到很好的远期疗效目前尚无定论.鉴于此,课题组提出"同种异体骨髓间充质干细胞关节腔内定向培养组织工程软骨"的实验设技.目的:同种异体脱钙骨基质组合转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化的能力,同时探索其在关节腔内培养促进向关节软骨定向分化的方法.方法:分离兔骨髓间充质干细胞并行体外培养,分为两组:实验组DMEM培养液中加入转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ,对照组中未加入诱导因子.比较两组细胞的增殖情况和成软骨分化情况.制备同种异体脱钙骨基质支架材料,实验组骨髓间充质干细胞负载到同种异体脱钙骨基质中,构建组织工程软骨复合体,取另2只兔的腰背筋膜包裹后缝合固定到30只兔膝关节腔内行腔内培养.分别于植入后4,8,12周各取10只标本进行组织学切片观察及Ⅱ型胶原免疫组织化学观测,并对结果进行分析.结果与结论:实验组中骨髓间充质干细胞集落形成效率明显高于对照组(u=3.326,P < 0.01).实验组细胞爬片做Ⅱ型胶原免疫组化检测呈阳性,对照组未见阳性细胞.组织工程复合体在腔内培养12周后,苏木精-伊红染色见大量软骨细胞增生,胞核染色呈蓝色;甲苯胺蓝染色见软骨细胞成串排列,大量软骨陷窝形成,周围大量基质包绕;Ⅱ型胶原免疫组织化学反应见细胞外基质中出现大量棕黄色颗粒,Ⅱ型胶原染色强阳性.提示转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ可显著促进骨髓间充质干细胞增殖和成软骨分化,骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质结合后可在关节腔内成功培养出组织工程软骨.同种异体脱钙骨基质符合组织工程软骨支架材料的基本要求.     

转化生长因子β3诱导藻酸钠微球内骨髓间充质干细胞向软骨细胞定向分化过程中胰岛素样生长因子Ⅰ的协同效应

背景: 近年来利用藻酸盐微球包被骨髓间充质干细胞进行软骨细胞定向诱导逐渐开展.目的: 采用体外藻酸钠微球三维立体培养骨髓间充质干细胞,观察转化生长因子β3在诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化过程中胰岛素样生长因子Ⅰ的作用.设计、时间及地点: 细胞组织工程体外实验,于2007-03/10在武汉大学口腔医学院口腔生物医学工程教育部重点实验室完成.材料: SPF级1月龄雄性Wistar大鼠7只用于制备骨髓间充质干细胞.藻酸钠盐、胰岛素样生长因子Ⅰ,转化生长因子β3均为Sigma公司产品.方法: 第5代骨髓间充质干细胞以3X109>L-1密度重悬于1.2%藻酸钠盐溶液中,用22号针头将该溶液缓慢滴加在100mmol/L氯化钙溶液中使其聚合形成凝胶,10min后洗涤微球2次,即为包被骨髓间充质干细胞的藻酸盐微球.联合组加入含100μg/L胰岛素样生长因子Ⅰ、10μg/L转化生长因子β3的软骨诱导培养基,诱导3周.同时设立胰岛素样生长因子Ⅰ组、转化生长因子β3组、空白对照组.主要观察指标: 甲苯胺蓝染色检测细胞外基质的形成,RT-PCR法及免疫组织化学法检测Ⅱ型胶原和Aggrecan的表达,Western blot检测Sox9蛋白表达及其与PCR产物的相关性.结果: 包被于藻酸盐微球的骨髓间充质干细胞经胰岛素样生长因子Ⅰ、转化生长因子β3联合诱导3周,细胞周围有大量均质蓝染物质.联合组Ⅱ型胶原和Aggrecan mRNA及蛋白表达水平最高,转化生长因子β3组表达居中,胰岛素样生长因子Ⅰ组表达较弱,空白对照组几乎无表达(F=10.52,P<0.01).各组Sox9蛋白表达水平与上述指标类似(F=7.95,P<0.05),Sox9与Ⅱ型胶原、aggrecan的相关系数分别为0.95和0.91.结论: 体外定向诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的过程中,胰岛素样生长因子Ⅰ可能通过促进Sox-9的表达来起到与转化生长因子β3的协同效应.     

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.     

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。     

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。     

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。     

体外骨髓基质干细胞中腺病毒介导的胶质细胞源性神经营养因子基因的表达及其生物学活性

背景骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)是外源性目的基因的良好靶细胞,在脊髓损伤的修复中具有良好的应用前景.目的观察重组腺病毒介导的胶质细胞源性神经营养因子(glial cellline-derived neurotrophic factor,GDNF)基因在体外培养的骨髓基质干细胞中的表达,并探讨其生物学活性.设计以细胞为研究对象,对照观察性研究.单位一所大学医院骨科实验室.材料实验于2004-03/06在华中科技大学同济医学院附属同济医院骨科实验室完成.SD大鼠24只,雌雄不限,体质量(180±20)g.干预用重组腺病毒载体Adv-GDNF感染体外培养的BMSCs,并与脊髓背根神经节共培养.免疫荧光化学的方法检测BMSCs中的GDNF的表达,提取细胞总RNA进行RT-PCR扩增GDNF基因,应用ELISA方法检测其培养上清中的GDNF含量,并通过与脊髓背根神经节共培养观测GDNF的活性.主要观察指标主要结局①RT-PCR.②免疫荧光结果.③GDNF的体外活性.次要结局①BMSCs的培养与鉴定.②ELISA检测蛋白表达与时间的关系.结果免疫荧光显示Adv-GDNF感染BMSCs 48 h后即有GDNF的表达,体外培养的BMSCs经Adv-GDNF转染后有GDNF的转录,其培养上清应用ELISA方法分析,在感染24 h后即有GDNF的表达,并可持续5～7 d的高峰.Adv-GDNF感染的BMSCs的培养液上清可以促进脊髓背根神经节大量轴突的生长.结论Adv-GDNF基因可以在BMSCs中稳定、高效表达,其表达的GDNF具有促进轴突生长的活性,为GDNF基因治疗脊髓损伤的研究奠定了基础.     

骨髓间充质干细胞在膀胱脱细胞基质上的生长及分化

背景:传统方法多采用平滑肌细胞和移行上皮细胞构建组织工程膀胱,并进行支架材料的双面种植,但由于平滑肌细胞取材培养困难,且体外传代有限,双面种植较为困难.目的:实验拟验证以骨髓间充质干细胞及膀胱脱细胞基质构建组织工程膀胱的可行性.设计:基础实验研究.单位:中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心.材料:实验于2006-03/2007-05在中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心完成.实验室级别为卫生部部属医院开放实验室.1月龄SD大鼠,雌雄不限,体质量80～100g,由中山大学实验动物中心提供.新鲜猪膀胱取自南方医科大学动物实验中心.方法:采用全骨髓培养连续贴壁法体外培养大鼠骨髓间充质干细胞,并应用流式细胞仪检测其表面抗原.采用去污剂洗涤法制备猪膀胱脱细胞基质,并测定其纯度及特性.将第3代骨髓间充质干细胞接种到膀胱脱细胞基质上,以添加25 ng/L血管内皮生长因子(VEGF165)的培养液进行体外、体内复合培养,检测其相容性.体内实验以细胞单独培养为对照,体外实验以未植入细胞的材料为对照,并模拟合适的微环境诱导骨髓间充质干细胞生长分化,分别在4,8周后取出动物体内的复合材料行组织切片检查,并进行免疫组织化学角蛋白染色,检测上皮细胞再生情况.主要观察指标:骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质的生物相容性.结果:①采用全骨髓法成功培养出骨髓间充质干细胞,行流式细胞仪检测细胞表面抗原显示,传代第3代细胞CD29阳性细胞为99.43%.②制备的膀胱脱细胞基质具有良好的生物特性,镜下见均质状态的基质和细丝状的胶原纤维.体内外相容性实验表明骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质具有良好的相容性,细胞生长状态良好.③4周后组织切片检查可见组织中较多炎症细胞浸润,胶原及弹性纤维排列紧密,免疫组织化学角蛋白染色见有薄层、不连续的单层上皮生长,8周后可见组织中已无明显炎症细胞浸润反应,胶原及弹性纤维排列紧密,免疫组织化学角蛋白染色见有薄层、连续的多层上皮生长.结论:骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质具有良好的生物相容性,并且在体内与周围组织有良好的生物相容性,可以作为构建组织工程膀胱的材料.     

骨髓基质细胞复合人脱细胞骨的成骨活性

背景:寻找一种既保持支持功能良好又具有一定成骨活性的同种异体骨是治疗骨缺损的重要研究课题。以往曾对比测定脱细胞骨的生物力学性质,发现其与正常大小的新鲜骨质在最大抗压力,压强方面无显著性差异。人脱细胞骨复合骨髓基质细胞后的成骨活性如何,是否能够保持成骨的活性是临床医生非常关心的问题。目的:研究人脱细胞骨复合经诱导的骨髓基质细胞的实验效果,观察细胞的黏附和生长情况,并对其成骨活性进行检测。设计:单一样本实验。单位:哈尔滨医科大学附属第二医院。材料:实验于2003-01/2004-08在哈尔滨医科大学附属第二医院实验中心完成。脱细胞骨(取新鲜尸体髂骨块,自愿捐献)。方法:用过氧化氢和乙醚去除人髂骨块内的结缔组织和细胞成分,消毒后制备人脱细胞骨。取材活体或新鲜尸体的骨髓行骨髓基质细胞培养,细胞纯化后加入β-甘油酸钠,地塞米松和抗坏血酸等向成骨方向诱导,并进行对照培养。通过碱性磷酸酶和骨钙素检测来确定骨髓基质细胞的增殖和分化情况,将诱导的骨髓基质细胞浓缩后复合到制备好的脱细胞骨块内进行培养。8d后通过光镜和电镜等形态学观察以及生化指标检测来确定细胞的成骨活性。主要观察指标:①人骨髓基质细胞/脱细胞骨复合物碱性磷酸酶和骨钙素检测结果。②人骨髓基质细胞/脱细胞骨复合物组织学观察结果。结果:①人髂骨块细胞清除干净,骨基质保存良好。②诱导8d后的骨髓基质细胞碱性磷酸酶和骨钙素含量明显高于对照组[诱导后骨髓基质细胞:(181.54±40.01)nkat/L,(7.2±1.3)μg/L,对照组:无法测到,P<0.05]。③骨髓基质细胞在人脱细胞骨支架内附着紧密,生长良好。结论:人脱细胞骨复合经诱导的骨髓基质细胞在体外具有有效的成骨功能,是一种较为理想的骨组织工程材料。     

骨髓间充质干细胞向成骨细胞诱导分化的实验研究

目的:采用地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C3种物质作为诱导骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal stem cells,BMSCs)向成骨细胞分化的基本辅剂,定向诱导犬第2代BMSCs,探讨BMSCs向成骨细胞分化的潜能和成骨细胞的特征性鉴定方法.方法:无菌条件下行犬髂骨穿刺,采集骨髓15～ 20 mL,全骨髓10％ FBS DMEM培养液进行原代培养.将第2代纯化的BMSCs细胞悬液(调整细胞密度为1×105/mL)接种于含地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C的DMEM/FI2培养液的培养瓶(皿)中,体外扩增培养、传代.对细胞形态特征进行观察;行碱性磷酸酶(ALP)染色,骨桥素以及Ⅰ型胶原相关蛋白免疫荧光化学检测鉴定细胞性质.结果:原代培养的BMSCs形态呈长梭形或不规则形,呈均匀分布生长.诱导分化后的细胞形态呈长梭形或不规则形,呈均匀分布生长,传代后细胞体积略变大;BMSCs成骨诱导增殖后电镜下细胞呈多边形,可见ALP染色阳性;经成骨细胞诱导培养14 d后,细胞骨桥素以及Ⅰ型胶原相关蛋白表达阳性.结论:BMSCs易于体外分离培养及扩增,地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C体外定向诱导能够在短时间内获得大量成骨细胞,且所培养的细胞具有典型的成骨细胞形态和功能.     

胰岛素样生长因子1对人脂肪来源的间充质干细胞向软骨细胞定向诱导分化的作用

背景:近年研究者发现胰岛素样生长因子1还可以诱导骨髓来源间充质干细胞向软骨细胞方向分化,但目前尚未见胰岛素样生长因子1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞方向分化及在此过程中与转化生长因子β1相瓦作用的报道.目的:观察胰岛素样生长因子1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞定向分化的可能性及在诱导分化中和转化生长因子β1的相互作用.方法:获取脂肪来源间充质干细胞,以2×10~5 cells/cm~2的密度接种于培养瓶,使用含胰岛素样生长因子1或(和)转化生长因子β1的无胰岛素软骨诱导剂诱导脂肪来源间充质干细胞.2周后获取细胞,制备细胞爬片,进行甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组织化学染色,观察细胞内高硫酸化的蛋白聚糖和Ⅱ型胶原着色情况.RT-PCR检测Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan及Sox9mRNA的表达.结果与结论:加入诱导剂后,甲苯胺蓝染色显示3个诱导组细胞呈多角形,胞浆及胞膜呈蓝色异染.Ⅱ型胶原免疫组织化学染色显示3个诱导组细胞胞浆及胞膜呈棕黄色着色.RT-PCR检测显示胰岛索样生长因子+转化生长因子组Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan、Sox9 mRNA的表达均显著强于胰岛素样生长因子组和转化生长因子组,胰岛素样生长因子组和转化生长因子组显著强于对照组,而胰岛素样生长因子组与转化生长因子组差异无显著性意义.提示胰岛素样生长因子1可以单独诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞分化,表达软骨细胞特异性细胞表型,胰岛素样生长因子1与转化生长因子β1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞分化有协同作用.