冻干脱钙骨表面纳米结构对细胞行为的影响

目的：探讨表面有纳米结构的冻干脱钙骨基质(nFDBM)的制备方法及该结构对成骨细胞生物学行为的影响。方法：取新鲜狗趾皮质骨按改良Urist法制备冻干脱钙骨基质(FDBM)，经Nd：YAG激光表面处理后，用原子力显微镜、扫描电镜观察其表面形态结构学变化。nFDBM、FDBM分别与狗自体骨髓基质细胞诱导分化来的成骨细胞体外构建材料——细胞复合物并植人该狗脊柱两侧深筋膜袋内，于植人前及术后第4、8周取材行扫描电镜及组织学观察。结果：FDBM经Nd：YAG激光处理后表面形成了规则的纳米级沟槽状三维结构。体外构建材料——细胞复合物后扫描电镜观察nFDBM表面细胞黏附密度及分泌基质量均高于FDBM。术后HE染色、扫描电镜观察见左侧植人物基本纤维化，表面未见明显成骨细胞及基质；右侧植人物原纳米沟槽一侧形成薄层骨样组织，表面为成骨细胞分泌的大量基质所覆盖。结论：Nd：YAG激光可在FDBM表面形成纳米级沟槽状三维结构；该结构有利于成骨细胞的黏附、生长和基质分泌。     

骨组织工程研究中的美学考量

目的：分别以珊瑚羟基磷灰石(CHA)、藻酸钙为成骨细胞载体，观察裸鼠体内的构建特定形态和可注射组织工程骨的可行性。方法：取兔髂骨，获取骨髓基质干细胞，经体外扩增培养诱导后，获得骨髓基质成骨细胞，分别与CHA和藻酸盐复合，植入和注射于裸鼠背部皮下，6、8周后进行大体观察、组织学和X线检查，观察软骨和骨的形成。以单纯CHA和藻酸盐植入作为对照。结果：植入CHA／成骨细胞组和注射藻酸盐/成骨细胞复合物组均有骨样组织形成，具备骨髓腔样结构，而对照组无骨形成。结论：CHA和藻酸盐均是较好的骨组织工程支架材料，复合成骨细胞后可构建特定形态和可注射组织工程骨。     

骨-关节软骨复合组织块构建的实验研究

目的探讨采用组织工程技术构建骨．关节软骨复合组织块的可行性。方法将分离、培养的第2代软骨细胞和成骨细胞分别接种于磷酸三钙支架上，培养2周后通过物理方法将两者连接成一个整体，然后接种于裸鼠皮下。术后8周取材，行组织学观察。结果复合组织块在体内分别形成软骨组织和成骨组织，而且两者界面整合良好。结论以软骨细胞和成骨细胞为种子细胞、以磷酸三钙为支架体外构建的组织工程软骨和骨，可在体内形成组织工程骨．关节软骨复合组织块，有望用于关节软骨缺损的修复。     

运用组织工程原理结合纳米技术构建骨组织的实验研究

目的 探索表面有纳米级沟槽的冻干脱钙骨基质（freeze-dried demineralized bone matrix with nanoscale topography，nFDBM）的制备方法，并探讨其构建组织工程骨的可行性。方法取犬趾皮质骨按改良Urist法制备FDBM，经掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）激光处理后，与犬自体骨髓间充质干细胞诱导分化来的成骨细胞体外构建nFDBM-细胞复合物，原子力显微镜及扫描电镜观察材料表面不同形态特征对细胞行为的影响;同时将片状nFDBM复合物植入右侧犬背深筋膜袋内（实验组A），短管状nFDBM植入右侧趾骨节段性缺损处（实验组C），以片状FDBM-成骨细胞复合物（对照组B）及短管状FDBM（对照组D）植入同一犬体内左侧相对应位置作为对照，术后第4、8、12周行X线片、组织学及扫描电镜观察。结果FDBM经Nd：YAG激光处理后表面形成了规则的纳米级沟槽状三维结构（深150nm，宽600-800nm）。成骨细胞在nFDBM上的黏附密度及分泌基质量均高于FDBM。实验组复合物植入体内12周时，HE染色、扫描电镜发现材料纳米沟槽一侧、材料内有新生骨组织，X线片检查呈部分钙化，而对照组几无成骨表现，其中X线片表现评分差异有统计学意义（P〈0．05）。结论Nd：YAG激光可在FDBM表面形成纳米沟槽结构，该结构有利于成骨细胞的黏附、生长和基质分泌。以组织工程方法结合纳米技术构建的nFDBM，成骨细胞复合物植入动物模型体内表现出一定的成骨能力。     

经骨向诱导的骨髓间充质干细胞在脱钙骨上生长行为的实验研究

目的:建立成骨细胞-脱钙骨支架复合物,观察其诱导成骨能力,从而探寻组织工程化骨的体外构建方法.方法:运用细胞沉淀法将大鼠BMSCs诱导形成的成骨细胞接种于脱钙骨支架,通过扫描电镜(SEM)、免疫荧光观察脱钙骨表面细胞生长情况,通过上清液碱性磷酸酶(ALP)活性及Ⅰ型前胶原羧端肽(PICP)、骨钙素检测观察成骨细胞活性.结果:扫描电镜示成骨细胞在脱钙骨表面生长良好,上清液ALP、PICP及骨钙素表达均明显高于对照组(P＜0.05),并随时间的增长而显著增加(P＜0.05).结论:采用细胞沉淀法成功将成骨细胞接种于脱钙骨支架,成骨细胞在支架材料中增殖旺盛,细胞活性状态良好,具有良好的骨形成能力,脱钙骨支架可作为骨组织工程中载体支架的较优选择.     

成骨细胞特异性钙黏蛋白涂布脱钙骨基质材料对BMSCs黏附及成骨分化能力的影响

目的 探讨成骨细胞特异性钙黏蛋白(cadhefin ectodomain Ⅱ,Cad-Ⅱ)涂布于同种异体脱钙骨基质材料(freeze-dried demineralized bone matrix,FDBM)对兔BMSCs黏附、增殖及成骨分化能力的影响.方法 取4周龄日本大耳白兔10只,体重0.61～0.88 kg,雌雄不限,常规分离培养BMSCs.取第2代BMSCs(细胞密度1×106个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合,行MTT检测细胞增殖能力,细胞黏附实验检测细胞上架率和上架数,倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察细胞生长情况.另取第2代BMSCs(细胞密度5×105个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合培养,行ALP活性检测和骨钙素免疫组织化学染色观察细胞成骨分化情况.结果 MTT检测发现BMSCs在经Cad-Ⅱ修饰的支架材料上能正常增殖,但与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05).实验组细胞上架率为87.41%±5.19%,明显高于对照组35.56%±0.75%(P<0.01);对照组每片材料细胞上架数平均为2.6×104个,实验组平均高达5.0×105个,明显多于对照组(P<0.05).倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察均显示实验组支架上黏附细胞数量明显多于对照组.成骨诱导培养7 d,实验组和对照组细胞均可表达骨钙素,具有成骨细胞表型;培养14 d,实验组和对照组ALP活性分别为29.33±1.53和18.31±1.32,骨钙素免疫组织化学染色阳性率分别为83%±7%和56%±7%,两组比较差异均有统计学意义(P<0.01);与同组7、21 d比较差异有统计学意义(P<0.01),7 d与21 d组间及组内比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论 Cad-Ⅱ修饰的FDBM对BMSCs增殖无明显促进作用,但能提高细胞黏附性,并促进BMSCs向成骨细胞分化.     

细胞复合β-磷酸三钙生物陶瓷修复软骨缺损的实验研究

[目的]通过将骨髓间充质干细胞（MCSc）诱导的具有软骨细胞、成骨细胞表型的细胞接种到三维多孔β-磷酸三钙（β-TCP）生物陶瓷支架材料上，体外构建骨软骨复合体，探讨以β-TCP为载体建造组织工程化软骨修复骨软骨缺损的可行性。[方法]将β-TCP多孔陶瓷加工成圆柱状，并将其作为构建人工软骨的细胞支架。在支架材料上分别接种从犬骨髓干细胞培养成的具有软骨细胞、成骨细胞表型的细胞，将细胞-支架复合体共同培养1周后，移植到犬关节软骨缺损处。植入后12、16周末取材，进行大体观察、组织学及组织化学等观察。[结果]复合体体内移植后，在犬关节软骨缺损处有新生软骨形成，形成的软骨基本保持了支架材料原有形态。[结论]β-TCP多孔陶瓷可作为支架材料，复合细胞后具有修复软骨缺损的作用。     

生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞影响的体外实验研究

目的：探讨生物活性玻璃作为成骨细胞培养支架的可行性，为骨组织工程寻找一种良好的细胞载体。方法：采用骨膜源性成骨细胞与生物活性玻璃陶瓷体外复合培养，通过光镜、电镜、上清液ALP测定及流式细胞仪观察及检测生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞生物学性状的影响。结果：成骨细胞在生物活性玻璃陶瓷的表面及空隙内生长状态良好，上清液ALP测定值及细胞凋亡率(Ap)两组对照无显著性差异。结论：生物活性玻璃陶瓷具有良好的生物相容性、生物活性和成骨作用，可以成为骨组织工程中一种新型的细胞支架材料。     

钛网—珊瑚复合支架的组织工程骨研究

目的：建造用钛网增强的组织工程骨,使其在结构、力学特性上更接近正常骨组织,以满足承力部位植骨的需要。方法：将钛网制备成直径8mm,长12mm的圆柱状,填入直径2－3mm的珊瑚颗粒,成为复合支架材料;在复合支架中植入骨髓来源的成骨细胞,体外继续培养2天后,植入裸鼠背部皮下组织中,2个月后取材,通过大体标本观察、X线片检查、磨片的组织学检查, 观察支架中新骨的形成情况及与钛网的愈合情况。结果：取材后大体标本观察,新形成的组织为均匀的暗红色,表面光滑,钛网位于其中;X线片检查结果表明复合支架中有大量X线阻射影,均匀一致,与钛网间无间隙;磨片的组织学检查证实,在支架中有大量成熟的新骨形成,并与钛网愈合良好。结论：钛网可与组织工程骨相互愈合,用于承力部位植骨,将有广阔的应用前景。     

人脐血间充质干细胞修复颅骨缺损的实验研究

目的 应用人脐血间充质干细胞(umbilical cord blood derived mesenchymal stem cells,UCB-MSCs)复合脱钙骨材料构建组织工程化骨,修复裸大鼠颅骨标准缺损.方法 体外扩增培养、成骨诱导人UCB-MSCs,采用Alizarin Red染色和钙离子半定量的方法测定细胞成骨分化能力.将第2代细胞接种在脱钙骨支架材料上继续诱导培养,扫描电镜检测细胞在材料上的生长状况.制备裸大鼠双侧颅骨全层标准缺损(直径5 mm),一侧以细胞材料复合物修复作为实验侧(n=8);另一侧以单纯脱钙骨材料修复作为对照侧(n=8).术后6、12周取材,分别通过大体形态观察、显微CT(Micro-CT)、组织学方法检测颅骨缺损的修复效果.结果 UCB-MSCs体外能够诱导分化为成骨细胞,且在脱钙骨支架材料上生长良好.Micro-CT检测显示术后6周实验侧有部分新生骨组织形成,12周时骨缺损修复率达(78.19±6.45)%,脱钙骨材料降解完全;对照侧6周时无明显新骨生成,12周时材料完全降解,骨缺损未修复.组织学检测显示12周时实验侧有较多成熟骨生成,为骨性愈合;对照侧骨缺损为纤维愈合.结论 成骨诱导的人UCB.MSCs复合脱钙骨材料构建的组织工程化骨可修复裸大鼠颅骨全层标准缺损,有望成为新的组织工程骨种子细胞来源.     

锶磷灰石多孔陶瓷不同孔隙率对成骨细胞生物学行为的影响

目的 比较不同孔隙率的锶磷灰石(含5at%锶的羟磷灰石,Sr-HA)陶瓷在体外培养条件下对兔骨髓成骨细胞生物学行为的影响.方法 抽取健康兔的骨髓组织,体外培养,诱导分化为成骨细胞,分别与孔径约为300μm-600μm、孔隙率分别为50%、60%、70%的Sr-HA以及孔隙率为70%的纯羟磷灰石陶瓷体复合,在不同时间点利用相差显微镜及扫描电镜观察,并进行碱性磷酸酶的定量检测.结果 兔骨髓成骨细胞与不同孔隙率的Sr-HA陶瓷体外培养后,表现出典型成骨细胞的形态特征和生物学特性,Sr-HA多孔陶瓷有利于细胞的贴附、生长与增殖,并对细胞的功能无不良影响.其中,孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷更有利于细胞向材料内部爬行.结论 Sr-HA多孔陶瓷是较理想的骨组织工程支架材料,成骨细胞复合Sr-HA陶瓷用于骨缺损的修复,具有广阔的临床应用前景.孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷由于具有良好的孔隙连通性,在促进成骨细胞生长方面表现出更佳的效果,较其他孔隙率的Sr-HA陶瓷更适用于骨组织工程支架材料.     

脐静脉内皮细胞与双向羟基磷灰石联合培养的初步研究

目的:研究脐静脉内皮细胞在双向羟基磷灰石(BPM)的生长情况,为组织工程材料研究提供实验基础。方法:人脐静脉内皮细胞来源于永生细胞系,BPM紫外线照射30min ,70 0ml/L乙醇洗涤6 0min ,无菌滤纸吸干,用磷酸缓冲盐水洗涤3遍,每次30min ,而后用无菌滤纸吸干,将处理过的BPM材料泡入DMEM培养基(DMEM ) +2 0ml/L胎牛血清中过夜,使用前用无菌滤纸吸干。应用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和BPM进行混合培养,应用光学显微镜、荧光显微镜及扫描电子显微镜对其进行观察,并应用MTT测定细胞增殖情况。结果:人脐静脉内皮细胞在BPM表面生长、增殖良好,并可观察到细胞长入基质材料微孔内的改变。在培养的第3天,采用MTT法测定对照组与双向羟基磷灰石组的光吸收值,对照组为0 . 6 16±0. 0 17,双向羟基磷灰石组为0 . 6 38±0 . 0 18,两组比较无统计学差异(P >0 . 0 5 )。结论:双向羟基磷灰石(BPM )可作为细胞移植的载体。     

新型双相陶瓷材料复合成骨细胞构建人工骨及其体内成骨的观察

目的 观察骨髓来源的成骨细胞与新型双相陶瓷材料复合培养后细胞生长状况及其体内异位成骨能力。方法 将来源于兔骨髓的成骨细胞与新法制备的HA/TCP共培养2周,通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况;然后将复合物自体异位植入体内,6周后观察体内成骨情况。结果 扫描电镜显示材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长,有良好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 新型双相陶瓷支架可用作组织工程骨的细胞外基质材料,骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞。     

骨髓间质干细胞复合脱钙骨基质和骨形态发生蛋白行兔腰椎横突间融合

 目的 探讨骨髓间质干细胞复合脱钙骨基质和骨形态发生蛋白进行兔腰椎横突间融合的效果。
方法 体外分离、培养骨髓间质干细胞,复合于脱钙骨基质材料,以骨形态发生蛋白进行成骨化诱导。日本大耳白兔60只,随机分为三组,A组以骨髓间质干细胞+脱钙骨基质+骨形态发生蛋白、B组以脱钙骨基质、C组以自体髂骨行L_5,6横突间融合。术后8周取腰椎标本,评估植入材料融合情况;行DR片灰度分析,计算成骨密度及成骨面积;行CT扫描三维重建观察横突间融合形态。HE染色分析横突间融合组织结构。
结果 大体可见A组及C组植入材料与宿主横突融合,融合组织质地硬,形态不规整;B组横突间植入材料大部分被吸收。DR片示A组与C组横突间呈高密度影,成骨密度不均;B组未达到骨性融合。CT示A组与C组融合标本有明显的连续骨痂通过横突间区;B组未见连续骨痂。A组成骨密度和成骨面积均高于B组,与C组无差异。组织学观察示A组与C组大量软骨形成,靠近横突处新生骨小梁形成;B组横突间连接主要为纤维组织。
结论 骨髓间质干细胞复合脱钙骨基质和骨形态发生蛋白行兔腰椎横突间融合,其成骨能力接近自体髂骨,优于单纯应用脱钙骨基质。     

兔成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架生物相容性研究

目的 研究成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架在体外培养条件下的生物相容性。方法 将成骨细胞株置于含体积分数为10％胎牛血清的DMEM培养基中培养，传代后改用含地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C的条件培养基培养，分为纳米支架复合细胞组和单纯细胞组，不同时间用倒置相差显微镜、HE染色光镜及扫描电镜观察。MTT法进行细胞增殖测定，并进行细胞微量蛋白含量检测和碱性磷酸酶的定量检测。结果 成骨细胞体外培养时复合或不复合纳米支架均生长良好，表现出典型的细胞形态特征和生物学特性，纳米支架利于细胞的贴附、生长与增殖，并对细胞的功能无不良影响。结论 纳米支架是较理想的骨组织工程支架材料，成骨细胞复合纳米支架用于骨缺损的修复，具有广阔的临床应用前景。     

组织工程颅骨缺损修复过程中超微结构观察

目的 用组织工程骨修复SD大鼠颅骨极量骨缺损，并在透射电镜下观察骨修复过程中成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷支架的关系。方法 14只雄性SD大鼠，随机分成实验组和对照组，每组7只。取左侧腔、股骨骨髓，体外诱导培养骨髓基质细胞。实验组将已分化的成骨细胞与含孔磷酸钙陶瓷复合用于修复大鼠自体颅骨极量骨缺损；对照组颅骨缺损处仅置入无细胞的陶瓷材料。分别于术后4、8、12、16、20、24及28周每组各处死1只动物取材，制成脱钙超薄切片，透射电镜下观察成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷残余支架的关系。结果 实验组动物颅骨修复12周前成骨细胞或成骨细胞样细胞毗邻新生小血管、血管内皮细胞存在，16周后成骨细胞转变为骨细胞，并围绕血管被包埋于骨基质及胶原纤维中；陶瓷残余与新生骨间有一条明显的钙化沉积带，大量胶原纤维已伸入到陶瓷支架的纳米级结构中。对照组陶瓷中央部位有大量小血管及血管内皮细胞增生，其周围多为幼稚成纤维细胞，无成骨细胞与血管内皮细胞的依附关系。结论 新型含孔磷酸钙陶瓷作为组织工程细胞支架，其间的纳米级结构有利于骨的再生和血管形成；未见来源于植骨床血管的内皮细胞衍变为成骨细胞。     

Cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone

Objective： To study cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone and provide experimental basis on choosing the scaffold material in bone tissue engineering. Methods： Bone marrow stromal cells （BMSC） were co-cultured with heterogeneous deproteinized bone in vitro. The contrast phase microscope, scanning electron microscope, MTT assay, flow cytometry were performed and the BGP content and ALP activities were detected in order to observe the cell growth, adhesion in the material, cell cycle and cell viability. Results. The scaffold material of deproteinized heterogeneous bone had no inhibitory effect on cellular proliferation, differentiation and secretion function of BMSCs. Conclusions ： The established heterogeneous deproteinized bone has good biocompatibility with BMSCs and is a potentially ideal scaffold material for bone tissue engineering.     

珍珠层聚乳酸人工骨复合成骨细胞体内异位成骨研究

目的探讨珍珠层聚乳酸(nacre／polylactic acid，N／P)人工骨与同种异体成骨细胞复合，植入体内后异位成骨的作用机制，以及作为骨组织工程支架材料的可行性。方法成年雄性新西兰大白兔18只，按2、4和8周3个时间点随机分成3组，每组6只。将体外培养的同种异体新西兰大白兔成骨细胞，种植到N／P人工骨材料上，并植入每只兔左侧背部皮下为实验组；以不复合成骨细胞的N／P人工骨材料植入右侧背部皮下作对照，分别于植入后不同时间点取材，经大体观察、组织学检查和免疫组织化学方法检测。结果实验组2周时材料周围有少许炎性细胞聚集，4周时有类骨质形成，8周时有成熟骨组织形成，其中可见骨髓腔；对照组2、4周时仅见大量纤维组织长入材料内，8周时材料内纤维组织增多，但无成骨发生。结论N／P人工骨可作为理想的骨组织工程支架材料。