新型聚乳酸复合支架材料在组织工程骨构建中的实验研究

目的:探索新型聚乳酸复合支架材料对兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSC)生物学行为的影响及组织工程骨的构建方法。方法:实验组选择兔骨 MSC 诱导生成成骨细胞,接种于改良型聚乳酸复合新材料,包括新型聚乳酸(polylactic acid,PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(polylactide-co-glycolide,PLGA)、聚乳酸-乙二醇共聚物(polylactic acid-polyethylene glycol block copolymers,PLA-PEG)复合制作的三维支架中培养,用无机材料磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)作为对照组,观察种子细胞在支架材料上的吸附迁移、生长增殖情况。结果:成骨细胞在新型三维支架材料表面分布较为均匀,生物学行为活跃。结论:可以通过 MSC 诱导获得成骨细胞。PLA、PLGA、PLA-PEG、TCP 具有良好的生物相容性,可作为支架材料与成骨细胞共同培养,获得具有成骨能力的三维立体结构组织工程骨。     

新型多孔HA/PDLLA支架体外细胞相容性的实验研究

目的:研究新型多孔羟基磷灰石/聚乳酸(HA/PDLLA)支架材料的体外细胞相容性。方法:贴壁法培养兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs),经体外矿化诱导培养、扩增后,与实验组 A(含2%HA 的 HA/PDLLA)、实验组 B(含4%HA 的 HA/PDLLA)及对照组(PDLLA)分别进行体外复合培养;并通过定性及定量检测细胞在材料表面的粘附能力、增殖活力,验证细胞材料复合体的成骨活性,比较分析各组支架材料之间的差异。结果:兔 BMSCs在三组支架材料的表面均能生长,经体外诱导后在支架材料的表面形成钙结节,实验组 A 与 B 细胞的粘附及增殖能力均强于对照组(P<0.05)。结论:兔 BMSCs 与新型多孔 HA/PDLLA 支架材料有良好的细胞相容性。     

多孔支架材料PLGA/HA生物相容性的实验研究

目的:探讨多孔支架材料聚乳酸羟基乙酸/羟基磷灰石(poly lactic-glycolic acid/hydroxyapatite,PLGA/HA)的生物相容性。方法:贴壁法培养兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs),经体外诱导、扩增,采用实验组A:PLGA/HA(5%HA)、实验组B:PLGA/HA(10%HA)的梯度浸提液进行体外培养,应用MTT法评估材料的细胞毒性;BMSCs与实验组A、实验组B、对照组C(polylactic-glycolicacid,PLGA)进行体外复合培养,通过定性及定量检测细胞在材料表面的粘附、增殖能力及成骨活性,比较分析各组支架材料之间的差异。结果:两实验组材料的细胞毒性均为0或1级;BMSCs能在实验组和对照组支架材料上粘附、增殖,且两实验组与对照组在各时间点有显著性差异(P<0.01)。碱性磷酸酶活性各时间点在两实验组间无明显差异。结论:多孔支架材料PLGA/HA(5%HA)、PLGA/HA(10%HA)具有良好的生物相容性,有可能应用于骨组织工程。     

Bio-oss骨粉对大鼠成骨细胞体外成骨效能的影响

目的 研究大鼠成骨细胞与。Bio-oss骨粉体外复合培养对成骨细胞成骨效能的影响，探讨Bio-oss作为骨组织工程支架材料的组织相容性。方法 采用原代骨髓基质干细胞(MSCs)培养技术及定向诱导培养技术获得大鼠成骨细胞，分为实验组与对照组。实验组细胞与Bio-oss骨粉复合培养，对照组细胞单独培养。比较两组成骨细胞形态学特点、碱性磷酸酶(ALP)活性、贴壁率、增殖活力及蛋白含量。结果 成骨细胞与Bio-oss骨粉复合培养后，细胞形态、增殖活力、成骨效能(ALP活性、蛋白含量)与单纯成骨细胞培养无明显差异。结论 Bio-oss骨粉能满意模拟天然骨支架，可作为骨组织工程中较理想的支架材料。     

新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架体外细胞相容性的实验研究

目的　评价新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架材料的体外细胞相容性。方法　SD大鼠骨髓基质细胞 (BMSCs)经矿化诱导培养、扩增并检测证实其已具成骨细胞表型后,分别与多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架(实验组)、普通多孔羟基磷灰石陶瓷支架(对照组)体外复合培养。扫描电镜观察BMSCs在材料上的生长及生理功能表达情况;测定细胞碱性磷酸酶活性及骨钙素的含量;流式细胞仪检测细胞的凋亡及周期、倍体,比较细胞的粘附能力、增殖活力及成骨活性。结果　BMSCs经体外诱导形成钙结节,Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶免疫染色结果阳性。两组材料上皆有细胞附着生长,但实验组细胞的粘附能力、增殖活力及成骨活性均强于对照组。结论　SD大鼠BM- SCs与新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架材料有良好的细胞相容性。     

新型聚乳酸共聚物修复兔下颌骨缺损的实验研究

目的:研究一种新型的聚乳酸鄄聚乙二醇(PLA鄄PEG)共聚物作为细胞因子的载体修复兔下颌骨缺损。方法:新型聚乳酸共聚物(孔隙率为88.7%左右,孔径150～250μm,分子量35973u)和细胞因子(骨形成蛋白、碱性成纤维细胞生长因子)复合后,分为实验组Ⅰ(PLA鄄PEG/BMP)、实验组Ⅱ(PLA鄄PEG/BMP/bFGF)和对照组(PLA鄄PEG)三组,分别植入27只雌性新西兰白兔的右侧下颌体部预制直径5mm,深3mm的骨缺损。术后2周、4周和8周,对实验标本进行大体、X线、组织学观察及计算机图像分析观察。结果:实验期间各组实验位点均未发生炎症和排异反应,各组创口愈合均良好,成骨活跃。2周时实验组Ⅱ成骨量最多,实验组Ⅰ其次,对照组最少,差异在统计学上有显著性意义;4周时实验组Ⅱ成骨量最多,其余两组成骨量差异不大;8周时各组的成骨量的差异在统计学上无显著性意义。结论:新型的PLA鄄PEG共聚物呈现良好的生物相容性和骨引导性,复合BMP后早期通过BMP骨诱导作用对骨再生具有较明显的促进作用,bFGF在与PLA鄄PEG和BMP复合后通过其促进毛细血管增殖的效应而对PLA鄄PEG和BMP有协同增强作用。     

生物吸收性多孔碳酸化羟基磷灰石支架的骨传导性体外研究

目的:通过体外实验对新型生物吸收性多孔碳酸化羟基磷灰石(CAP)支架材料的骨传导性进行评价。方法:体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,向成骨诱导后,定植于不同孔隙率及不同碳酸根含量的CAP支架材料上共同培养,通过扫描电镜、细胞黏附及增殖检测(MTT法)、碱性磷酸酶(ALP)定量检测、骨钙素(OCN)定量检测,评价成骨细胞在支架材料上的附着、增殖和分化情况。结果:成骨细胞定植于不同孔隙率及碳酸根含量的支架材料上,4 h均已开始黏附、且增殖情况良好。分化实验中,ALP和OCN在各组支架材料分化良好。不同孔隙率支架材料组间比较,40%孔隙率的实验组对ALP分化的促进作用有明显优势。结论:CAP支架材料有良好的生物相容性和骨传导性,是一种良好的组织工程支架材料。     

PLA/PVP-GEL复合支架对MC3T3-E1细胞生物学行为的影响及成骨性能的初探

目的:探讨聚乳酸(PLA)复合明胶(GEL)与不同比例聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合改性后对成骨细胞MC3T3-E1的生物学行为及成骨性能的影响。方法:采用真空冷冻干燥法制备PLA/PVP-GEL复合支架,其中PLA/PVP质量比例确定为10∶0、8∶2、7∶3、5∶5,GEL与PLA/PVP复合体积比固定为5%。利用扫描电镜、红外光谱、接触角测量仪进行复合材料理化性能表征,并测定了复合支架的溶胀率、吸水率及孔隙率。利用CCK-8法比较各组支架的生物相容性,并通过免疫荧光染色观察MC3T3-E1在各组支架上的黏附形态及分布情况。通过碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色的定性、定量分析研究各组支架对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。结果:真空冷冻干燥法可制备出具有不规则多孔形貌的复合支架,PLA/GEL复合不同比例的PVP的支架材料亲水性均有改善(P<0.05),MC3T3-E1在各不同质量比例的复合支架上均能黏附,8∶2 PLA/PVP-GEL复合支架的细胞黏附形态及细胞增殖最佳(P<0.05)。各组PLA/PVP-GEL支架的ALP和茜素红的定性染色结果相较PLA/GEL支架...     

异种脱钙骨兔体内成骨能力的实验研究

目的制备猪脱钙骨,将兔骨髓间质干细胞与猪脱钙骨支架形成细胞-生物材料复合物,回植入兔皮下观察该材料体内成骨能力。方法梯度离心法分离兔骨髓基质干细胞,向成骨细胞方向诱导培养。将猪颅骨用氯仿丙酮及过氧化氢处理后冻干保存,钴60照射消毒待用。制备细胞-生物材料复合物后植入兔皮下,分别在4w,8w,12w取材,同期大体观察及组织学检测,切片HE染色。结果倒置相差显微镜下见细胞在材料孔隙间大量生长增殖、交叠覆盖;扫描电镜观察细胞贴附于材料表面并向孔隙内生长。组织学检测4w实验组见多数骨小梁表面有细胞被覆,有较多小血管形成。8w、12w实验组见新生骨小梁有新生骨组织形成,见成骨细胞和破骨细胞并存。结论兔骨髓间质干细胞与猪脱钙骨有良好的生物相容性,在该支架材料上细胞增殖分化并具有一定的体内成骨能力。     

新型骨替代材料-介孔生物玻璃生物相容性的实验研究

目的：通过与成骨细胞的体外复合培养，探讨新型复合生物材料-介孔生物玻璃（mesoporous bioactive glass，MBG）的生物相容性，验证其作为人工骨替代材料的可行性。方法：采用酶消化法获得SD大鼠成骨细胞．分为实验组和对照组，实验组细胞和MBG复合培养，对照组细胞单独培养。比较2组成骨细胞增殖活力和碱性磷酸酶活性，并借助扫描电镜观察MBG和成骨细胞复合情况。结果：MBG和成骨细胞复合培养后，细胞增殖活力和碱性磷酸酶活性均强于对照组；扫描电镜观察：成骨细胞接种于MBG上1d时可见到细胞附着，4d时细胞呈多角形向四周伸展，并有基质分泌。结论：MBG具有良好的生物相容性．为一种前景良好的新型骨替代材料。     

HAP-GEL支架复合成骨细胞修复兔颅骨缺损的实验研究

目的 对羟基磷灰石/凝胶纳米支架（HAP-GEL）复合成骨细胞修复兔颅骨缺损进行组织学评价。方法 将HAP-GEL新型仿生复合物与成骨细胞联合培养,制备兔颅顶骨骨缺损模型,植入HAP-GEL复合成骨细胞,空白骨缺损为阴性对照,自体颅骨为阳性对照。于术后4、8、12周,通过大体标本观察、X线或CT以及组织学观察分析骨缺损修复情况。结果 术后4、8、12周,影像学评估空白缺损均为明显透射影,HAP-GEL复合成骨细胞与自体颅骨修复均为高密度影,骨缺损中央密度接近周围正常骨组织,缺损边缘略显模糊。组织学观察,随着时间延长,材料降解且有新生骨小梁产生。结论 HAP-GEL支架复合成骨细胞在兔颅骨缺损中诱导新骨组织生成,可取得较好的修复效果。     

组织工程化人形下颌骨髁状突的实验研究

目的　评价采用组织工程技术构建人下颌骨髁状突软骨复合组织的可行性。方法　以可降解生物材料聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA) /聚乳酸 (polylacticacid ,PLA)预制人下颌骨髁状突模型 ,体外培养扩增牛骨膜成骨细胞和牛关节表面软骨。实验分 3组 :第 1组 ,模型内仅注入 1.5 %藻酸钙和 30 %氧化乙丙烯 ;第 2组 ,模型内分别注入成骨细胞和软骨细胞悬液 ,浓度为 5× 10 7/ml;第 3组 ,模型内接种成骨细胞藻酸钙悬液 ,同时在模型关节表面涂敷软骨细胞 PluronicF12 7悬液 ,浓度为 5× 10 7/ml。分别植入裸鼠皮下 ,12周后取材 ,作大体和组织学观察。结果　第 1组无骨和软骨形成 ,模型支架明显缩小 ,形态不规则 ;第 2组仅留残缺不全的组织结构 ,标本体积缩小变形 ;第 3组形态结构与原植入模型支架相同 ,组织学观察有骨和软骨组织结构 ,两者界面连接有序 ,骨组织内有大量新生骨板。结论　以人工合成生物材料预制人下颌骨髁状突支架 ,采用组织工程技术 ,可以在裸鼠体内构建具有骨软骨复合结构的正常形态的人形下颌骨髁状突 ,从而为进一步临床应用提供了理论依据     

表面经喷砂和酸蚀及羟基磷灰石涂层的TA2纯钛种植体对富血小板血浆体外骨诱导能力的影响

目的以表面经喷砂和酸蚀(SLA)及羟基磷灰石(HA)涂层双重处理的TA2纯钛种植体(HA/SLA-TA2)为支架材料,探讨其对富血小板血浆(PRP)体外诱导骨髓基质细胞(BMSCs)向成骨细胞分化能力的影响。方法PRP分别作用于常规培养的BMSCs(对照组)和与HA/SLA-TA2联合培养的BMSCs(实验组),通过扫描电镜观察BMSCs在HA/SLA-TA2表面的生长情况,并对两组细胞的增殖指数、碱性磷酸酶活性、骨钙素含量进行比较。结果实验组细胞生长状态良好,具有成骨细胞特点,其细胞增殖指数于联合培养第5天起明显高于对照组(P<0.05),碱性磷酸酶活性以及骨钙素含量分别于联合培养第9、13天起明显高于对照组(P<0.01)。结论HA/SLA-TA2是种植体表面骨组织工程较理想的支架材料,BMSCs与HA/SLA-TA2联合培养后,可增强PRP诱导其向成骨细胞分化的能力。     

Tissue-engineered composites of bone and cartilage for mandible condylar reconstruction.

PURPOSE: This study evaluated the feasibility of creating a tissue-engineered adult human mandible condyle composite of bone and cartilage. MATERIALS AND METHODS: A polymer template composed of polyglycolic acid (PGA) and polylactic acid (PIA), and formed in the shape of the human mandible condyle, was seeded with osteoblasts isolated from a bovine periosteum suspended in calcium alginate. Chondrocytes isolated from the same calf suspended in 30% pluronic were then "painted" onto the articular surface of the scaffold, and it was then implanted into subcutaneous pockets on the dorsum of athymic mice. Animals were divided into 3 groups: group I (n = 6) received a PGA/PLA scaffold saturated with hydrogels not containing cells; group II (n = 6) received scaffolds seeded with both cell types suspended in saline rather than hydrogels; and group III (n = 6) received scaffolds seeded with both cell types suspended in hydrogel composites. Constructs were harvested after 12 weeks and evaluated grossly and microscopically by using histologic stains. RESULTS: In group I, the constructs formed a small mass without evidence of new bone or cartilage. In group II, the constructs were small and irregular. Microscopically they contained scattered islands of bone and cartilage. All specimens in group III retained their original condylar shape and were quite firm. Microscopic evaluation indicated trabecular bone interfacing with hyaline cartilage on the articulating surface. CONCLUSION: These findings show that the composites of bone and cartilage can be engineered to serve as condylar substitutes. The interdigitation of bone and cartilage at their interface is similar to the normal interface of these composite tissues seen in articulating joints.     

Effect of endothelial differentiated adipose-derived stem cells on vascularity and osteogenesis in poly(D,L-lactide) scaffolds in vivo

Prevascularization of engineered bony constructs can potentially improve in vivo viability. However, the effect of endothelial cells on osteogenesis is unknown when placed in poly(D,L-lactide) (PLA) scaffolds alone. Adipose-derived stem cells (ASCs) have the ability to differentiate into both osteoblasts and endothelial cells by culture in specific media. We hypothesized that ASC-derived endothelial cells would improve vascularity with minimal contribution to bone formation when placed in scaffold alone. ASCs were successfully differentiated into endothelial cells (ASC-Endo) and osteoblasts (ASC-Osteo) using media supplemented with vascular endothelial growth factor and bone morphogenic protein 2, respectively. Tissue-engineered constructs were created with PLA matrices containing no cells (control), undifferentiated ASCs (ASCs), osteogenic-differentiated ASCs (ASC-Osteo), or endothelial differentiated ASCs (ASC-Endo), and these constructs were evaluated in critical-size Lewis rat calvarial defect model (n = 34). Eight weeks after implantation, the bone volume and microvessel population of bony constructs were evaluated by micro-computed tomography analysis and histologic staining. Bone volumes for ASCs and ASC-Osteo constructs, 0.7 and 0.91 mm(3), respectively, were statistically greater than that for ASC-Endo, 0.28 mm(3) (P < 0.05). There was no statistical difference between the PLA control (0.5 mm(3)) and ASC-Endo (0.28 mm(3)) constructs in bone formation. The percent area of microvessels within constructs was highest in the ASC-Endo group, although it did not reach statistical significance (0.065). Prevascularization of PLA scaffold with ASC-Endo cells will not increase bone formation by itself but may be used as a cell source for improving vascularization and potentially improving existing osteoblast function.     

数字化载葡萄糖酸氯己定PLA/nHA复合支架的制备及性能分析

目的:探讨负载葡萄糖酸氯己定壳聚糖纳米球(CSn-CG)3D打印多孔聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLA/nHA)支架的理化性能、细胞相容性及抗菌活性。方法:借助离子交联法,完成CSn(空白壳聚糖纳米球)与CSn-CG的制备,借助透射电镜(TEM)对纳米球形态进行观察。利用数字化设计3D打印技术,以PLA和nHA为原料,制备PLA/nHA支架。以浸泡法搭载CSn、CSn-CG,实验分为PLA/nHA组、PLA/nHA/CSn组、PLA/nHA/CSn-CG组3组。针对各组支架,通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)进行表征分析。体外释放实验评估支架的缓释性能,CCK-8法评估支架的生物相容性,琼脂扩散法检测支架的抗菌效果。采用SPSS25.0软件包对所得数据进行统计学分析。结果:CSn-CG为大小均匀的纳米球。SEM下发现,各组支架均为三维网状结构,孔径规则。体外释放结果表明,CG能够自支架内低速缓慢释放,用时30 d。CCK-8结果显示,PLA/nHA/CSn-CG组可促进小鼠前体成骨细胞(MC3T3-E1)增殖。体外抑菌实...     

Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石人工骨体外成骨细胞相容性研究

目的：探讨Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石作为人工骨支架材料在体外的成骨效能,评价其组织相容性的优劣,为临床应用提供必要的实验依据。方法：采用酶消化法获得小鼠成骨细胞后,分为空白组、实验组和对照组。空白组为小鼠成骨细胞单独培养,实验组和对照组分别为颗粒型Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石、颗粒型羟基磷灰石（HA）与小鼠成骨细胞复合培养。对比小鼠成骨细胞在3组中的生长状况、形态学特征、碱性磷酸酶活性、矿化结节形成等成骨活性指标的差异,并采用扫描电镜观察、对比Y500R人工骨与角孔珊瑚在支架三维结构、孔隙率、孔径及孔的均匀度方面的差异。结果：实验组成骨细胞在成骨活性等指标方面与空白组无显著性差异。扫描电镜下可见Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石的断面呈多孔海绵状结构,微孔呈圆形,排列规则,与天然松质骨结构十分相似。Y500R的三维多孔结构和孔隙率与角孔珊瑚相比,结构类似,在电镜下几乎分不出差异,唯孔径比角孔珊瑚略小,但大小均匀、规则。结论：Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石具有良好的细胞相容性和成骨活性,复合培养不影响成骨细胞的正常生理功能,Y500R可吸收珊瑚羟基磷灰石能够满足组织工程对支架材料的要求,可作为一种新型的骨代用品。