应用细胞片层技术构建组织工程骨

背景：传统的骨组织工程学在收获和转移细胞方面仍存在诸多不足,细胞片层技术是收获种子细胞和对种子细胞进行转移的一项新技术。目的：应用细胞片层技术与传统骨组织工程相结合的方法构建组织工程骨。方法：密度梯度离心法分离培养犬骨髓间充质干细胞,诱导其向成骨细胞分化。将诱导后的骨髓间充质干细胞接种至温度反应性培养皿中,先37℃饱和湿度培养,然后降温至20℃制备细胞片层;将犬脱钙骨基质/富血小板血浆/骨髓间充质干细胞细胞片层/骨髓间充质干细胞复合体植入犬左侧背阔肌下,术后4,8,12周,观察成骨情况。结果与结论：当温度降至20℃时,骨髓间充质干细胞从温度反应性培养皿上完全脱落,形成细胞片层,将其覆盖于犬脱钙骨基质/富血小板血浆/骨髓间充质干细胞后植入犬背阔肌下,其成骨效果明显好于不加细胞片层对照侧。说明应用细胞片层技术与传统的骨组织工程方法相结合可构建出较理想的组织工程骨。     

应用细胞片层技术构建组织工程骨

背景:传统的骨组织工程学在收获和转移细胞方面仍存在诸多不足,细胞片层技术是收获种子细胞和对种子细胞进行转移的一项新技术.目的:应用细胞片层技术与传统骨组织工程相结合的方法构建组织工程骨.方法:密度梯度离心法分离培养犬骨髓间充质干细胞,诱导其向成骨细胞分化.将诱导后的骨髓间充质干细胞接种至温度反应性培养皿中,先37 ℃饱和湿度培养,然后降温至20 ℃制备细胞片层;将犬脱钙骨基质/富血小板血浆/骨髓间充质干细胞细胞片层/骨髓间充质干细胞复合体植入犬左侧背阔肌下,术后4,8,12周,观察成骨情况.结果与结论:当温度降至20 ℃时,骨髓间充质干细胞从温度反应性培养皿上完全脱落,形成细胞片层,将其覆盖于犬脱钙骨基质/富血小板血浆/骨髓间充质干细胞后植入犬背阔肌下,其成骨效果明显好于不加细胞片层对照侧.说明应用细胞片层技术与传统的骨组织工程方法相结合可构建出较理想的组织工程骨.     

胰岛素样生长因子1基因转染骨髓基质干细胞治疗裸鼠骨缺损

背景:众多的研究已证实胰岛素样生长因子1在成骨细胞的增殖、分化、基质合成中发挥重要的调控作用,并参与调节骨改建及修复的系列过程.目的:观察人胰岛祟样生长因子1基因修饰的骨髓基质干细胞对骨损伤修复的促进作用及能否构建出具有良好生物学活性的组织工程人工骨,提高骨缺损修复质量.设计、时间及地点:对比观察,实验于2004-03/2005-05在苏州大学实验动物中心完成.材料:体外将胰岛素样生长因子1基因通过反转录病毒转入骨组织工程种子细胞骨髓基质干细胞,并与具有良好生物学活性的脱钙骨荩质材料复合.方法:BalB/C裸鼠15只制备颅骨8 mm缺损模型,随机数字表法分为3组,每组5只.胰岛素样生长因子1转染细胞组和空载体细胞组将两种不同植入物脱钙骨基质/胰岛素样生长因子1转染细胞和脱钙骨基质/空载体细胞分别植入颅骨缺损部位,空白对照仅造模,不进行任何干预造模后4周处死动物,取出颅骨进行组织学观察.主要观察指标:①反转录-聚合酶链反应检检测转染细胞胰岛素样生长因子 1 mRNA的表达.同时收集转染后细胞上清,用蛋白免疫印迹检测重组胰岛素样生长因子1的表达.②扫描电镜观察细胞/基质材料复合物共培养3,6 d后的生长情况.⑨颅骨缺损模型大体观察.④苏木精-伊红染色观察造模后4周各组颅骨缺损的修复情况.结果:①经反转录-聚合酶链反应及蛋白免疫印迹检测,胰岛素样生长因子 1基因修饰的骨髓基质干细胞中有胰岛素样生长因子1 mRNA及蛋白的表达.②扫描电镜观察转染细胞与脱钙骨基质共培养3d时胰岛素样生长因子1转染细胞组脱钙骨基质材料表面已有大量细胞黏附并向深部空隙长入:6 d时脱钙骨基质表而黏附的细胞处已分泌出大量胶原纤维:而空载体细胞组各时间点黏附细胞数和胶原纤维产生量则均较少.⑨造模后4周各组植入物周围均无明显炎症反应,胰岛素样生长因子1转染细胞组植入物与颅骨缺损结合紧密:而空载体细胞组植入物可推动:空的对照组骨缺损处无新骨形成.④苏木精-伊红染色可见胰岛素样生长因子1转染细胞组植入物与颅骨缺损结合紧密,骨折缺损区有新骨及血管形成:空载体细胞组骨缺损区新骨形成较少:空白对照组缺损末见修复.结论:胰岛素样生长因子1转染的骨髓基质干细胞/脱钙骨基质复合物具有较好的骨缺损修复功能.     

生物材料与软骨组织工程：本刊中文部

5同种异体脱钙骨基质复合自体骨髓基质干细胞修复兔关节软骨缺损 推荐理由：课题前期研究观察到不同脱钙时间对骨髓基质干细胞的增殖产生影响,其中脱钙6h的脱钙骨基质具有最好的细胞相容性,故实验采用脱钙6h的脱钙骨基质作为支架材料,复合骨髓基质干细胞移植修复关节软骨缺损,结果显示修复全层关节软骨缺损的效果良好。     

复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆煅烧骨在大鼠下颌骨缺损修复中的应用

背景:用于修复骨缺损的方法有直接植入、复合细胞植入以及加入生长因子植入.近年来,复合细胞植入和加入生长因子植入的研究受到比较广泛的关注.目的:观察复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨修复颌骨缺损的作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-04在青岛大学医学院附属医院中心实验宦及口腔研究室完成.材料:取成年牛长骨骨骺端,经脱脂、脱蛋白、煅烧处理后制得煅烧骨.将第3代的骨髓间充质干细胞悬液加到煅烧骨上制备煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.将富血小板血浆因子滴加到将要植入的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体上,制得含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.方法:用牙钻在Wistar大鼠左侧下颌骨下缘备出1.0 cm×0.8 cm大小缺损,将30只大鼠随机分为3组,每组10只.对照组:将煅烧骨直接植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞组:将煅烧骨＞骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组:将含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.主要观察指标:观察各组煅烧骨在4,8,12周的成骨情况.结果:复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组煅烧骨在4,8,12周3个时间点的成骨情况明显优于对照组煅烧骨及复合骨髓间充质干细胞组煅烧骨(P＜0.01),,对照组和复合骨髓间充质干细胞组之间的成骨情况差异无显著性意义(P＞0.05).结论:复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨可以促进下颌骨缺损修复,增加血管化与骨化.     

骨形态发生蛋白2、血管内皮生长因子165双基因转染小鼠骨髓基质干细胞的体内诱导成骨

目的：观察骨形态发生蛋白2、血管内皮生长因子。双基因转染的小鼠骨髓基质干细胞是否具有异位诱导成骨能力。方法：脂质体介导下将pIRES-BMP2-VEGF165导入小鼠骨髓基质干细胞，用RT-PCR和免疫组织化学法观察骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子165双基因在小鼠骨髓基质干细胞内的表达：将转染双基因的小鼠骨髓基质干细胞植入裸鼠大腿后群肌袋内，4周后用影像学和组织学方法观察体内诱导成骨效果。结果：转染pIRES-BMP2-VEGF165的小鼠骨髓基质干细胞扩增出1．2kb及590bp两条带，胞浆中有棕黄色颗粒阳性信号。该细胞植入裸鼠大腿后群肌袋4周后有大量异位骨形成。结论：转染骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子165双基因的小鼠骨髓基质干细胞具有较强诱导异位成骨能力。     

完全脱钙骨基质与骨髓间充质干细胞体外诱导构建组织工程纤维软骨

背景：含有骨形态发生蛋白的完全脱钙骨基质可使骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化并维持其软骨细胞的特性,在软骨发生过程中发挥重要作用。目的：将骨髓间充质干细胞与完全脱钙骨基质在体外诱导培养成纤维软骨组织以及观察培养体系与支架材料对细胞凋亡的影响。方法：采用全骨髓培养法分离培养猪骨髓间充质干细胞,取第1代骨髓间充质干细胞均匀接种到完全脱钙骨基质上,以含有转化生长因子β1、胰岛素样生长因子、地塞米松、抗坏血酸及体积分数10%FBS的高糖DMEM诱导培养液培养作为实验组,将单层诱导培养、单层基础培养的骨髓间充质干细胞、空白完全脱钙骨基质作为对照,于培养第1,2,3,4周进行大体形态观察以及Ⅰ、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖的RT-PCR定性检测;培养4周进行细胞凋亡检测。结果与结论：实验组可检测到Ⅰ型胶原的持续表达,Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖表达逐渐增加。单层诱导培养组可检测到Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖的表达及Ⅰ型胶原的持续表达,但表达量远低于实验组;实验组细胞凋亡率高于单层诱导培养组、单层基础培养组。说明转化生长因子β1、胰岛素样生长因子1体外诱导培养的骨髓间充质干细胞-完全脱钙骨基质可以表达特异性软骨基质,三维环境培养细胞外基质的表达量明显高于单层诱导培养;静态培养系统对三维培养的细胞凋亡有影响。     

关节腔环境诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中干细胞向软骨细胞表型的分化

目的：探讨正常关节腔环境对骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体的诱导作用，分析正常关节腔能否诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化。 方法：实验于2004-01／10在解放军第四军医大学组织工程中心实验室完成。磷酸三钙多孔陶瓷材料由法国地中海大学研制并提供，平均孔径为100～300μm，孔隙率为52％。选取中国美利奴绵羊12只，均从髂骨抽取骨髓10mL，分离培养骨髓基质干细胞，然后以10μL^-1细胞密度接种2mm&;#215;2mm&;#215;2mm磷酸三钙多孔陶瓷材料，体外培养24h后移植到自体绵羊膝关节腔。分别在复合体移植后4周和8周取材，6只／次，常规制备石蜡切片，分别进行甲苯胺蓝染色、苏木精-亮绿-番红花-“O”染色、免疫组化染色，镜下观察阳性染色分布和强度。 结果：实验选取中国美利奴绵羊12只，全部进入结果分析。①术后骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体大体观察结果：复合体移植后4周从关节腔中取出的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体为白色，质地较硬；8周时取出，复合体为白色半透明，质地比较有弹性，形似软骨。②骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体软骨基质特染梁观察结果；甲苯胺蓝染色发现，植入关节腔的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体有明显阳性染色，表明有糖蛋白基质形成。番红-囊亮绿色发现，关节腔骨基质干细胞-磷酸三钙复合体有砖红色异染，在小孔内璧有明显软骨形成。Ⅱ型胶原免疫组化染色发现，复合体移植后4周标本有Ⅱ型胶原阳性表达，8周时表达增强，但骨钙素免疫组化染色没有发现阳性反应。 结论：正常关节腔环境能够诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中的干细胞发生软骨细胞表型分化．表现出软骨基质特染强阳性。     

兔骨髓基质干细胞在不同脱钙程度骨基质材料上的增殖

背景:脱钙骨基质具有天然网状孔隙结构,有较好的可塑性和生物相容性,但目前报道对制备脱钙骨基质所用的脱钙时间各异.目的:比较不同脱钙时间的脱钙骨基质对兔骨髓基质干细胞增殖的影响,为组织工程软骨筛选最佳支架材料.方法:取兔髂骨制成条块状,经反复脱脂后,分别脱钙处理6,12,24 h,乙醇浸泡2 d制得脱钙骨基质,置于24孔培养板中.取浓度为5×10~9L~(-1)的第3代兔骨髓基质干细胞悬液40 μL,接种于上述培养板不同脱钙时间的预湿材料上.扫描电镜下观察脱钙骨基质形态及其孔隙率、孔径,MTT法测定骨髓基质干细胞在脱钙骨基质上的增殖情况,扫描电镜下观察骨髓基质干细胞在脱钙骨基质上的黏附情况.结果与结论:脱钙骨基质呈天然的高密度孔隙网架结构,骨小梁、小梁间隙和骨内管腔系统同时存在,脱钙6,12,24 h的脱钙骨基质其孔隙率、孔径大小无明显差异(P>0.05).与脱钙12,24 h的脱钙骨基质比较,骨髓基质干细胞与脱钙6 h的脱钙骨基质复合更为紧密,细胞相容性最好.扫描电镜下,脱钙6 h的脱钙骨基质上生长的骨髓基质干细胞培养8 d后增殖稳定,适合移植,且细胞数量明显多于脱钙12,24 h的脱钙骨基质(P<0.01).     

犬同种异体脱钙骨基质复合细胞片层的体外培养与观察(英文)

背景:如何构建具有类似天然骨结构组织工程骨的问题是组织工程学发展的一个难题.细胞片层技术的出现,为其提供了新的途径.目的:观察细胞片层与脱钙骨基质的生物相容性及其在脱钙骨基质上的生长情况.设计、时间及地点:体外观察性实验,于2009-06/2009-09在青岛大学医学院附属医院中心实验室完成.材料:利用温度感应培养基制备犬骨髓基质细胞片层;脱脂、脱钙、脱非胶原蛋白方法制备犬脱钙骨基质.方法:将温度感应技术制备刮取的细胞片层铺盖于脱钙骨基质表面,用含体积分数为10%胎牛血清及成骨诱导剂的DMEM培养液浸没培养.主要观察指标:扫描电镜下观察脱钙骨基质的结构及细胞片层在脱钙骨基质上的附着、生长情况.计算脱钙骨基质孔隙率和孔径大小.结果:扫描电镜下观察可见脱钙骨基质呈三维立体网孔结构.材料孔隙率约为.75%.平均孔隙直径为(250.11±98.89)μm,成正态性分布.扫描电镜下观察细胞片层在脱钙骨基质上的附着、生长状况良好,增殖迅速.结论:细胞片层与脱钙骨基质有较好的生物相容性,脱钙骨基质/细胞片层复合体能够应用于组织工程骨,为构建类似骨结构组织工程骨起到促进作用.     

聚乳酸/聚己内酯生物可降解人工骨复合骨形态发生蛋白2基因转染骨髓基质干细胞修复骨缺损的血管化过程

学术背景:组织工程骨植入体内后,再血管化是关系其能否充分发挥成骨作用,有效修复骨缺损的关键环节.目的:评价经骨形成蛋白2基因修饰的骨髓间充质干细胞复合聚乳酸/聚己内酯人工骨修复兔桡骨缺损的血管化过程,观察骨形成蛋白2基因对促进移植骨血管化的影响.设计:随机对照动物实验.单位:实验于2005-01/12在中国医科大学中心实验室完成.材料:聚乳酸/聚己内酯生物可降解材料块由中国科学院长春应用化学研究所提供,孔隙直径150～250 μm,孔隙率90%以上;实验动物为3月龄新西兰大耳白兔60只.方法:60只新西兰大耳白兔双侧桡骨中段制成1.5cm骨缺损模型,随机分为4组,每组15只(30侧),植入经不同处理的人工骨.①AD-BMP-2组:转染骨形成蛋白2基因的细胞 聚乳酸/聚己内酯.②对照基因组:转染β-半乳糖酐酶基因的细胞 聚乳酸/聚己内酯.③未转染组:未转染细胞 聚乳酸/聚己内酯.④单纯聚乳酸/聚己内酯组:植入单纯聚乳酸/聚己内酯支架.主要观察指标:于术后4,8和12周行X射线片观察新骨形成情况,立体显微镜观察微血管分布,苏木精-伊红染色观察微血管与骨形成关系,透射电镜观察成骨细胞和血管内皮细胞间的联系,并行血管内皮生长因子表达检测及微血管计数.结果:①AD-BMP-2组术后4周时见移植骨内片状成骨影,有较多新生血管长入,支架孔隙内充满软骨痂,功能活跃的成骨细胞围绕微血管生长,血管内皮生长因子表达及微血管数均明显高于其他各组;术后8周时移植骨内成骨逐渐增多,微血管迂曲扩张并相互连接,软骨痂转变为小梁骨;术后12周时皮质骨连续,髓腔再通,微血管呈规则地纵向排列.②对照基因组和未转染组成骨能力较弱,血管再生缓慢,12周时骨缺损得到初步修复,微血管沿新生骨小梁孔隙分布.③单纯聚乳酸/聚己内酯组各时间点新生血管少见,术后12周时骨端硬化,缺损区被纤维组织填充.结论:骨形成蛋白2基因转染可通过上调血管内皮生长因子表达,间接诱导移植骨血管化,促进种子细胞的成活,加速新骨形成.     

脱细胞支架复合兔骨髓间充质干细胞构建组织工程血管

背景:目前临床使用的小口径(<6 mm)人工血管因生物相容性差、远期通畅率低,效果并不理想.因此,学术界一直致力于寻找具有正常血管生物学功能的血管代用品,组织工程血管的构建与功能研究已成为目前热门研究课题.目的:将兔骨髓间充质干细胞与脱细-胞血管支架动态复合培养体外构建组织工程血管,通过体内移植实验,探讨该组织工程血管的组织相容性及通畅率.设计、时间及地点:随机对照实验,细胞学、组织病理学观察,于2006-01/2008-06在南京大学医学院附属鼓楼医院实验室完成.材料:通过去污剂-酶消化法制备兔腹主动脉脱细胞支架;采用密度梯度离心法结合贴壁分离培养法,分离扩增兔骨髓间充质干细胞,将扩增后的干细胞静态种植于脱细胞支架后置于生物反应器中动态培养构建组织工程血管.方法:60只兔随机均分为3组,剪取一段腹主动脉长约1.0 cm,再将移植血管以8/0聚丙烯线间断外翻吻合到腹主动脉上.组织工程血管组:受体为对应抽取骨髓干细胞的实验兔,以组织工程血管为移植血管;脱细胞血管支架组:以脱细胞处理的同种异体腹主动脉为移植血管;同种异体血管组:以同种异体新鲜腹主动脉作为移植血管.主要观察指标:对培养的骨髓间充质干细胞进行免疫组化鉴定;血管移植后3个月行数字减影血管造影、病理切片、扫描电镜等观察移植效果.结果:兔骨髓间充质干细胞在体外培养8 d后形成漩涡状排列,免疫组化结果符合间充质干细胞表型特征:将间充质干细胞与脱细胞支架置于生物反应器培养12 d后,种子细胞在血管腔内黏附生长;血管移植3个月后,组织工程血管组、脱细胞血管支架组通畅率分别为90%,80%,均优于同种异体血管组(25%).移植3个月后苏木精一伊红染色及扫描电镜结果显示,组织工程血管组形成清晰的内、中、外膜3层结构,形态接近正常动脉,内皮细胞覆盖完整;脱细胞血管支架组血管内表面内皮细胞覆盖不完整,伴有附擘血栓形成,内膜轻度增生,伴炎性细胞浸润:同种异体血管组内膜极度增厚、坏死,管腔明显狭窄,伴不同程度的血栓机化.结论:将兔骨髓间充质干细胞复合脱细胞血管支架上,可获得一种具有良好生物相容性和通畅率的生物人工血管.     

快速浓集自体脂肪干细胞促进移植异体骨早期血管化

背景:目前可满足骨修复的组织工程骨的快速构建方法尚不成熟,植入物早期血管化仍是研究热点。目的:将快速浓集自体脂肪干细胞直接置于植骨周围,通过正电子发射型计算机断层显像/CT直观观察其对植入异体骨的早期血管化影响,从而探索一种可用于临床的快速组织工程骨构建方法。方法:将45只雄性新西兰大白兔随机等分为异体骨组、复合组和自体骨组,分别在腰5,6横突间植入同种异体髂骨条、同种异体髂骨条复合快速浓集自体脂肪干细胞和自体髂骨条,各组于植入后1,3,5周注射18F-NaF,通过正电子发射型计算机断层显像/CT对各组动物进行扫描显像,对比各组植骨区标准摄取值。结果与结论:异体骨兔植骨区中段放射性分布低,血供及代谢未见明显改善,而复合快速浓集自体脂肪干细胞组植骨区18F-NaF的标准摄取值均不同程度地高于异体骨组(P<0.05),提示快速浓集自体脂肪干细胞可促进植入骨的早期血管化,有效改善植骨区的血供和代谢,为临床快速构建组织工程骨提供了一种新思路。     

重组人类骨形态蛋白2复合自固化磷酸钙材料在体内的血管化

背景:深筋膜瓣促进组织工程骨血管化是一种成熟的技术,但动物种属不同、植入材料不同均会使血管化的结果产生较大的差异。目的:比较复合重组人类骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工骨和单纯的自固化磷酸钙人工骨在比格犬带蒂筋膜瓣内的血管再生能力。方法:分别将复合重组人骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工骨和单纯的自固化磷酸钙人工骨包裹于12只成年比格犬腰背部两侧带蒂深筋膜瓣中,于术后第2,4,8,16周各随机选取3只动物摘取血管化标本,进行大体观察、苏木精-伊红染色、Masson染色及血管内皮细胞Ⅷ因子相关抗原(ⅧRAg)免疫组织化学染色观察比较新血管的生成情况。结果与结论:在材料植入后4周、8周和16周,两组均发现带蒂筋膜与植入材料接触区出现明显血管化,并随时间延长,向材料内部延伸;实验组相对血管面积百分比和阳性染色的面密度值在2,4,8,16周时均高于对照组。结果显示两种人工骨在筋膜内均有一定的血管化能力,但复合重组人骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工松质骨在体内的血管化较单纯自固化磷酸钙人工松质骨更为明显。     

骨髓间充质干细胞定向诱导移植修复关节软骨

背景:骨髓间充质干细胞在不同诱导条件下具有向中胚层组织细胞如成骨细胞、成软骨细胞、肌细胞、脂肪细胞等分化的能力.目的:验证用组织工程方法诱导分化骨髓间充质干细胞修复兔关节软骨损伤的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-05-03/2007-12-30在沈阳医学院临床中心实验室完成.材料:20只两三月龄的健康新西兰白兔,雌雄不限.方法:①诱导分化体外培养的兔骨髓间充质干细胞.实验组加入地塞米松、碱性成纤维细胞生长因子、维生素C培养1周,再将转化生长因子β替换碱性成纤维细胞生长因子培养3周;以不加诱导剂细胞做对照.②取20只兔.建立膝关节软骨缺损模型,随机分为3组.实验组10只膝关节内植入经诱导的骨髓间充质干细胞;对照组植入未经诱导的骨髓间充质干细胞:空白对照组植入生理盐水.分别于术后2,4,6,8周时处死实验组处死2只,对照组和空白对照组各处死1只进行各项指标检测.主要观察指标:①细胞形态学.②碱性磷酸酶活性的测定.③大体标本观察.④X射线观察.⑤组织切片观察.结果:①经诱导的骨髓间充质干细胞,细胞形态发生明显变化,逐渐由长梭形变为多角形,类似于软骨细胞样形态.②骨髓间充质干细胞经诱导4周后,其碱性磷酸酶活性明显增强(P＜0.05).③术后8周,实验组标本修复组织表面光滑,与周围软骨间界限模糊不清:X射线表现为关节间隙变宽,软骨下骨质囊变得到改善:组织切片观察显示与正常软骨细胞基本上一致.结论:自体间充质干细胞移植可修复关节软骨损伤.     

纳米晶胶原基骨修复材料与兔骨髓间充质干细胞体外复合培养

背景:纳米晶羟基磷灰石胶原基骨修复材料具有与天然骨成分接近,结构和形貌图谱分析与天然骨相似,生物相容性好等特点,且材料多孔,孔径较大、孔隙率及孔隙交通率高,符合作为骨组织工程支架材料的要求.目的:观察兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养的结合程度.设计、时间及地点:体外观察实验,于2006-03/09在江苏大学医学院细胞实验室完成.材料:健康雄性新西兰大白兔1只,1月龄.纳米晶胶原基骨修复材料由清华大学材料系提供.方法:体外分离培养、纯化兔骨髓间充质干细胞,取第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养.主要观察指标:①兔骨髓间充质干细胞生长形态及生长曲线.②复合培养5,10 d后扫描电镜观察二者复合程度.③复合培养5,10 d时纳米晶胶原基骨修复材料上结合的细胞数量.结果:兔骨髓间充质干细胞贴壁生长,增殖速度快,生长曲线符合Logistic生长曲线,兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养,在第5,10天进行扫描电镜观察,发现10 d时黏附于纳米晶胶原基骨上的骨髓间充质干细胞数明显高于5 d时黏附的细胞数,差异有显著性意义(P<0.01).结论:兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养结合程度较高.     

血管化可注射性纳米组织工程骨对骨再生血管形成的影响

目的将血管化可注射性纳米组织工程骨注入骨延长区,观察血管形成及骨再生的情况,揭示组织工程骨再血管化和成骨的关系。方法以可注射性纳米羟基磷灰石胶原（NHAC）／藻酸盐水凝胶为载体,复合成骨细胞和血管内皮细胞构建血管化可注射性纳米组织工程骨,将其注入肢体延长动物模型骨延长区,以空白对照组、注射单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料组为对照,通过组织学切片、毛细血管计数、骨小梁百分比面积测定,观察血管化及骨生成情况。结果毛细血管计数显示第3周：A组4．8±9．1,B组7．4±9．2,C组10．7±8．5;第6周：A组15．1±7．2,B组19．3±15．8,C组31．5±18．2,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,c组血管计数值最高,血管化明显优于其他组。骨小梁百分比面积测定显示第3周：A组4．52±7．31,B组10．20±9．65,C组21．33±16．4;第6周：A组22．56±8．76,B组41．95±16．27,C组58．36±11．39,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,数值由高到低顺序排列为：C组〉B组〉A组,C组骨小梁百分比面积最大。结论血管化可注射性纳米组织工程骨应用于牵拉成骨,可促进骨延长区血管化及骨生成,优于单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料。     

血管化组织工程骨修复山羊胫骨骨缺损的实验

背景:组织工程骨修复大型哺乳动物大范围的骨缺损,如何促进组织工程骨的体内再血管化进程是核心问题。在临床工作中,常采用带蒂筋膜技术促进植入物的再血管化。目的:观察带蒂深筋膜瓣促组织工程骨修复羊胫骨骨缺损及其再血管化的能力。设计:随机对照动物实验。单位:南方医科大学南方医院创伤骨科。材料:36只中国青山羊,体质量14.5～15.5kg,雌雄不限。方法:实验于1999-12/2003-12在原解放军第一军医大学南方医院创伤骨科完成。36只中国青山羊制作单侧胫骨中段20mm骨与骨膜缺损,钢板内固定,随机分4组:空白组、单纯材料组(珊瑚羟基磷灰石)、组织工程骨组(单纯珊瑚羟基磷灰石复合经诱导分化的骨髓基质细胞)、筋膜瓣组(带蒂深筋膜包裹组织工程骨)。术后2,4,8周行放射性核素骨显像检查;4,8,12周放射学及组织学检查、12周生物力学检查评价各组成骨及再血管化情况。主要观察指标:各组动物骨缺损区大体观察、X射线、放射性核素骨扫描、生物力学及组织学观察结果。结果:36只羊均进入结果分析。①各组动物骨缺损修复标本大体形态观察:术后空白组在各个时间点均无骨组织形成。单纯材料组8～12周时,材料表面未见明显骨质形成和骨痂形成。组织工程骨组骨8～12周骨缺损渐被充填,材料表面可见有较多骨痂突出并向中央集中,并基本包裹材料。筋膜瓣组骨其成骨过程明显优于组织工程骨组。②各组动物发射型断层扫描仪检查结果:筋膜瓣组2～8周间肉眼可明显分辨出术侧感兴趣区的放射性浓度呈明显上升趋势,组织工程骨组呈现与筋膜瓣组类似的变化趋势,但其感兴趣区计数及T/NT比值均较相应的筋膜瓣组低。单纯材料组的递增趋势亦较组织工程骨组低。③各组动物放射学检查结果:通过吸光度比值的测量按成骨量大小形成的顺序依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组[12周分别为(4.180±0.192),(3.480±0.453),(2.959±0.682)]。④各组动物生物力学检测结果:筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组组间载荷、弯曲应力差异显著[载荷依次为(758.333±88.754),(530.214±65.297),(359.667±60.715)N;弯曲应力依次为(13.937±2.199),(10.123±1.243),(6.223±0.945)N/mm2]。⑤各组动物组织学结果:空白组术后各时间点切片显示无骨组织。其余3组随时间增长,成骨范围和质量依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组。结论:筋膜瓣通过促进组织工程骨体内再血管化的速度,促进其体内成骨速度及修复骨缺损的能力。     

Stem Cell–based Therapy for Prevention of Delayed Fracture Union: A Randomized and Prospective Preliminary Study

Distal tibial fractures tend towards delayed- or nonunion. The purpose of this study was to evaluate the safety and efficacy of early minimally invasive intervention (MII) in the treatment of these fractures. A total 24 consecutive patients who underwent operative treatment for distal tibial fractures were randomized into a control and an intervention group. MII entailed aspirating iliac crest bone marrow and peripheral blood, yielding mesenchymal stem cells (MSCs) and platelet-rich plasma (PRP) respectively, that were mixed with demineralized bone matrix (DBM) and injected under fluoroscopic control into the fracture site. No complications occurred in either group. The median time to union was 1.5 months in the MII group and 3 months in the control group. MII was found to be a safe and efficient procedure.