TGF-β1诱导分化的兔BMSCs复合左旋聚乳酸\β-磷酸三钙多孔支架材料体外研究实验

目的 研究体外培养rBMSCs经TGF-β1诱导分化的软骨细胞复合左旋聚乳酸\β-磷酸三钙(PLLA\β-TCP)多孔支架材料体外构建仿生人工软骨. 方法 低温挤出成形法制备成PLLA\β-TCP复合多孔支架材料,体外分离、培养rBMSCs至第3代,利用含有TGF-β1特殊诱导系统诱导其向软骨细胞分化,诱导14d后用甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组化进行鉴定后与PLLA\β-TCP多孔支架材料体外复合培养,并取第7、14、21d细胞复合材料进行电镜扫描观察细胞贴附、生长、增殖状况,同时消化收集贴附支架第7、14、21d的细胞,行RT-PCR检测分化软骨细胞相关基因aggrecan、Co12A1在mRNA水平的表达,Western-bolt检测Ⅱ型胶原蛋白的分泌情况.结果 rBMSCs经诱导后向软骨细胞分化,甲苯胺蓝染色见分化软骨细胞分泌糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG),Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性;电镜扫描见分化细胞在支架材料分布均匀,黏附良好;RT-PCR及Westem-bolt检测示7、14、21daggrecan、Co12A1在mRNA水平、Ⅱ型胶原蛋白均有不同程度表达. 结论 利用含有TGF-β1特殊诱导系统诱导rBMSCs分化的软骨细胞复合到PLLA\β-TCP多孔支架材料上,细胞生长良好,并能正常分泌软骨细胞特异细胞外基质,体外成功构建了组织工程软骨.     

多孔HA/PU复合支架材料生物相容性的评估

进行了三维多孔立体结构的纳米羟基磷灰石/聚氨酯(HA/PU)复合支架材料体外细胞培养和体内肌肉埋植实验研究,评估材料的生物相容性。实验选用SD大鼠的骨髓基质干细胞(BMSCs)和健康的SD雌性大鼠,进行细胞相容性、形态学观察和组织学切片分析。HA/PU支架材料的多孔性为细胞的生长提供了良好的微环境,细胞在内部贴壁爬行、增殖并分化,细胞毒性为零级,材料与周围组织有良好的结合,降解的空间有结缔组织纤维长入。实验表明,HA/PU复合支架材料具有良好的细胞亲和性和组织学相容性,可作为一类新型组织工程支架材料。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景：观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。 目的：观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。 方法：取新生24 h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9 d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。 结果与结论：纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上骨髓间充质干细胞的增殖与分化

背景:最近胶原蛋白作为细胞体外三维立体支架材料被大量用于组织工程,但胶原蛋白支架材料机械强度低,很难承受较大外力,为此将胶原蛋白与羟基磷灰石制成复合支架材料,探索复合支架的生物相容性和生物活性。目的:验证大鼠骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的增殖与分化情况。方法:贴壁法分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别在平板、胶原支架、羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上,观察3种条件下细胞的生长状况,四甲基偶氮唑盐法检测其增殖情况。培养14,21d后,考察细胞碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量。结果与结论:发现骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上铺展良好,其增殖率显著高于纯胶原蛋白支架上培养的细胞,并高于平板培养细胞。骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量明显高于纯胶原蛋白支架,高于平板培养。结果提示,羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料能促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,并诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。     

重组骨脱细胞细外基复合Wistar大鼠成骨细胞体外培养的形态学观察

目的新型重组骨脱细胞细胞外基质(REAECM)的制备及其细胞相容性的初步检测,为骨组织工程寻找一种新型的细胞外支架提供实验依据。方法应用体外细胞培养技术,对鼠成骨细胞和REAECM体外进行联合培养1-4周,通过相差显微镜、光镜、电镜观察细胞在材料中的生长情况。结果成骨细胞可以在REAECM上发生良好的黏附、增殖,并且可以长入REAECM的孔隙内。结论REAECM可作为构建组织工程骨的一种较好的支架材料,具有网状孔隙结构;在体外和成骨细胞复合培养时表现出良好的细胞相容性,可以作为一种天然的骨组织替代材料。     

胶原-壳聚糖支架材料与间充质干细胞的组织相容性

背景：近年来一些研究发现胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料可作为神经组织工程的支架材料,但相关细胞相容性研究较少。 目的：观察兔骨髓间充质干细胞在胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料表面生长及分化情况。 方法：分离培养兔骨髓间充质干细胞,无血清培养液培养,流式细胞仪检查细胞表型;然后,将其接种到凝胶支架材料表面(实验组)及多聚赖氨酸包被的盖玻片表面(对照组),神经诱导培养基内培养,倒置相差显微镜观察干细胞的生长及分化情况。 结果与结论：细胞表型为CD29⁺、CD44⁺、CD166⁺。倒置相差显微镜观察：实验组中,接种的骨髓间充质干细胞生长良好,7 d后可见有突起神经细胞,细胞生长情况与对照组未见有明显差别。证实胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料对骨髓间充质干细胞有良好细胞相容性。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性**

背景：大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性。 目的：探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性。 方法：将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性。 结果与结论：经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P < 0.05)。扫描电镜观察发现细胞接种48 h后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃。说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性。     

三维多孔支架材料PLLA/n-HA的体外生物相容性研究

目的：研究三维多孔支架材料聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)的体外生物相容性,探讨其作为细胞培养材料和骨组织工程支架的可行性。方法将大鼠成骨细胞接种于PLLA/n-HA复合支架上,体外共同培养后,CCK-8法检测大鼠成骨细胞增殖活性,荧光倒置显微镜、扫描电子显微镜下观察PLLA/n-HA复合支架材料表面和孔隙内细胞粘附情况。结果 CCK-8法检测显示实验组复合支架材料上细胞的增殖与空白对照组的差异无统计学意义（P>0.05）;电镜观察到细胞在复合支架材料表面和孔隙内大量黏附、生长,并且随着共培养时间的增加,材料表面的细胞数量呈几何级增长。结论三维多孔支架材料PLLA/n-HA的生物相容性较好,可望成为一种性能良好的骨组织工程支架材料。     

胶原复合梯度磷酸三钙负载软骨细胞的体外培养

目的 观察新型三维支架材料胶原复合梯度磷酸三钙在体外与软骨细胞的相容性和黏附性,评价其作为软骨组织工程支架的可行性.方法 取8周龄新两兰大白兔膝关节软骨,以酶消化法获得高纯度软骨细胞,培养3代后与三维支架材料胶原复合梯度磷酸三钙在体外复合培养.用倒置相差显微镜、HE染色、免疫组织化学及扫描电镜观察软骨细胞形态、Ⅱ型胶原表达及成软骨能力,同时观察支架材料与软骨细胞的相容性.结果 扫描电镜观察显示支架材料具有疏松多孔结构,孔隙结构规则,孔径100～150 μm,材料内部孔与孔之间贯通良好.支架亲水性好.软骨细胞吸附于支架表面,增殖并逐渐顺孔隙迁徙至支架内部,在孔壁贴附良好,表型维持稳定,可分泌细胞外基质.结论 胶原复合梯度磷酸三钙三维支架具有良好的细胞相容性.     

聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙复合支架材料的细胞相容性

背景:实践证明,有机和无机材料单独应用都不是理想的支架材料。聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性,聚乳酸类复合材料将成为21世纪最重要的生物复合材料之一。目的:观察复合支架材料聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙对成骨细胞黏附、增殖、分化的影响。方法:取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养。通过倒置相差显微镜、苏木精-伊红染色、碱性磷酸酶染色、钙结节茜素红染色对获得的细胞进行生物学特性的观察与鉴定。然后将第3代细胞与聚乳酸/壳聚糖纤维、聚乳酸-壳聚糖纤维/硅酸钙、聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙三种支架材料体外复合培养。培养3,6,9d后,采用倒置相差显微镜观察材料周边的细胞形态,通过碱性磷酸酶活性测定法和MTT法观察3种支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论:三种材料均有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,而聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙复合支架材料较聚乳酸/壳聚糖纤维、聚乳酸-壳聚糖纤维/硅酸钙支架材料促进成骨细胞的分化增殖效果更好,证实其生物相容性好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

富血小板血浆凝胶对家兔骨髓间充质干细胞增殖与成骨活性的影响

背景：富血小板血浆含有多种骨组织修复有关的生长刺激因子,并且在凝聚后可以形成纤维蛋白网络支架利于细胞的黏附而促进骨组织再生。 目的：体外评价家兔骨髓间充质干细胞在富血小板血浆凝胶中的增殖与成骨活性。 方法：分离培养5 d龄新生大耳白兔骨髓间充质干细胞;提取成年大耳白兔外周静脉血的富血小板血浆。设置富血小板血浆复合骨髓间充质干细胞(复合细胞组)、复合α-MEM培养液组及单纯骨髓间充质干细胞组进行观察。 结果与结论：各组间的乳酸脱氢酶活性比较差异有显著性意义(P < 0.05),复合细胞组骨髓间充质干细胞增殖明显优于其他组,其凝胶完整、均匀、半透明,细胞不规则多角形散在分布,有较多长突触伸展在凝胶中,在凝胶中散在分布黄绿色荧光亮点和结节,显示有钙化结节形成。数量和大小第3周比第2周稍有增多和增大,而与α-MEM培养液复合未见荧光显色。说明在富血小板血浆凝胶复合骨髓间充质干细胞后,明显促进了骨髓间充质干细胞的增殖与成骨活性。     

可塑性纳米-羟基磷灰石/聚β-羟基丁酸与戊酸酯-聚乙二醇-庆大霉素药物释放系统的生物相容性及安全性

BACKGROUND: Gentamicin bead chain is an effective drug delivery system for treatment of osteomyelitis, but it cannot be degraded, need to be removed by second operation, and can breed pathogens. As a result, biodegradable drug delivery systems become a hotspot. Nano- hydroxyapatite/poly(β-hydroxybutyrate-co-β-hydroxyvalerate)-polyethylene glycol-gentamicin (nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS) is considered to be a good choice for the current predicament. OBJECTIVE: To evaluate the acute or chronic toxic reactions of the whole body and local tissues, intracutaneous stimulation, cytotoxicity and hemolytic reactions after bone remodeling and implantation of nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS, thus providing a new kind of material for treating osteomyelitis. METHODS: Plastic nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS was prepared using plastic fibrin glue as microsphere scaffold and nano-HA as the core carrier of GM that was coated with PHBV and PEG. The acute, subacute/chronic toxicity, implantation, hemolysis, cytotoxicity and intracutaneous stimulation tests were performed according to the evaluated criteria of medical implanted materials as well as biological and animal trials recommended in GB/T16886.1-1997. RESULTS AND CONCLUSION: The plastic nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS was nontoxic and caused no apparent changes in liver and kidney function and serum biochemical indexes. Pathological examination showed that the implanted material was covered with tissues, and inflammation changes accorded with the general regularity of inflammatory outcomes. After implantation, the nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS was biodegraded and replaced by osseous tissues. The hemolytic rate of the material extract to the composite diffusion solution was 1.2%, which was below the standard criteria (5%). Human bone marrow cells cultured in vitro with the plastic nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS grew normally with good morphology. There was no stimulation reaction according to the criteria after the diffusion solution was subcutaneously injected into the back of the animal. These findings indicate that the plastic nano-HA/PHBV-PEG-GM-DDS for treating osteomyelitis possesses excellent biocompatibility and security.      

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸支架材料对人成骨细胞早期附着影响的实验研究

目的以人成骨细胞（MG-63细胞）复合纳米羟基磷灰石／胶原／聚乳酸[nano-hydroxyapatite/collagen/poly（L-lactic）acid，nHAC／PLA]支架材料进行体外培养，观察其早期附着生长情况。方法将MG-63细胞在nHAC／PLA支架材料上培养，通过倒置显微镜观察、HE染色、ALP染色、细胞增殖指数测定等方法对细胞在nHAC／PLA支架材料上的早期附着情况进行研究。结果细胞在nHAC／PLA上生长良好；ALP染色阳性度高，细胞增殖指数比空白对照组有显著提高。结论nHAC／PLA支架有利于MG-63细胞的早期黏附、生长，可以用作骨组织工程的支架材料。     

Fabrication and characterization of novel nano- and micro-HA/PCL composite scaffolds using a modified rapid prototyping process

Novel three-dimensional scaffolds consisting of nano- and microsized hydroxyapatite (HA)/poly(epsilon-caprolactone) (PCL) composite were fabricated using a modified rapid-prototyping (RP) technique for bone tissue engineering applications. The size of the nano-HA ranged from 20 to 90 nm, whereas that of the micro-HA ranged from 20 to 80 microm. The scaffold macropores were well interconnected, with a porosity of 72-73% and a pore size of 500 microm. The compressive modulus of the nano-HA/PCL and micro-HA/PCL scaffolds was 3.187 +/- 0.06 and 1.345 +/- 0.05 MPa, respectively. The higher modulus of the nano-HA/PCL composite (n-HPC) was to be likely caused by a dispersion strengthening effect. The attachment and proliferation of MG-63 cells on n-HPC were better than that on the micro-HA/PCL composite (m-HPC) scaffold. The n-HPC was more hydrophilic than the m-HPC because of the greater surface area of HA exposed to the scaffold surface. This may give rise to better cell attachment and proliferation. Bioactive n-HA/PCL composite scaffold prepared using a modified RP technique has a potential application in bone tissue engineering.     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥与骨髓基质细胞的生物相容性*☆

背景：在前期的试验中,通过共沉淀法合成了纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合粉体,并与柠檬酸衍生物溶液调和制备出可生物降解、适当力学性能以及较好黏合强度的骨水泥。 目的：验证纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料对体外兔骨髓基质细胞黏附及增殖的影响,了解材料的生物相容性。 方法：应用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合材料作为骨水泥的固相粉体,将柠檬酸衍生物配制成溶液作为液相调和制备黏合性骨水泥。培养兔骨髓基质细胞,传代扩增后接种到材料上,体外继续培养;以细胞加入无材料的培养皿培养为对照。 结果与结论：体外培养的兔骨髓基质细胞2 d后呈梭形成纤维细胞样,生长良好。有材料实验组细胞数显著多于对照组(P < 0.01)。扫描电镜下骨水泥材料具有良好的多孔网状结构,兔骨髓基质细胞伸出多个伪足样突起,紧密贴附在材料表面。两组细胞均保持持续增殖,2,4,6,和8 d实验组增殖均显著快于对照组(P < 0.01)。提示纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料具有良好的生物相容性。      

Atelocollagen胶原支架在三维培养大鼠心肌中的生物相容性

目的探讨atelocollagen胶原支架在三维培养心肌细胞中的生物相容性,寻找三维培养心肌组织的条件和理想的支架材料。方法原代培养的大鼠心肌细胞经纯化后,将细胞悬液接种到胶原纤维支架上,动态观察第8d、16d、20d在atelocollagen胶原纤维支架上生长的细胞的变化,并进行光镜、扫描电镜和透射电镜观察。结果接种后第1d形成细胞-胶原支架搏动复合体,细胞与支架一起有节律的跳动;心肌细胞填充于支架网孔周围,并与支架融合;在透射电镜下,3个时间段均发现细胞与支架紧密相贴,融合在一起;在扫描电镜下发现,细胞在胶原纤维支架上贴附并充分伸展,相互融合成片。结论atelocollagen胶原支架的生物相容性较好,可作为三维培养细胞和组织的天然材料,适于心肌组织的立体培养。     

Hierarchically biomimetic bone scaffold materials: nano-HA/collagen/PLA composite

A bone scaffold material (nano-HA/ collagen/PLA composite) was developed by biomimetic synthesis. It shows some features of natural bone both in main composition and hierarchical microstructure. Nano-hydroxyapatite and collagen assembled into mineralized fibril. The three-dimensional porous scaffold materials mimic the microstructure of cancellous bone. Cell culture and animal model tests showed that the composite material is bioactive. The osteoblasts were separated from the neonatal rat calvaria. Osteoblasts adhered, spread, and proliferated throughout the pores of the scaffold material within a week. A 15-mm segmental defect model in the radius of the rabbit was used to evaluate the bone-remodeling ability of the composite. Combined with 0.5 mg rhBMP-2, the material block was implanted into the defect. The segmental defect was integrated 12 weeks after surgery, and the implanted composite was partially substituted by new bone tissue. This scaffold composite has promise for the clinical repair of large bony defects according to the principles of bone tissue engineering.     

骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨内生长以及成骨潜能

背景：纳米晶胶原基骨修复材料是根据仿生原理制备的纳米骨框架材料,其微结构和成分两方面都与天然骨有相似性 ,具有良好的生物相容性。 目的：研究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,以及构建组织工程骨的可行性。 方法：分离兔骨髓间充质干细胞,体外培养、纯化,取第3代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,第3,7,20天后激光共聚焦和扫描电镜观察二者复合程度。 结果与结论：骨髓间充质干细胞和纳米晶胶原基骨修复材料复合良好,共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察均可见细胞生长;纳米晶胶原基骨修复材料能够作为良好的支架,它能使骨髓间充质干细胞在其内稳定生长。提示骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨修复材料内能很好的生长,并且具有成骨潜能。     

人瘦素基因过表达增强大鼠骨髓基质细胞成骨能力

目的探讨人瘦素(h LEP)基因修饰对大鼠骨髓基质细胞(r BMSCs)成骨能力的影响。方法以转染h LEP腺病毒载体(Ad5-h LEP-EGFP)的r BMSCs为实验组,空载体(Ad5-EGFP)转染的r BMSCs和未转染的r BMSCs为对照组。MTT法检测细胞增殖情况,实时荧光定量PCR法检测Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)和碱性磷酸酶(ALP)mRNA的表达,茜素红染色检测矿化结节形成能力。同时,将各组r BMSCs与β磷酸三钙(β-TCP)复合后移植于裸鼠皮下培养8周,观察新骨形成情况。结果 Ad5-h LEP-EGFP能有效转染r BMSCs,转染后细胞增殖活性无明显改变,但Col-Ⅰ和ALP mRNA的表达较对照组有明显提高(P0.05),矿化结节形成能力也更强(P0.05)。而且,h LEP修饰后的r BMSCs能与β-TCP结合形成组织工程化复合物,并能在裸鼠体内形成更多的类骨样组织。结论 h LEP修饰的r BMSCs可增强细胞成骨能力,有望应用于骨及牙周组织再生研究。     

Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/chitosan composite scaffolds

A novel nano-hydroxyapatite (HA)/chitosan composite scaffold with high porosity was developed. The nano-HA particles were made in situ through a chemical method and dispersed well on the porous scaffold. They bound to the chitosan scaffolds very well. This method prevents the migration of nano-HA particles into surrounding tissues to a certain extent. The morphologies, components, and biocompatibility of the composite scaffolds were investigated. Scanning electron microscopy, porosity measurement, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and Fourier transformed infrared spectroscopy were used to analyze the physical and chemical properties of the composite scaffolds. The biocompatibility was assessed by examining the proliferation and morphology of MC 3T3-E1 cells seeded on the scaffolds. The composite scaffolds showed better biocompatibility than pure chitosan scaffolds. The results suggest that the newly developed nano-HA/chitosan composite scaffolds may serve as a good three-dimensional substrate for cell attachment and migration in bone tissue engineering.