单纯骨软骨镶嵌成形术与联合组织工程方法治疗急性骨软骨缺损的对比研究

目的 对比研究单纯骨软骨镶嵌成形术与联合组织工程方法 及联合未转染基因的BMSCs-藻酸钙修复急性骨软骨缺损的效果. 方法 对携带hTGF-β,的重组腺病毒转染BMSCs(hTGF-β转染组)、采用携带Lac-Z报告基因的重组腺病毒(Adv-βgal)转染BMSCs(Adv-βgal转染组)及未转染BMSCs(未转染空白对照组)进行Westernblot检测hTGF-β1、Col Ⅱ及Aggrecan表达.将雄性6月龄崇明山羊18只,体重22～25 kg,随机分为A、B、C组(n=6).取B、C组自体骨髓进行BMSCs分离、培养,传至第3代.B组细胞行hTGF-β,重组腺病毒转染.3组动物于双后肢股骨内髁负重区采用骨钻制各直径5 mm、长3 mm的缺损,A组采用自体骨软骨柱修复:B组修复材料同A组,并同时将5 mL转染hTGF-β1的BMSCs藻酸钠混合液注入空隙,加入CaCl2产生凝胶;C组:修复方法 同B组,采用未转染hTGF-β1的自体BMSCs藻酸钠混合液.术后观察山羊一般情况,于术后12周及24周取材,行大体及组织学观察,并参照O'Driscoll,Keeley and Salter组织形态学评分标准进行评分;术后24周行免疫组织化学及透射电镜观察. 结果 转染后5 d,hTGF-β1转染组细胞hTGF-β1、Col Ⅱ及Aggrecan表达均显著强于Adv-βgal转染组及未转染空白对照组.术后动物均存活至实验完成,伤口Ⅰ期愈合.大体观察B组修复组织边界模糊,移植修复区域表面光滑;A、C组软骨间空隙有裂隙存在.组织学观察A组软骨间空隙区纤维软骨样组织修复、纤维组织填充或相邻软骨增生;B组修复软骨细胞排列规律,交界区整合良好;C组软骨间的空隙区见纤维软骨样组织,存在裂隙.各时间点B组组织学评分均高于A、C组,C组高于A组,差异均有统计学意义(P<0.05);B组12周与24周差异有统计学意义(P<0.05).术后24周免疫组织化学示B组软骨间修复组织染色以软骨细胞和陷窝周围明显,A、C组呈淡染.透射电镜观察示B组修复组织可见典犁软骨细胞,A、C组见平行或交错排列的胶原纤维束. 结论 骨软骨镶嵌成形术联合组织工程方法 可解决单纯骨软骨镶嵌成形术残留缺损愈合不良及软骨间整合不良的问题.     

负载SOX-9的大鼠脂肪干细胞成软骨分化的实验研究

目的 SOX-9基因转染大鼠的ADSCs(Adipose stromal cells,ADSCs),诱导其向软骨细胞分化,为软骨组织工程学种子细胞提供新方法.方法 分离、培养大鼠的ADSCs,免疫荧光法进行鉴定;SOX-9基因转染ADSCs,对转染后细胞进行筛选;MTT法测定筛选后细胞的增殖活性;RT-PCR、Western blot对筛选后细胞的表达进行检测.结果 成功分离、培养大鼠的ADSCs;细胞表面标志物CD29和CD44表达阳性,CD106和CD34表达阴性;基因转染后细胞的增殖力变强;转染SOX-9的ADSCs在目的基因SOX9、Aggrecan、Collagen Ⅱ mRNA的表达和软骨特异性基质-Collagen Ⅱ的分泌上明显高于转染空载体组和对照组;结论 SOX-9基因转染后ADSCs具有了软骨细胞的表型特征,可以用作软骨组织工程的种子细胞.     

骨髓基质干细胞成骨的研究进展

组织工程技术是目前解决大块骨与软骨组织缺损修复难题最有前景的手段之一，种子细胞是组织工程学中的重要环节。骨髓基质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）是一类具有多向分化潜能的组织干细胞，在体内外适当的诱导环境下可以分化为骨、软骨、脂肪、肌肉、神经、肌腱及韧带等多种组织细胞。该细胞群来源充足，取材方便，增殖能力强，     

基因强化软骨组织工程的研究进展

关节软骨的损伤修复一直是矫形外科的一个棘手问题,基因强化组织工程为关节软骨损伤的修复提供了良好的方法,组织工程包含了三要素:即种子细胞、信号因子(细胞因子或生长因子)和基质材料。本文重点综述信号因子(细胞因子或生长因子)转染种子细胞的研究。     

体内构建骨软骨复合体修复骨软骨缺损的实验研究

[目的]探讨软骨组织工程方法修复骨软骨缺损理想的种子细胞和支架材料。[方法]体外诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞定向分化，分别与PLGA支架复合培养，并模仿马赛克骨软骨移植术在犬关节骨软骨缺损深层置入MSC-支架复合体，浅层置入诱导培养后的MSC-支架复合体，紧密压配，体内构建骨软骨复合体，观察其修复的情况。[结果]16周实验组缺损区完全由透明软骨修复，与周围正常软骨完全融合，组织观察显示以软骨细胞修复为主，软骨下骨形成，潮线基本恢复；阴性对照组缺损区主要由纤维组织修复，部分由透明软骨修复，组织观察显示以纤维细胞修复为主，混有部分软骨细胞；空白对照组完全由纤维组织修复。[结论]MSCs经向软骨细胞定向分化后复合PLGA支架材料，通过紧密压配方式与MSCs-PLGA支架在体内构建骨软骨复合体，可以有效修复骨软骨缺损。     

组织工程骨软骨复合组织构建研究进展

本文综述了近几年骨软骨组织工程研究进展。查阅近几年有关骨软骨组织工程的文献,于支架材料、信号因子、种子细胞及制备技术等方面加以总结分析。骨软骨组织工程根据仿生学理论与方法完成组织替代物的制备并对损伤或有缺陷组织进行修复,可有效恢复受损骨软骨组织的结构功能与力学特性,是一种具有长远意义的综合交叉学科。目前,骨软骨组织工程策略针对骨软骨损伤取得了一定的成果,但仍需进一步发展,最终为骨软骨损伤提供一种成熟的临床治疗方法。     

真皮多能干细胞复合聚乳酸支架修复关节软骨全层缺损的实验研究

[目的]探讨真皮多能干细胞在软骨缺损修复中的可行性,为扩大软骨缺损修复中种子细胞的选择提供实验依据.[方法]以新生青紫蓝兔为研究对象,机械法直接分离得到真皮组织,采用酶消化法获取细胞,利用干细胞贴壁粘附生长的特性获取高克隆细胞群,并进行传代培养.使细胞浓度达到1×106/ml与聚乳酸支架材料共培养一周后植入兔膝关节软骨全层缺损处,用3～5个月龄青紫蓝兔30只,60个关节,随机分为真皮多能干细胞/聚乳酸支架材料、聚乳酸支架材料、空白对照三组,每组20个关节,于术后12周空气栓塞处死实验兔,对修复组织进行取材,行HE、甲苯胺蓝染色,根据软骨缺损修复情况进行大体、组织学评分,并进行统计学分析,比较各组的评分差异是否具有统计学意义.[结果]大体及组织学观察显示,真皮干细胞/支架材料实验组修复组织表面光滑、呈透明样,与周围软骨及软骨下骨整合良好,而聚乳酸支架材料组有少许透明样软骨,主要以纤维软骨修复,空白对照组则表面有缺损,以纤维软骨修复.大体及组织学观察后进行统计学评分分析,显示A组修复效果最优、优于B、C组(P＜0.05),B组优于C组(P＜0.05)[结论]真皮多能干细胞修复关节软骨缺损效果明显,恢复正常关节软骨结构,可作为组织工程化软骨种子细胞之一.     

hIGF-I基因增强Mosaicplasty技术重建膝负重区大面积骨软骨复合缺损实验研究

目的研究hIGF-I基因增强组织工程提高Mosaicplasty修复大面积骨软骨缺损的修复质量，改善骨软骨的整合。 方法制造山羊膝关节股骨髁大面积骨软骨缺损模型，使用自制Mosaicplasty器械，植入2 mm直径骨软骨柱镶嵌充填缺损，以hIGF-I基因转染的骨髓基质干细胞复合可注射藻酸钙凝胶填充残余缺损。同时设立未转染hIGF-I基因的骨髓基质干细胞组、Mosaicplasty组和对照组。术后4 w、8 w、16 w处死动物，行大体观察、光镜、电镜观察，磁共振检查比较修复效果。 结果骨软骨缺损在16 w时IGF-I基因增强Mosaicplasty组移植物固定牢固，关节面平滑，移植物间界限消失，新生软骨组织类似于正常软骨，4~16 w修复效果逐渐改善，优于其他各组。光镜观察见移植的骨软骨生长良好，与新生软骨组织紧密相连，新生的软骨细胞排列规整，细胞外基质分布均一。对照组无明显修复。MRI观察类似大体观察结果。 结论使用转染hIGF-I基因的骨髓基质干细胞复合可注射藻酸钙凝胶可促进Mosaicplasty后骨软骨的整合，改善其修复效果。     

骨髓基质干细胞在软骨组织工程中的应用

骨髓基质细胞(BMSC)是倍受关注的具有多向分化潜能的干细胞,可在体外大规模扩增而不丢失多分化潜能,异体移植时排斥反应小,是组织工程再生修复应用的重点种子细胞.近年来BMSC在软骨创伤修复中的应用较为广泛,特别是在BMSC诱导后重新分化,软骨缺损植入后刺激软骨修复再生,减缓关节损伤进一步发展,体内外特定环境下复合组织工程材料分化成骨或软骨的相容性、分化度等生物学特性等方面进行了细致研究.该文就BMSC在软骨缺损组织工程修复中应用的现状和发展方向作一综述.     

脱细胞骨软骨支架复合自体骨髓间充质干细胞修复羊骨软骨缺损的研究

目的探讨脱细胞骨软骨支架接种自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复羊骨软骨缺损效果,探索骨软骨缺损新的修复方式。方法制备直径为8mm骨软骨脱细胞支架,培养羊BMSCs,接种于骨软骨支架,制备羊负重区骨软骨缺损模型,分空白、空白支架及细胞支架复合物3组,每组4只羊,3个月后处死动物取标本行大体及组织学检测。结果修复羊负重区骨软骨缺损模型实验结果显示细胞支架复合修复组骨软骨有较好修复,空白支架组软骨下骨基本修复、软骨侧无明显修复,空白对照组未见明显修复,缺损边缘软骨退变。结论含骨软骨连接结构的脱细胞骨软骨支架接种种子细胞能较好的修复羊负重区骨软骨缺损。     

胶原蛋白水凝胶在软骨组织工程中的应用

由创伤或骨病所致的关节骨软骨损伤在临床中十分常见,其中软骨缺损者达40.31%。由于关节软骨自身修复能力低下,采用组织工程技术对关节软骨损伤进行修复是目前采用再生医学治疗关节软骨损伤的新方法。组织工程支架按照性状可分为预成型支架材料及水凝胶材料两大类。传统的预成型支架材料移植技术容易给缺损周边软骨带来继发损伤,也存在支架与缺损整合不紧密等问题。如何在避免二次损伤的基础上,应用理想的仿生材料复合种子细胞修复关节不规则软骨损伤将成为未来软骨损伤修复的主要问题。选取微创、仿生并且可以原位塑形的胶原蛋白水凝胶复合种子细胞修复关节软骨损伤为损伤关节软骨的修复带来了希望。本文结合国内外相关文献对目前胶原蛋白水凝胶在软骨组织工程中的应用做一综述。     

骨骼肌来源的细胞在骨和软骨组织修复与再生中的应用

目前,骨科领域关节利用组织工程技术促进骨和软骨组织再生的研究发展很快.有多种不同组织来源的细胞可被利用作为骨和软骨组织工程的种子细胞,如骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)[1]、脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)[2]、皮肤成纤维细胞(fibroblasts)[3]、诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells)[4]、关节滑膜细胞[5]、骨骼肌细胞[6]等.本文就近年来国际上应用骨骼肌来源的细胞修复骨和软骨缺损的研究进行综述,并对其应用存在的问题和将来的发展方向予以讨论.     

组织工程软骨修复关节软骨损伤研究新进展

目前关节软骨损伤修复仍未得到很好的解决,临床修复方法大多近期效果理想,远期效果不确切或者有恶化的倾向[1].随着近几年组织工程技术快速发展,制备具有成软骨活性的人工软骨使之植入人体后能够形成新的软骨组织从而达到软骨修复与重建,为临床治疗软骨损伤带来突破性进展.组织工程软骨应用工程学和生命科学原理将经体外分离、培养的高浓度的种子细胞种植于天然的或人工合成的具有良好生物兼容性和可降解性的聚合物支架,使之植入人体后能够形成新的软骨组织从而达到软骨修复与重建的目的.软骨组织工程研究涉及到种子细胞、支架材料和生长因子3个基本要素.     

分别构建膜内成骨和软骨内成骨骨修复模型的研究

[目的]分别构建膜内成骨骨修复模型和软骨内成骨骨修复模型。[方法]取BALB/c小鼠64只,随机分为骨皮质钻孔模型组和骨膜划痕模型组。骨皮质钻孔模型组在小鼠右侧胫骨前内侧实施单纯性骨皮质钻孔损伤用于构建膜内成骨模型;骨膜划痕模型组在小鼠右侧胫骨前内侧实施骨膜划痕损伤用于构建软骨内成骨模型。术后第7、10、14和21 d,每组每个时间点处死8只小鼠,观察损伤部位的组织修复。[结果]骨皮质钻孔模型组小鼠损伤后第7 d在损伤部位出现新生小梁骨构成的骨痂组织。损伤后第10 d新生小梁骨充满损伤骨皮质及骨髓腔。损伤后第14 d新生骨痂组织进入改建过程,至第21 d,多数骨痂组织基本改建完成。在修复过程中无软骨细胞出现。骨膜划痕模型组小鼠损伤后第7 d在损伤部位出现新生软骨组织构成的软骨痂,并有部分软骨细胞已分化为成熟软骨细胞。损伤后第10 d软骨痂中心区域软骨基质溶解,第14 d后新生小梁骨出现,逐渐替代软骨组织。损伤后第21 d,软骨痂已基本被骨小梁替代。在修复过程中,首先出现软骨基质形成的骨痂组织,随后骨化中心形成,骨性骨痂组织逐渐替代软骨,完成骨修复。[结论]成功构建了以膜内成骨方式愈合的骨修复模型和以软骨内成骨方式愈合的骨修复模型,为今后深入研究骨愈合机制提供了基础。     

应用组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

关节软骨属于透明软骨,组织代谢活性较低,自身修复能力较差,无神经组织、血液供应和淋巴回流.创伤及退行性变等所致的软骨损伤难以自我修复,目前的治疗手段无法恢复其原有结构和功能.组织工程学的兴起为关节软骨修复提供了新的选择.软骨组织工程技术主要是通过体外获取并大量增殖软骨种子细胞,种植至生物材料上,在体外构建成为软骨细胞一三维支架复合物,进而植入体内修复各种关节软骨缺损.软骨组织工程的研究主要在以下几个方面：细胞生长因子、种子细胞、支架材料、基因修饰等.本文从以上几个方面作一综述.     

不同比例骨软骨镶嵌成形术联合基因增强组织工程方法治疗骨软骨缺损

目的：研究骨软骨镶嵌成形术与联合基因增强组织工程方法治疗急性骨软骨缺损,并观察在不同比例下的组织修复情况,以期发现两者间的最佳组合。方法：对携带hTGF-β1的重组腺病毒转染BMSCs（hTGF-β1转染组）,与采用Adv-βgal转染BMSCs（Adv-βgal转染组）及未转染BMSCs（未转染空白对照组）进行WesternBlot检测hTGF-β1、Ⅱ型胶原及Aggrecan表达。雄性6月龄崇明山羊18只,体重22～25kg,取自体骨髓进行BMSCs分离及培养,传至第3代。每只动物双膝股骨内髁进行实验,分为AR、AL、BR、BL、CR、CL6组。AR为骨软骨移植覆盖面积为44.44%单纯组,AL为44.44%联合组,BR为33.33%单纯组,BL为33.33%联合组,CR为22.22%单纯组,CL为22.22%联合组。于双膝股骨内髁负重区采用骨钻制备直径为9mm,深为3mm的骨软骨缺损后,单纯组采用骨软骨镶嵌成形术的自体骨软骨柱修复,联合组同时将转染hTGF-β1的BMSCs藻酸钠混合液注入空隙,加入氯化钙产生凝胶。术后24周取材,行大体及组织学观察,并参照O＇Driscoll,KeeleyandSalter组织形态学评分标准进行评分,行免疫组织化学及透射电镜观察。结果：hTGF-β1转染组细胞hTGF-β1、Ⅱ型胶原及Aggrecan表达均强于Adv-βgal转染组及未转染空白对照组。大体观察,组织学染色以及透射电镜检查显示各组的缺损有不同程度的修复。33.33%联合组、44.44%单纯组、44.44%联合组的整体修复效果差别无统计学意义,33.33%单纯组、22.22%单纯组、22.22%联合组的整体修复效果差于前3组。结论：骨软骨镶嵌成形术联合基因增强组织工程的方法可以有效修复骨软骨缺损。随着自体骨软骨移植覆盖缺损面积的减少,骨软骨镶嵌成形术联合基因增强组织工程方法的修复优越性可以得到更好的体现。     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

关节软骨组织工程研究进展

组织工程技术为损伤关节软骨的修复提供了全新的治疗方法。本文就关节软骨组织工程的种子细胞、生长因子、细胞外基质支架及修复关节软骨缺损的研究进展作一综述。1　概述关节软骨损伤后自身修复能力有限,即使在持续被动活动下,直径超过2～4mm的软骨缺损也很难愈合。成熟关节软骨无血液供应、神经支配和淋巴回流,因此,未达到软骨下骨的软骨内损伤几乎不能愈合,仅在伤口周围产生短暂的软骨细胞增殖和合成少量基质,逐渐引起关节表面退变,在一定条件下,滑膜细胞也有利于软骨修复。而穿过有血液循环的软骨下骨的全厚软骨损伤,在某些情况下可发生…     

不同应力环境对兔骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损的影响

目的探讨不同应力环境对骨髓间充质干细胞(MSCs)修复关节软骨缺损的影响. 方法将日本大耳白兔15只制成髌骨外侧脱位动物模型,平均分成3组,每组5只:即单纯载体脱位组(对照组)、移植物正常应力组及移植物脱位组.对兔MSCs进行分离、培养,以兔MSCs为种子细胞构建自体组织工程移植物修复关节软骨缺损.6周后处死动物,观察修复组织的成分和结构. 结果术后6周,移植物正常应力组修复组织浅层为软骨组织,甲苯胺蓝染色接近正常关节软骨;深层为软骨下骨,与正常关节软骨结构相似.移植物脱位组为骨组织所修复,缺损周围的正常关节软骨变薄,软骨下血管侵入正常关节软骨内,遗留在股骨髁滑车槽内的移植物在滑车槽正常关节软骨表面形成新生类透明软骨组织.单纯载体脱位组为纤维组织修复. 结论 MSCs修复关节软骨缺损,只有在正常应力状态下修复效果最佳;提示维持负重关节正常的应力刺激,对组织工程软骨修复组织的形成和维持必不可少.     

组织工程骨软骨复合体修复犬膝关节负重区骨软骨缺损的实验研究

目的 观察以骨软骨支架复合骨髓基质干细胞(bone-fflarrow mesenchymal stem cells,BMSCs)修复犬膝关节负重区骨软骨缺损的疗效.方法 利用软骨细胞外基质作为软骨支架部分,以脱细胞骨作为骨支架部分,采用相分离技术制备骨软骨双相支架,将成软骨诱导的BMSCs种植到双相支架上构建组织工程骨软骨复合体,并以此复合体修复犬膝关节股骨髁负重区骨软骨缺损,分为细胞-双相支架组(实验组)和单纯支架组(对照组).分别在术后3和6个月时取材,根据大体、组织学、Micro-CT等检测结果进行半定量或定量评估.结果 大体及组织学评价表明:同一时间点实验组的修复效果优于对照组,且实验组在术后6个月时的修复效果优于其术后3个月时,两项差异均有统计学意义;而对照组小同时间点修复效果的差异无统计学意义.Micro-CT检测结果表明实验组与对照组软骨下骨均得到重建,两者的差异尤统计学意义.结论 骨软骨双相支架复合成软骨诱导的BMSCs能成功修复犬膝关节负重区的骨软骨缺损,其修复效果明显优于单纯支架植入组.