应用凝胶接种技术体外分层构建工程化骨软骨复合组织的初步研究

目的 应用组织工程原理,探索体外构建骨软骨复合组织的关键技术,为移植修复关节骨软骨组织缺损创造条件.方法 采用组织分层构建策略,用兔成骨细胞和羟基磷灰石支架材料,采用凝胶接种技术,体外构建组织工程骨;用兔软骨细胞和聚乳酸/聚磷酸钙纤维支架材料,采用凝胶接种技术,体外构建组织工程软骨;体外培养48 h后,利用界面间凹凸进行压配,并结合蛋白胶粘贴形成工程化骨软骨复合组织;将构建组织移植到裸鼠皮下,以相同大小无细胞复合的支架材料为对照组,术后12周取材进行病理分析.结果 采用凝胶接种技术,在体外可以初步构建组织工程骨和软骨,进而构建工程化骨软骨复合组织;工程化骨软骨复合组织移植到裸鼠皮下,术后12周实验组5例样本在成骨和成软骨区域观察到成骨和成软骨表现,但缺乏正常的钙化层界面结构,而对照组5例未观察到软骨组织形成.结论 采用组织分层构建策略,采用简单的压配技术和新型凝胶接种技术可以在体外初步构建工程化骨软骨复合组织.     

组织工程骨修复山羊负重骨大段骨缺损的长期观察

目的 探讨组织工程骨修复山羊大段负重骨骨缺损的长期效果及所用支架材料珊瑚羟基磷灰石的体内最终转归情况。方法 中国青山羊15只,制备单侧胫骨2cm的骨膜与骨缺损,缺损内植入组织工程骨（珊瑚羟基磷灰石＋经诱导分化的骨髓基质干细胞）。术后早期行ECT、X线、组织学等手段检测,评价骨缺损修复情况。远期在术后6、12、18、24月行X线及组织学检查,评价骨缺损修复情况及珊瑚羟基磷灰石的体内转归。结果 早期ECT显示在术后2个月内骨再生和再血管化进展顺利,X线和组织学显示术后组织工程骨成骨呈渐进性和偏心性：远期X线和组织学显示组织工程骨与山羊胫骨牢固愈合,并开始塑形且出现髓腔再通,珊瑚羟基磷灰石在体内逐渐成为骨基质的组成成分,自身架构消失。结论 组织工程骨可以完全修复山羊大段负重骨骨缺损,形成正常骨组织并发挥功能;珊瑚羟基磷灰石最终被降解转化成骨基质。     

鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞异位成骨性能

目的:观察鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞后植入裸鼠皮下的成骨性能. 方法:获取兔髂骨松质骨骨髓基质细胞,体外分离、扩增、诱导后接种于鸵鸟羟基磷灰石支架. 支架/细胞复合物植入裸鼠背部皮下,支架单纯植入作为对照. 植入后3, 6 wk取材,通过大体、组织学观察评价成骨活性. 结果:支架/细胞复合物植入后3 wk,以软骨为主的大量未成熟骨在材料表面及孔隙内形成;植入后6 wk,更多的成熟骨形成. 在支架材料和骨组织的邻接区域见成骨细胞及破骨细胞,部分区域有血管和多核巨细胞分布,可见软骨内成骨方式. 结论:支架/细胞复合物显示良好的成骨活性,鸵鸟羟基磷灰石陶瓷可以用于骨组织工程支架材料.     

人骨髓间充质千细胞与骨转化羟基磷灰石复合培养研究

目的 观察人骨髓间充质干细胞(Mesen chymal stem cell，MSC)与骨转化羟基磷灰石的复合培养，证实骨转化羟基磷灰石是组织工程良好的载体材料。方法制备骨转化羟基磷灰石，体外培养MSC并材料复合，通过共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察MSC与材料的复合情况。结果 MSC可以在材料上贴附、生长、繁殖、分化。结论 骨转化羟基磷灰石是良好的支架材料，易与MSC复合，适合种子细胞的贴附、生长、增殖和分化。     

纳米HA/CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损

【目的】观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CSscaffold)通过特殊的穿"靴"结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力。【方法】原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形"靴"结构。把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿"靴"的nano-HA/CS支架底部,把细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。扫描电镜观察nano-HA/CS支架结构及细胞-支架复合体结构。30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4 mm、深8 mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体、不经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况。【结果】BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92%,平均孔径为125μm,与软骨细胞有较好的粘附性。大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长。苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组。3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组。【结论】BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性;软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿"靴"结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力。     

COA:细胞外基质来源的双层支架的研制及其修复犬膝关节负重区骨软骨缺损的实验研究

背景与目的 骨软骨损伤常见且修复困难,本研究探讨采用软骨细胞外基质（CECM)与脱细胞骨基质（ACBM)为材料制作新型组织工程骨软骨双层支架的可行性,并检测其联合骨髓基质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）修复犬膝关节负重区骨软骨联合缺损的疗效。 方法 ⑴新型组织工程骨软骨双层支架的骨部分以犬松质骨制备的ACBM为原料,软骨部分以人CECM为材料：将天然软骨粉碎成微丝并脱细胞处理后配成30 g/L的乳状悬液,将ACBM浸于盛CECM悬液的模具中,采用冷冻冻干法制备CECM/ACBM双层支架并交联。进行组织学、扫描电镜、Micro-CT观察,测定支架孔隙率,采用MTT法分析支架浸提液毒性。⑵ 将成软骨诱导的BMSCs种植到双相支架上体外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3和6个月时取材,根据大体、组织学、生物力学、生物化学、Micro-CT等检测结果进行半定量或定量评估。 结果 支架评估：组织学显示双层支架去细胞彻底,无细胞碎片残留;CECM部分番红O及Ⅱ型胶原免疫荧光染色呈阳性。扫描电镜及Micro-CT观察显示支架内孔洞相互贯通呈海绵状,CECM部分孔径(155±34）μm,孔隙率为91.3%±2%;ACBM部分具有天然骨的孔径和空隙率,骨软骨部分结合良好。MTT法显示,不同浓度支架浸提液与对照培养液吸光度值比较,差异无统计学意义（P>0.05）。在修复犬膝关节骨软骨缺损的实验中,结果显示两组以纤维软骨或透明软骨对缺损有不同的修复,大体以及组织学评分表明实验组明显优于对照组,生物力学测试表明6月实验组修复软骨的刚度为正常膝关节软骨的70.1%,与生物化学分析结果一致;软骨下骨的刚度达到正常膝关节的74.96%。Micro-CT结果表明实验组与对照组软骨下骨重建不具备明显差异。结论 CECM /ACBM骨软骨双层支架保留了骨、软骨的细胞外基质成分,具备良好的孔径和孔隙率,骨-软骨两层间结合良好,无毒,生物相容性良好,可作为支架载体用于组织工程骨软骨复合体的构建。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,     

柚皮苷对骨细胞的作用以及负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架治疗骨缺损的研究

由外伤、感染、肿瘤等因素引起的骨缺损是骨科常见的疾病,也是世界性的难题。随着医疗技术的提高,对骨缺损修复材料的要求也越来越高。在骨缺损处植入支架材料可以恢复损伤局部的组织结构,促进骨缺损的修复。柚皮苷是中药骨碎补的有效活性单体成分,具有促进成骨细胞增殖、分化、修复骨缺损的作用。研究表明,负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架具备良好的生物相容性、骨传导性、可降解性以及缓释性等性能,可用于骨缺损的修复。笔者通过总结柚皮苷对骨细胞的作用以及负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架治疗骨缺损的研究进行概括,为临床和科研上研究柚皮苷及复合支架修复骨缺损提供相关依据。     

组织工程修复颞下颌关节的关键因素研究进展

颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）主要表现为颞下颌关节盘（TMJD）穿孔以及髁突骨软骨复合体（COCC）破坏。近年来,组织工程技术成为修复颞下颌关节的有效策略之一。随着支架材料技术的不断进步,结合天然材料与人工合成材料优势的复合支架成为优化支架性能的重要手段。近年来,微创理念下的原位成胶方法极大地解决了手术创伤以及材料吻合的问题,有利于组织工程向临床转化。细胞外基质支架技术在解决支架来源问题的同时最大程度地模拟了细胞外环境,为颞下颌关节组织工程向动物水平的转化提供了重要的手段。由于肋软骨细胞来源与扩增的限制,采用不同来源的间充质干细胞成为颞下颌关节组织工程的广泛选择,其中从关节软骨表面分离得到的纤维软骨干细胞可能更为合适。转化生长因子β超家族由于其明确的骨软骨活性,富血小板衍生物作为一种制备便捷的复合生物因子,同时结合间充质干细胞外泌体和应力刺激的形式调控细胞外微环境等方法均在颞下颌关节组织工程中得到运用。未来,通过复合生物活性因子并结合一定的应力刺激可能成为颞下颌关节组织工程研究的重要趋势之一。本文就组织工程技术修复颞下颌关节骨软骨复合体及关节盘的进展,尤其是在支架材料、种子细胞以及刺激因子方面的研究进展作一综述,以期为未来的研究设计和临床干预提供指导。     

壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料修复骨缺损研究

目的观察壳聚糖/羟基磷灰石纳米材料修复家兔颌骨缺损愈合的愈合过程,评价该新型材料的生物活性和成骨特性。方法电镜观测材料孔隙率、孔径大小和材料间的交连特点。30只家兔随机分为3组,分别为壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合物充填组(A组),纳米羟基磷灰石(HA)充填组(B组)和空白对照组(C组),其中空白对照组缺损区不植入任何材料。术后2、4、8和12周分批处死家兔,取下颌骨观察缺损部愈合情况,并进行X片、力学性能的初步分析。结果壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物移植10周时可完全修复骨缺损,各时段放射学评估优于其他各组,差异有显著性(P<0.05)。10周时修复效果显著差于壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物充填组(P<0.05);空白组10周时缺损不能修复。骨痂力学强度与骨痂X线灰度呈指数相关(P<0.05),骨痂X线灰度随骨折愈合的进程而增高。结论壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物具备良好的生物兼容性及骨引导能力,可应用此材料于骨损伤的修复,它是一种有应用前景的骨替代品和骨组织工程支架基质材料。     

软骨组织工程支架材料的研究进展

软骨组织工程支架材料作为软骨组织工程技术的基本构架,其设计对软骨组织损伤修复成功与否至关重要,理想的软骨支架可以引导并促进新生软骨组织的形成,目前研究的众多支架材料中各有其优缺点.本文对近年来软骨组织工程支架材料做一综述. 1 理想的组织工程支架材料的作用及要求 理想组织工程支架材料应具有促进种子细胞生长、黏附、增殖、分化和代谢作用,并且应可以承载、协调生物活性因子和细胞之间的相互作用,影响细胞表面受体的表达和细胞的分化,为组织构建提供一个适宜三维空间结构.除了应符合一般生物医学材料的要求外,还应具备(1)良好的生物相容性;(2)材料降解速度需与种植入的细胞组织再生速率相匹配;(3)良好三维空间结构及容积稳定性,利于大量种子细胞的的生长、代谢及功能的发挥;(4)具有可塑性和一定的机械强度;(5)具有关节软骨的分层结构.