不同孔径β-TCP对大鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨作用的体外研究

目的 探讨不同孔径β-磷酸三钙(β-TCP)对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)增殖及成骨分化的作用.方法 体外原代培养BMSC,取第2代细胞悬液100μl(细胞浓度2×106/ml)接种于5组不同孔径(187～300、300～375、375～500、500～750、750～830 μm)的圆盘状多孔 β-TCP材料中.采用细胞计数试剂盒(CCK-8)测定BMSC接种后3、24、48、72 h增殖情况;扫描电镜观察接种72 h后BMSC在多孔β-TCP上贴附、生长情况;碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测接种72 h后BMSC的ALP活性.结果 接种后48 h BMCS在各组多孔β-TCP上均有显著增殖,其中500～750 μm组增殖最快(P＜0.05);扫描电镜观察显示,BMCS在多孔β-TCP材料上黏附、伸展、聚集,生长状态良好;接种后72 h各组BMCS的ALP活性均明显增高,其中500～750 μm组ALP活性最高(P＜0.05).结论 不同孔径的多孔β-TCP对BMSC增殖及成骨分化均有促进作用,其中500～750 μm孔径的促进作用最明显,可能是促进BMSC增殖及成骨分化的最适孔径.     

3D打印PLA-HA复合材料与骨髓基质细胞的相容性研究

目的 探讨骨髓基质细胞与3D打印聚乳酸-羟基磷灰石(Three-dimensional printed polylactic acid-hydroxyapatite,3D printed PLA-HA)复合支架材料的相容性,为骨组织工程选择合适的支架材料提供理论依据。方法将标记绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的骨髓基质细胞分别与3D打印PLA-HA复合材料和β-磷酸三钙(betatricalcium phosphate,β-TCP)材料体外复合培养,采用荧光显微镜观察细胞在支架材料上的生长黏附情况,并通过扫描电镜观察细胞在支架中的形态变化;CCK8(Cell Counting Kit8)法检测细胞于不同时间点在材料上的黏附率以及增殖情况;碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性测定法检测3 d、7 d、14 d的碱性磷酸酶活性变化。结果 骨髓基质细胞能够在3D打印PLA-HA复合材料和β-TCP材料上黏附生长;β-TCP组细胞黏附率高于3D打印PLA-HA组(P<0.05),但3D打印PLA-HA组在12 h细胞黏附率可达到60%以上;细胞增殖实验显示,3D打印PLA-HA组在体外培养第4天和第7天的细胞增殖量(OD值)均高于β-TCP组与对照组(P<0.05);3D打印PLA-HA组以及β-TCP组在第3天、第7天和第14天的ALP含量均高于对照组,且3D打印PLA-HA组第7天ALP含量较β-TCP组增多(P<0.05)。结论 3D打印PLA-HA复合材料具有良好的细胞相容性,可作为骨组织工程的支架材料。     

鸵鸟钙磷陶瓷支架细胞相容性研究

目的：评价由鸵鸟松质骨制备的钙磷陶瓷支架的细胞相容性。方法：通过物理、化学方法将煅烧的鸵鸟松质骨改性为HAP／β-TCP／NaCaPO4多相钙磷陶瓷，然后分离兔骨髓基质细胞，体外扩增、诱导后接种于鸵鸟钙磷陶瓷支架。骨髓基质细胞与支架复合培养8天，通过相差显微镜、扫描电镜观察细胞在材料上的粘附、伸展及生长情况。通过细胞计数观察细胞增殖情况。结果：骨髓基质细胞在鸵鸟钙磷陶瓷支架表面及孔隙内粘附、伸展、增殖良好。结论：鸵鸟钙磷陶瓷支架具有良好的细胞相容性。     

兔骨髓基质细胞的分离培养

目的 为骨组织工程寻找一种理想的种子细胞。方法 采取兔骨髓组织，应用梯度离心获取骨髓基质细胞，体外培养传代，通过光镜、透射电镜及成骨特性的鉴定，观察细胞的形态、生长特点及成骨特性。结果 培养的骨髓基质细胞形态多为三角形或梭形，生长增殖迅速，具有成骨能力，易于定向分化为成骨细胞。结论 自骨髓获得的骨髓基质细胞具有明显的增殖能力和成骨活性，可以做为骨组织工程中比较理想的种子细胞。     

人脱细胞骨复合骨髓基质细胞成骨活性的实验研究

目的 研究人脱细胞骨(HAB)复合经诱导的骨髓基质细胞的实验效果,观察细胞的黏附和生长情况,并对其成骨活性进行检测。方法 用15％的过氧化氢和乙醚去除人髂骨块内的结缔组织和细胞成分,消毒后制备人脱细胞骨。取材活体或新鲜尸体的骨髓行骨髓基质细胞培养,细胞纯化后加入β-甘油酸钠,地塞米松和抗坏血酸等向成骨方向诱导,并进行对照培养。通过碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)检测来确定骨髓基质细胞的增殖和分化情况,将诱导的骨髓基质细胞浓缩后复合到制备好的脱细胞骨块内进行复合培养。8d后通过光镜和电镜等形态学观察以及生化指标检测来确定细胞的成骨活性。结果 人髂骨块内细胞清除干净,骨基质保存良好;诱导后的骨髓基质细胞ALP和OCN水平明显高于对照组(P<0.05);复合后的人脱细胞骨培养液中ALP和OCN检测呈阳性;骨髓基质细胞在HAB支架内附着紧密,生长良好。结论 人脱细胞骨复合经诱导的骨髓基质细胞在体外具有有效的成骨功能,是一种较为理想的骨组织工程材料。     

骨髓基质细胞诱导分化与聚乳酸吸附培养细胞的初步研究

目的:1.验证骨髓基质细胞体外培养条件下是否分化为成骨细胞;2.探索多孔聚乳酸作为组织工程载体吸附培养骨髓基质细胞的可行性。方法:取兔骨髓细胞经培养得到骨髓基质细胞,以地塞米松、维生素C、β-磷酸甘油诱导细胞分化,以原位杂交检测骨桥素和骨连接素mRNA,Von Kossa钙染色检测矿化结节。以生物可降解材料-聚乳酸吸附培养骨髓基质细胞,扫描电镜和组织学苏木精一伊红染色观察细胞的生长情况,并对载体中培养第4-12天细胞计数。结果:骨髓基质细胞经诱导第2周表达骨桥素,第3周表达骨桥素、骨连接素和形成矿化结节。细胞可以进入多孔聚乳酸内部生长,12天细胞密度可达2.6×10~7/cm~3。结论:1.骨髓基质细胞含有成骨干细胞;2.多孔聚乳酸可以吸附骨髓基质细胞生长,因此可能作为骨组织工程材料。     

成骨生长肽对大鼠骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用

目的：观察成骨生长肽诱导体外培养的大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨分化的作用。方法：取6周龄SD大鼠，贴壁法分离培养骨髓基质细胞，在不同浓度成骨生长肽的诱导下，观察细胞形态变化，绘制骨髓基质细胞生长曲线，碱性磷酸酶和钙结节组织化学染色。结果：成骨生长肽对骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用呈剂量依赖性：成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时促进骨髓基质细胞增殖，而在10^-8及10^-9mol／L时对骨髓基质细胞的增殖略有抑制作用；成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色基本呈阴性，与对照组相比差异无统计学意义，而在10^-8及10^-9mol／L浓度下可以显著提高骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色的阳性率。结论：成骨生长肽可以明显促进大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨细胞分化，其促成骨活性具有显著的浓度依赖性。     

生物可降解材料聚β-羟基丁酯对兔骨髓基质细胞生物学特性的影响

目的：检测生物可降解材料聚β-羟基丁酯(PHB)对兔骨髓基质细胞(BMSC)形态、生长、附着及增殖的影响。方法：将家兔BMSC进行体外培养，以诱导剂(β-甘油磷酸钠，地塞米松，L-抗坏血酸)使其向成骨细胞分化，行碱性磷酸酶染色并计算阳性率，将PHB与成骨细胞样细胞进行体外复合培养，用倒置显微镜及扫描电镜观察PHB对BMSC的形态、生长、附着及增殖的影响。结果：在诱导剂的作用下BMSC向成骨细胞分化，碱性磷酸酶染色呈阳性，其阳性率随培养时间延长而增加。PHB与成骨细胞样细胞进行体外复合培养后显示PHB对BMSC的形态、生长、附着及增殖均无不良影响。结论：PHB具有良好的生物相容性，可望与骨髓复合移植修复骨缺损。     

体外转染牛碱性成纤维细胞生长因子对骨髓基质干细胞增殖的影响

目的：观察牛碱性成纤维细胞生长因子（bbFGF）基因体外转染兔骨髓基质干细胞（BMSC）的生长特性。方法：用脂质体法把pHβ-bbFGF7质粒导入体外分离培养的BMSC，G418筛选出阳性克隆，建立TBMSC系，体外连续传代培养TBMSC，观察生长特性。结果：在无血清Dulbecco改良基础培养基（DMEM)培养下，空白对照（BMSC）、阴性对照（BMSC／pHβ0)，第1、2天细胞分裂指数为5‰，第3天后细胞生长停滞。处理组细胞倍增时间为26．0h，分裂指数为40‰，差异有非常显著性（P＜0．01）。结论：将pHβ-bbGFF质粒体外转染兔骨髓基质干细胞可明显促进骨髓基质干细胞增殖，为组织工程化软骨的研究提供了依据。     

新型β-磷酸三钙的制备与成骨能力的实验研究

目的采用有机泡沫浸渍法制备多孔β-磷酸三钙(β-TCP)生物陶瓷,探讨其作为骨组织工程支架材料的可能性。方法有机泡沫浸渍法制备β-TCP支架材料,接种人骨髓基质干细胞,体外成骨诱导培养。相同条件下培养的单层细胞作为对照组。采用扫描电镜和噻唑蓝比色法观察细胞在材料上的增殖能力,同时测定碱性磷酸酶活性和骨钙蛋白含量来观察细胞在材料上的成骨分化能力。将体外培养7 d的细胞材料复合物和单纯材料回植裸鼠皮下,分别于术后4、8、12周取材观察异位成骨情况。结果扫描电镜观察显示实验组细胞在材料上增殖良好,MTT结果与对照组无明尼差异,但碱性磷酸酶活性和骨钙蛋白含量均高于单层培养的细胞。细胞材料复合物在裸鼠皮下4周已经成骨,并随时间延长骨量增多。单纯材料组在各时间点均未成骨。结论有机泡沫浸渍法制备的多孔β-TCP生物陶瓷具有良好的支持成骨能力,是一种较理想的骨组织工程支架材料。     

BMP—2基因转染的人骨髓基质干细胞复合PLA／PCL支架体外构建组织工程骨

目的 用人骨形态发生蛋白2腺病毒表达载体(Ad—BMP—2)转染的人骨髓基质干细胞(hBMSC)，复合PLA／PCL(聚乳酸／聚己内酯)生物降解支架体外构建组织工程骨。方法 用Ad—BMP—2转染体外培养的成人BMSC，免疫组化、原位杂交染色和蛋白印迹方法检测细胞BMP—2的表达，并通过流式细胞仪和ALP活性检测分析其对细胞增殖、分化的影响。然后将转染后细胞接种到PLA／PCL支架上，扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果 转染后，hBMP—2基因在mRNA水平和蛋白水平均有表达；S期细胞比例和ALP活性明显增高。扫描电镜见转染细胞分布均匀，伸展良好。结论 Ad—BMP—2可高效转染hBMSC，且促进细胞增殖及成骨转化。转染后细胞在PLA／PCL上生长良好，BMP—2基因治疗的组织工程骨构建成功。     

一体化层状梯度修复体用于骨软骨组织工程的实验研究

[目的]探索胶原／壳聚糖／纳米β-磷酸三钙一体化层状梯度修复体在组织工程中用作骨软骨缺损修复的可行性。[方法]以Ⅰ型胶原、壳聚糖、纳米β-磷酸三钙（β-TCP）为基本原料，采用无毒交联并通过冷冻干燥法成型；扫描电镜观察，测定支架材料的孔径、孔隙率以及交通孔情况；分离扩增兔骨髓间充质干细胞（BMSC），将BMSC接种于材料上，扫描电镜观察细胞在材料上的黏附状态，MTT法测定细胞在材料上的生长曲线；以软骨诱导液体外诱导细胞-支架复合物向软骨分化，2周后植入自体股部肌袋，6周取材，HE、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化鉴定诱导分化效果。[结果]材料疏松多孔，孔径大于100μm，孔隙率大于95％。细胞在材料上黏附状态良好，并且增殖迅速。BMSC-材料复合体经体外三维诱导后可在自体异位向软骨分化。[结论]Ⅰ型胶原／壳聚糖／纳米TCP一体化层状梯度修复体具有良好的孔隙结构和生物相容性，有望成为一种新型的组织工程支架材料用于骨软骨缺损修复。     

家兔作为胎龄期骨髓间充质干细胞动物模型的实验研究

目的建立以家兔为对象的胎龄期BMSC研究动物模型。方法通过人工授精方法,获得孕期3周的孕兔4只,行剖腹产术取出胎兔20只,冲取胎兔骨髓,以贴壁培养法进行体外扩增培养。测量第3代胎兔BMSC的生长曲线,克隆形成率,并进行成骨、成脂及成软骨诱导分化。另外,将原代细胞冻存30 d后复苏,测量其第3代生长曲线,对冻存前后增殖能力的变化进行观察。扫描电镜观察胎兔BMSC与β-TCP形成细胞材料复合物的体外形态。将BMSCs-β-TCP复合物植入裸鼠皮下,于术后1、3、6个月分别取材,行HE、VG、Masson染色观察。结果胎兔来源的BMSC于倒置相差显微镜下观察,细胞饱满均匀,呈梭形或倒三角形状;传代后各代细胞形态未发生明显变化,生长曲线相差不大;成骨、成脂以及成软骨诱导观察到钙结节、脂肪空泡、黏多糖。冻存30 d后复苏,其第3代生长曲线与冻存前相比未见明显变化。电镜下观察,与β-TCP复合7 d后,细胞能均匀紧密贴合于材料上,伸展良好分布均匀。植入裸鼠皮不同时间点取材行HE、VG、Masson染色,均显示有新生骨组织生成。结论以家兔为研究动物模型,可以在胎龄期获取并分离得到BMSC,并可在异位构建组织工程骨,是间充质干细胞动物研究的新选择。     

复合细胞和人工骨的富血小板血浆成骨能力研究

目的探讨复合细胞和人工骨的富血小板血浆（platelet—rich plasma，PRP）促进骨缺损修复的能力。方法取新西兰大白兔骨髓，分离培养骨髓基质干细胞（marrow stromal stem cells，MSCs）；取兔全血体外诱导培养为类成骨样细胞，应用低密度两次离心法制备PRP。取48只1岁左右新西兰大白兔建立双侧桡骨1．2cm骨缺损模型，根据缺损中植入材料的不同随机分为4组，每组12只。A组：左侧PRP／Mscs／β-磷酸三钙（β-tricalcium phosphate，pTCP），右侧MSCs／β-TCP；B组：左侧自体骨，右侧PRP／Mscs／β-TCP；C组：左侧自体骨，右侧MSCs／β-TCP；D组：左侧PRP／β-TCP，右侧β-TCP。术后2、6及12周通过大体观察、X线片、组织学及生物力学观察桡骨缺损的愈合情况。结果制备的PRP血小板浓度稳定，约为全血的5．45±0．23倍。大体标本与X线片显示2、6周时PRP／MSCs／β-TCP在缺损处桥接及新生骨外形较自体骨差，与MSCs／β-TCP无明显区别；12周，PRP／MSCs／β-TCP在缺损处桥接及新生骨外形接近于自体骨，优于MSCs／β-TCP。组织学观察，在新生骨数量及成熟度方面，术后各时间点PRP／MSCs／β-TCP明显优于MSCs／β-TCP（P〈0．05），PRP／MSCs／β-TCP与自体骨无差异（P〉0．05）；2、6周PRP／β-TCP与β-TCP无差异（P〉0．05）；12周PRP／β-TCP优于β-TCP（P〈0．05）。新生骨生物力学强度检测，6、12周PRP／MSCs／阻TCP优于MSCs／β-TCP（P〈0．05）；6周PRP／MSCs／β-TCP小于自体骨（P〈0．05），但12周与自体骨无差异（P〉0．05）；12周PRP／β-TCP与β-TCP无差异（P〉0．05）。结论PRP复合MSCs和β-TCP显示出了良好的成骨能力，PRP可通过提高MSCs和成骨细胞的增殖与分化活性，促进骨缺损的修复。     

狗骨髓基质细胞的体外诱导成骨潜能研究

目的：观察狗骨髓基质细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力。方法：采用成年狗双侧髂骨取材进行骨髓基质细胞培养，应用四甲基偶氮唑蓝微量酶反应比色法观察细胞增殖；以对硝基苯磷酸盐法及骨钙素含量放免测定法测定碱性磷酸酶活性及骨钙素含量；用Von Kossa染色法观察矿化结节；用间接免疫荧光染色法测定Ⅰ型胶原。观察在培养液中添加地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠条件下骨髓基质细胞生长及成骨分化情况。结果：骨髓基质细胞呈成纤维样表现，增殖力强。诱导条件下的细胞碱性磷酸酶活性及骨钙素含量明显增高，Ⅰ型胶原表达增多，10～12d达到高峰，并出现矿化结节。结论：狗骨髓基质细胞在本实验条件下，成骨能力肯定，增殖能力强，可作为骨组织工程的种子细胞。     

新型骨组织工程β-TCP／CPPF／PLLA支架复合BMSCs修复节段性骨缺损的影像学研究

目的：将自体骨髓基质细胞（Bone marrow stromal cells,BMSCs）接种到β-TCP／CPPF／PLLA支架上,进行体外复合培养,构建组织工程人工骨,植入兔桡骨大段骨缺损模型中,评估BMSCs／β-TCP／CPPF／PLLA复合体促进成骨的作用。方法：用新西兰大白兔40只,随机分为BMSCs／β-TCP／CPPF,PLL复合物组（A组）、β-TCP／CPPF／PLLA支架组（B组）、空白对照组（C组）共三组,建立兔桡骨双侧大段骨缺损模型,相应植入自体细胞材料复合物和单纯支架材料,空白对照组不作任何处理。术后4、8、12、16周处死动物,摄X线片观察骨缺损修复情况。结果：X线检查结果：A组术后2周可见缺损处有散在的、少量的模糊状骨痂生成,术后4周可见明显的骨生成影像,成云雾状,均匀分布在骨缺损区,术后8周整个缺损区均可见到骨痂生成,成骨现象较4周更加明显,部分髓腔已通,术后12～16周,缺损区已完全为新生的骨组织充填,骨髓腔已完全再通,修复区比正常的桡骨较细。B组、C组术后2～16周,虽有不同程度的成骨现象,但没有完全修复骨缺损区,B组较C组修复明显。X线评分结果：A组在各时期均明显高于B组,差异具有显著性（P〈0．01）。结论：自体BMSCs与β-TCP／CPPF／PLLA复合物移植能修复大节段的骨干缺损。     

大鼠骨髓基质细胞体外培养诱导成骨能力的研究

目的：观察大鼠骨髓基质细胞在体外培养生长时的生物学特性，及诱导分化为成骨细胞的能力。方法：取成年大鼠2只，处死后分离、培养骨髓基质细胞，第8天时添加矿化液诱导培养，细胞经传代后绘制生长曲线。应用倒置相差显微镜、透射电镜观察其生长特性，并进行甲苯胺蓝染色，Won Kossa染色，碱性磷酸酶染色。结果：培养的大鼠骨髓基质细胞呈成纤维细胞样生长，增殖活跃。经诱导后，细胞碱性磷酸酶活性高，连续培养30天，Von-KaSSR染色显示有局灶状钙盐沉积。结论：MSCs易于分离培养，体外扩增速度快，在矿化条件下，骨髓基质细胞在体外即具有很强的成骨能力，为研究其作为骨组织工程种子细胞植入体内成骨奠定基础。     

骨形成蛋白-2基因在人骨髓基质细胞中的表达及对其成骨分化的作用

目的利用构建的人骨形成蛋白-2(BMP2)真核表达载体pcDNA3／BMP2，检测其转染人骨髓基质细胞后的表达及对其成骨分化的影响。方法酶切鉴定构建的真核表达载体pcDNA3／BMP2，利用脂质体介导的转染技术，将所构建的载体导入骨髓基质细胞中，体外单层培养。分别于转染后48h和4周采用原位杂交、免疫组化和碱性磷酸酶、钙化学染色方法检测BMP2的基因蛋白表达以及对骨髓基质细胞成骨分化的影响。结果pcDNA3／BMP2酶切片段的大小与理论相符。转染后细胞能检测到BMP2基因和BMP2蛋白表达，并促进成骨转化。结论pcDNA3／BMP2转染骨髓基质干细胞中可获得短暂和长期表达，并加强骨髓基质细胞的成骨分化能力。     

兔骨髓基质干细胞体外分离培养及生物学特性研究

目的：研究兔骨髓基质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC）体外分离、诱导培养及增殖特点,探讨其生物学特性。方法：抽取兔骨髓,密度梯度离心结合贴壁培养法分离BMSC,诱导培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化。倒置显微镜下观察细胞生长及增殖情况,流式细胞仪检测细胞表面标志物的表达,免疫组织化学观察Ⅰ型胶原表达,并检测碱性磷酸酶活性及细胞矿化作用。结果：体外培养的兔BMSC贴壁生长,10～14天后形成克隆。细胞形态为均一的长梭形并呈漩涡状排列,流式细胞仪检测CD34,CD45阴性,CD44阳性。免疫组化可检测到Ⅰ型胶原表达,碱性磷酸酶活性明显增高,并且出现矿化结节。结论：密度梯度离心结合贴壁培养BMSC,操作简单,细胞易于成活,诱导条件下成骨能力肯定,适合作为骨组织工程的种子细胞。     

成人骨髓基质干细胞的体外培养及初步诱导分化研究

目的:探讨体外培养人骨髓基质干细胞(BMSC)的方法和初步诱导BMSC向神经细胞方向分化的方法。方法:采用正常成人献髓者骨髓,分离扩增BMSC,原代培养后将传1～4代细胞按1×104/ml种于24孔板,绘制生长曲线、贴壁率,观察细胞生长及不同浓度的碱性成纤维生长因子(bFGF)对BMSC的作用。以全反式维甲酸(RA)和bFGF为诱导剂,观察诱导前后BMSC的变化。结果:原代BMSC生长状态良好,传至第5代仍保持干细胞特性,bFGF可明显促进BMSC增殖,且呈剂量依赖关系。RA和bFGF诱导12h,BMSC逐渐向神经样细胞转化,胞体收缩成锥形、三角形或不规则形,细胞伸出细长突起,免疫细胞化学鉴定呈Nestin阴性,NSE阳性,GFAP阳性,且NSE阳性细胞数较GFAP阳性为少。结论:BMSC可在体外稳定扩增,且能保持干细胞特性,RA和bFGF可诱导其分化为神经细胞。