兔骨髓基质细胞在不同纯钛表面的早期粘附

目的：比较兔骨髓基质细胞在3种不同化学蚀刻纯钛表面的早期粘附情况。方法：分别用HNO3、热H2SO4／H2O2、热H2SO4／HCl处理纯钛片30min。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对试样表面形貌及成分进行分析。取兔骨髓基质细胞接种于钛片表面，培养30、60、120min，采用荧光显微镜和四唑盐比色法对细胞粘附进行观察和分析。结果：HNO3组表面形貌光滑，平整；H2SO4／HCl、H2SO4／H2O2组表面粗糙。3组钛片表面的主要成分为钛、氧和碳。细胞在H2SO4／HCl、HNO3组表面粘附伸展良好，在H2SO4／H2O2组表面伸展较差。结论：细胞在H2SO4／H2O2组表面的粘附不及H2SO4／HCl组，甚至不如HNO3组。     

纯钛表面含丹参钙磷涂层的制备及表征

目的研究在粗化纯钛表面采用仿生钙磷涂层法组装丹参的可行性。方法钛片表面粗化,采用仿生钙磷涂层技术,在纯钛表面建立不同浓度含丹参涂层,通过场发射扫描电子显微镜（FSEM）、傅立叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）和元素分析仪观察涂层晶体形貌、化学结构及组成,通过细胞培养验证其生物活性。结果 FSEM证实低浓度的丹参对钙磷涂层晶体的生长影响不大,高浓度的丹参对钙磷涂层晶体的生长影响较大;XRD和FTIR表明丹参并没有破坏涂层的化学结构和组成;元素分析结果表明实验组的碳元素质量比高于对照组;与对照组相比,实验组能够明显促进碱性磷酸梅（ALP）的表达。结论采用仿生钙磷涂层法可在粗化纯钛表面成功构建含丹参涂层。     

鸵鸟骨转化多相钙磷陶瓷支架负载骨髓基质细胞异位成骨性能研究

目的：观察鸵鸟骨转化多相钙磷陶瓷复合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、诱导后接种于多相钙磷陶瓷支架。支架／细胞复合物植入裸鼠背部皮下，单纯支架材料植入作为对照。植入后4周、8周取材，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4周，新骨主要以软骨为主，部分区域见少量成熟骨，可见软骨内成骨方式。植入后8周，材料表面和孔隙内有更多的成熟骨形成，部分区域有血管和多核巨细胞分布。结论：支架／细胞复合物显示良好的成骨活性，鸵鸟骨转化多相钙磷陶瓷可以用于骨组织工程支架材料。     

骨髓基质细胞及诱导后成骨细胞在钛合金表面粘附率的研究

目的研究小型猪的骨髓基质细胞(bone mesenchymal stem cell,BMSC)及其诱导后的成骨细胞在种植体钛合金(Ti-6Al-4V)表面的粘附情况.方法分离培养小型猪的骨髓基质细胞,并将其诱导为成骨细胞.分别将不同浓度的骨髓基质细胞及诱导后的成骨细胞悬液接种于种植材料表面,利用扫描电镜观察其粘附情况,计算不同接种浓度下两种细胞与种植材料的粘附率及粘附的细胞数.结果两种细胞在种植体表面粘附良好,接种浓度为3×105/100μl组两种细胞在种植材料表面的粘附细胞数量分别为17.6×106和18.6×106;粘附率分别84.2%和85.5%.两种细胞在钛合金表面的粘附率和粘附的细胞数与其余三组(1×105/100 μl;2×105/100μl;4×105/100μl)相比差异均有显著性.结论小型猪BMSC在体外可经条件培养液诱导为成骨细胞,接种浓度为3×105/100μl组骨髓基质细胞及成骨细胞在种植材料表面有良好的粘附能力.     

钛表面掺钴-钙磷涂层成血管作用的体外研究

目的 探讨钛掺钴（cobalt,Co）-钙磷（Ca/P）涂层的成血管作用。方法 通过微弧氧化（micro-arc oxidation,MAO）方法在钛表面制备掺钴涂层组（Co组）和掺钴-钙磷涂层组（Co-Ca/P组）,以未经MAO处理的纯钛试件作为对照组（Ti组）。通过扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）观察涂层表面微观形貌,并通过能谱分析仪检测涂层表面元素成分与含量。应用内皮细胞培养基（endothelial cell medium,ECM）制备各组试件标准浸提液,用于成血管实验。人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVECs）接种于基质胶表面并加入不同浸提液体外培养;于第4、8 h观察新生血管形态与数目,并用Image J软件对新生血管环数和血管节点数进行定量分析。结果 SEM观察显示,Co组、Co-Ca/P组涂层表面均出现不规则晶体沉积,直径<2μm,Co-Ca/P组晶体更多且均匀;而Ti组只观察到打磨留下的划痕。能谱分析仪分析显示,Co、Ca、P三种元素被成功掺入到Co-...     

纤维连接蛋白与钙磷复合涂层的初步研究(二)复合涂层对细胞粘附的影响

目的：探讨纯钛表面纤维连结蛋白、钙磷复合涂层对细胞粘附的影响。方法：采用纤维连结蛋白、钙磷共沉积的方法，对商业纯钛表面进行复合涂层的表面改性，MTT法分析细胞的早期粘附（4小时内），荧光显微镜原位观察细胞在复合涂层表面的分布情况。结果：复合涂层较单独涂层更能促进细胞的早期附着，荧光原位观察显示细胞在复合涂层表面分布均匀，呈现不同的粘附时间。结论：通过纤维连结蛋白、钙磷复合涂层对纯钛的表面改性能够提高其表面的生物学活性。     

纯钛表面聚吡咯涂层的表面性能研究

目的：纯钛表面电化学聚合聚吡咯涂层并研究其表面性能。方法：采用恒电流法以0.25mA/cm^3、1mA/cm^2、4mA/cm^2的电流密度制备两种支撑电解质Cl^-和ToS^-的纯钛表面聚吡咯涂层。利用SEM、表面粗糙度仪以及接触角测量仪检测涂层表面性能。结果：随聚合电流密度增大，表面粗糙度（Ra、Rz值）和表面接触角逐渐增大，而表面自由能逐渐减小。在相同的聚合密度电流下，ToS^-搀杂组的表面粗糙度（Ra、Rz值）、表面接触角均大于Cl^-搀杂组；而表面自由能则小于Cl^-搀杂组。结论：聚吡咯的表面性质，如表面形貌、润湿性、表面自由能，可以通过改变搀杂离子种类和聚合电流密度来进行调整。     

人血清白蛋白对在纯钛表面粘附的人牙龈上皮细胞形态的影响

目的：探讨人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)对在纯钛表面粘附的人牙龈上皮细胞(human gingival cpithelial cclls,HGE)形态的影响。方法：HGE原代培养3—5代细胞接种于纯钛试件表面，部分纯钛试件用50g/L HSA预孵育，扫描电镜观察HGE的形态学特征。结果 ：细胞接种后第4h、12h、24h，HSA预孵育组及对照组的纯钛试件表面培养的HGE，细胞形态没有显著性差异。结论：人血清白蛋白对粘附在纯钛表面的人牙龈上皮细胞的早期形态学特征无显著影响。     

钛表面形貌对人单核细胞活力和粘附影响的实验研究

目的研究钛金属表面形貌对人单核细胞活力和粘附的影响。方法应用机械磨光、酸蚀、喷砂、喷砂酸蚀的表面处理方式形成4种不同的钛片表面形貌,分别设为SiC组、SiC＋F组、63号组和63＋F组。表面粗糙度仪检测钛试件表面粗糙度,以Ra值表征,扫描电镜观测钛试件表面形貌。将离心分离的健康成年人外周血单核细胞接种于处理后钛试件表面,扫描电镜观察培养48 h钛片表面单核细胞粘附情况;四唑盐比色法检测和钛片共同培养1、3、5、7 d的细胞活力。结果 4种钛片表面单核细胞的活力和粘附有差异,置于Ra值最大的63号组培养的单核细胞在第1天、第3天、第5天、第7天都显示了最高的活力,置于Ra值相近的SiC＋F组和63＋F组培养的细胞显示了相似的活力。扫描电镜下观察,表面粗糙的63号组钛片表面粘附了较多的单核细胞,表面多微孔的63＋F组有大量的单核细胞粘附在材料表面的窝洞结构中。结论钛表面形貌影响人单核细胞的活力和粘附。表面粗糙度大促进单核细胞的活力,表面粗糙度大和表面多微孔结构有利于单核细胞的粘附。     

纤维连接蛋白与钙磷复合涂层的初步研究(一)复合涂层的制备

目的 探讨商用纯钛表面纤维连结蛋白与钙磷复合涂层的可行性。方法 采用纤维连结蛋白，钙磷共沉积的方法，对商用纯钛表面进行复合涂层的表面改性，结果 扫描电镜显示，单纯钙磷涂层和复合涂层的纯钛表面均见有晶体形成，但晶体形态存在一定的差异；EDX显示晶体的主要成份为钙磷，Ca/P=1.50。结论 本研究表明通过纤维连结蛋白与钙磷复合涂层对纯钛的表面改性具有可行性。     

骨髓基质干细胞诱导内皮细胞与自体骨髓基质干细胞低氧条件下培养后的成骨能力

目的:探讨骨髓基质干细胞(BMSCs)诱导内皮细胞(ECs)与自体BMSCs低氧条件下联合培养对BMSCs成骨能力的影响.方法:体外分离培养兔BMSCs并向ECs诱导培养,用CD34免疫细胞化学染色鉴定内皮细胞表型:实验分组为BMSCs常氧成骨诱导培养组,BMSCs低氧成骨诱导培养组,BMSCs+ ECs常氧成骨诱导联合培养组BMSCs+ECs低氧成骨诱导联合培养组,持续培养7d,前6d应用PNPP法每天固定时间测定碱性磷酸酶(ALP)活性并作统计学分析;茜素红染色观察第7d矿化结节形成情况.低氧组为1.0％O2浓度.采用SPSS11.0软件包对数据进行方差分析和q检验.结果:BMSCs在一定诱导条件下可诱导为ECs,CD34免疫细胞化学染色为阳性;统计学分析表明,BMSCs+ ECs低氧成骨诱导联合培养组的ALP活性表达显著高于其他3组(P＜0.05).只有BMSCs+ ECs低氧成骨诱导联合培养组有钙化结节形成,茜素红染色呈橘红色.结论:在一定时间内,由BMSCs诱导来源的ECs与自体BMSCs低氧条件下联合培养,BMSCs的成骨活性可显著提高.     

Ceramic hydroxyapatite coating on titanium implants drives selective bone marrow stromal cell adhesion

The aim of this study was to determine the cell characteristics that regulate implant osseointegration. The heterogeneity of bone marrow stromal cells obtained from 11 donors was assessed by measuring the expression of a large panel of adhesion molecules. Large differences in expression of adhesion molecules were detected depending on the culture conditions used. Cells cultured in fetal bovine serum induced the expression of different adhesion molecules from cells cultured in human serum. Donor-to-donor variation was determined by measuring the expression of adhesion molecules for stromal cells obtained from different donors that were processed identically. Fat adherent cells but also loose bone marrow cells showed large differences in expression of some but not all adhesion molecules. The flow cytometric data demonstrated large heterogeneity in expression of adhesion molecules, and this heterogeneity was influenced by culture conditions and varied from donor to donor. This demonstrates that the implant encounters different cell types, which could lead to different levels of integration. Surprisingly, in vitro only a subfraction of bone marrow stromal cells attached to titanium coated with ceramic hydroxyapatite. Adaptation of all cell types present in heterogeneous bone marrow to a coated surface is apparently not possible. Differential binding was not caused by aberrant staining of the stromal cells as the results were confirmed with bone marrow cells obtained from transgenic GFP mice. These results demonstrate that hydroxyapatite ceramics are selective in cell recruitment from the bone marrow, explaining the differences found in vivo for these coatings compared with titanium.     

骨髓基质干细胞向内皮细胞诱导分化的方法及临床应用前景

骨髓基质干细胞是一种多潜能干细胞,能自我复制并能分化为多种细胞系,目前被广泛用于再生医学的研究.在体外,经过一定细胞因子和细胞外基质的诱导,可定向分化为血管内皮细胞;在体内,骨髓基质干细胞被移植到缺血区后可发生血管生成.故临床上骨髓基质干细胞可用于少血管或无血管区的血管构建和受损组织的修复,但也可引起血管再狭窄、肿瘤生...     

富含血小板的血浆(PRP)促进骨髓基质细胞DNA合成的实验研究

目的 探讨富含血小板的血浆（PRP）对骨髓基质细胞DNA合成和细胞周期变化的影响。方法 以贴壁筛选法分离、培养狗的骨髓基质细胞，应用流式细胞仪观察PRP对骨髓基质细胞DNA合成和细胞周期变化的影响；通过透射电镜观察细胞的超微结构改变。结果 PRP对培养48小时的骨髓基质细胞S期的DNA含量明显增高，并促使细胞内线粒体更丰富，粗面内质网增多。结论 PRP可通过刺激骨髓基质细胞的DNA合成，促进其分裂、增殖及细胞的合成分泌。     

矿化液对骨髓基质细胞的生物学特性的影响

目的 :探讨骨髓基质细胞在矿化液的作用下生长、分化以及基质分泌情况的改变。方法 :采用矿化液 ( φ =10 ?S、10nmol/L地塞米松、5 0mg/LL 维生素C和 10mmol/Lβ 甘油磷酸钠的DMEM培养液 )诱导体外培养第 3代骨髓基质细胞 ,以含 φ =10 ?S的DMEM培养基培养第 3代骨髓基质细胞作对照。倒置相差显微镜观察细胞形态的改变 ,MTT法观察细胞诱导前后增殖情况 ,组织化学方法检测诱导前及诱导后 3、5、7d的碱性磷酸酶活性、免疫组织化学方法检测Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、骨形成蛋白的合成情况 ,VonKossa方法观察矿化结节的形成情况。结果 :在矿化液的作用下骨髓基质细胞增殖性能降低 ,诱导后第 5天细胞增殖速度降低。随时间的延长碱性磷酸酶的活性增加 ,5d时Ⅰ型胶原、骨形成蛋白呈强阳性表达 ,Ⅲ型胶原逐渐呈弱阳性或阴性表达。诱导 2 0d可见矿化结节。结论 :矿化液促使骨髓基质细胞向成骨细胞转化 ,诱导第 5天的细胞可作为种子细胞与骨组织工程支架材料复合。     

神经生长因子对骨髓基质细胞成骨活性的影响

目的 探讨神经生长因子（nerve growth factor,NGF）对骨髓基质细胞成骨活性的影响.方法 原代培养SD大鼠四肢骨骨髓源性骨髓基质细胞.通过检测细胞增殖、定量检测碱性磷酸酶的表达及茜素红矿化结节染色,观察NGF对骨髓基质细胞增殖及成骨活性的影响.结果 实验组与对照组细胞增殖无统计学差异,NGF对骨髓基质细胞增殖无促进作用.第3天时,实验组细胞分化及碱性磷酸酶的表达高于对照组（P＜0.05）.钙结节茜素红染色及钙结节量实验组大于对照组.结论 NGF可直接促进骨髓基质细胞的成骨向转化及矿化作用,对细胞增殖无促进作用.     

腺病毒介导的骨形成蛋白-2基因修饰促进羊骨髓基质细胞成骨分化的实验研究

目的研究腺病毒介导的骨形成蛋白-2(AdBMP-2)基因转染对羊骨髓基质细胞生长、成骨分化的影响。方法抽取成年健康山羊骨髓,以贴壁培养法培养骨髓基质细胞。以AdBMP-2基因转染体外培养的羊骨髓基质细胞,倒置显微镜观察,计算基因转染效率,绘制细胞生长曲线,并行碱性磷酸酶染色及骨钙素定量分析。采用SAS6.2统计软件包对数据进行SNK法分析。结果细胞转染率达70%±3%,转染目的基因的细胞胞体肥大,呈多边形。生长曲线在AdBMP-2基因转染组、LacZ基因转染组和空白对照组之间无显著差别。目的基因转染后12d,碱性磷酸酶阳性染色面积较对照组增加。转染目的基因后6d,骨钙素含量显著增高,与对照组相比有统计学差异(P<0.01)。结论AdBMP-2基因转染促进了体外培养的骨髓基质细胞向成骨细胞表型转化,可望成为颌骨缺损修复的新型种子细胞。     

Human bone marrow stromal cells display variable anatomic site-dependent response and recovery from irradiation

Objectives

Orofacial bone is commonly affected by osteoradionecrosis (ORN) during head and neck cancer radiotherapy possibly due to interactions of several factors including radiation damage to resident bone marrow stromal cells (BMSCs). Irradiation causes DNA damage, triggers p53-dependent signalling resulting in either cell-cycle arrest or apoptosis. In same individuals, disproportionately higher rapid growth of orofacial BMSCs relative to those of axial/appendicular bones suggests their response to radiation is skeletally site-specific. We hypothesised that survival and osteogenic recovery capacity of irradiated human BMSCs is site-dependent based on anatomic skeletal site of origin.

Methods

Early passage BMSCs from maxilla, mandible and iliac crest of four normal volunteers were exposed to 2.5 to 10 Gy gamma radiation to evaluate clonogenic survival, effects on cell cycle, DNA damage, p53-related response and in vivo osteogenic regenerative capacity.

Results

Orofacial bone marrow stromal cells (OF-MSCs) survived higher radiation doses and recovered quicker than iliac crest (IC-MSCs) based on clonogenic survival, proliferation and accumulation in G₀G₁ phase. Post-irradiation p53 level was relatively unchanged but expression of p21, a downstream effector was moderately increased in OF-MSCs. Re-establishment of in vivo bone regeneration was delayed more in irradiated IC-MSCs relative to OF-MSCs.

Conclusions

Effect of irradiation on human BMSCs was skeletal site-specific with OF-MSCs displaying higher radio-resistance and quicker recovery than IC-MSCs.     

骨髓基质细胞与珊瑚人工骨和两种屏障膜生物相容性的实验研究

目的:探讨珊瑚人工骨(natural coral,NC)作为骨组织工程学载体吸附骨髓基质细胞(bonemarrow stromal cells,BMSCs)的可行性,并比较两种可降解性屏障膜PLGA-NC复合膜和PLGA膜的生物相容性及用于牙周引导组织再生术的可行性.方法:体外分离培养狗的BMSCs,检测其成骨活性;将NC和可降解性屏障膜材料分别吸附原代培养的BMSCs,观察复合物的形态,进行细胞蛋白含量测定.结果:BMSCs在NC的孔隙中生长良好,并有细胞基质的分泌;两种屏障膜与细胞均有较好的生物相容性,但PLGA-NC复合膜较PLGA膜有更多的微孔和更好的成形性.结论:NC可作为牙周骨组织工程学中的细胞载体;PLGA-NC复合膜比单纯的PLGA膜更适合作为牙周引导组织再生的屏障膜材料.