外源性透明质酸对兔骨髓间充质干细胞定向分化为软骨细胞的影响*

摘要 背景：透明质酸是关节腔滑液最主要的成分,对细胞的形态发生起着非常重要的作用,但其用于软骨缺损修复时对骨髓间充质干细胞的影响如何呢？ 目的：通过分析外源性透明质酸对兔骨髓间充质干细胞体外增殖及定向分化为软骨细胞的影响,探讨关节腔内环境对骨髓间充质干细胞的作用。 方法：全骨髓法+贴壁培养法分离培养兔骨髓间充质干细胞,取第4代细胞用于实验,实验组细胞加入透明质酸诱导液,以转化生长因子β3诱导组作为阳性对照,阴性对照组加入常规培养液。分别于诱导后第7,14,21 d行甲苯胺蓝染色检测蛋白聚糖表达,免疫组化染色及RT-PCR检测细胞Ⅱ型胶原表达。 结果与结论：经透明质酸诱导后,细胞增殖速度减慢,由长梭形变为多角形、椭圆形,细胞外基质呈甲苯胺蓝异染性和Ⅱ型胶原免疫组化阳性,RT-PCR检测示Ⅱ型胶原mRNA表达阳性,表现出软骨细胞的分化特点,但表达均比阳性对照组弱。结果提示,外源性透明质酸具有诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的能力,但比转化生长因子β3的诱导能力弱,关节腔内环境对骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化有正性促进作用,支持透明质酸作为软骨组织工程基质使用。 关键词：透明质酸;骨髓间充质干细胞;软骨细胞;分化;细胞外基质 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.03.001     

骨髓间充质干细胞与关节软骨细胞Transwell共培养诱导形成软骨

背景：研究证实,关节软骨细胞具有分泌诱导因子促进骨髓间充质干细胞向关节软骨细胞分化的能力,但至今未见两种细胞运用Transwell共培养诱导骨髓间充质干细胞形成软骨的报道。 目的：观察在Transwell共培养系统中共培养后,关节软骨细胞诱导骨髓间充质干细胞向关节软骨样细胞转化的能力。 方法：骨髓间充质干细胞来源于4周龄SD大鼠的股骨及胫骨干骨髓,关节软骨细胞来源于4周龄SD大鼠的正常股骨头表面的关节软骨。分别吸取第3代骨髓间充质干细胞和关节软骨细胞,按1∶1的细胞比例分别植于Transwell共培养系统中,下室植入骨髓间充质干细胞,上室植入关节软骨细胞。同时设置相同浓度单纯骨髓间充质干细胞对照组,分别在含胎牛血清的DMEM培养基中培养,相差显微镜下观察细胞的增殖和基质合成情况,并对各组细胞爬片进行Ⅱ型胶原免疫组化染色及氨基聚糖含量检测。 结果与结论：共培养组骨髓间充质干细胞数量增多,细胞外基质合成丰富,其基质能被Ⅱ型胶原免疫组化染色,细胞染色呈现黄色。氨基聚糖含量随着诱导时间增加而增多。提示关节软骨细胞分泌物具有促进骨髓间充质干细胞向关节软骨样细胞转化的能力,与此同时,骨髓间充质干细胞还能分泌促进组织细胞修复的细胞因子,使共培养中的软骨细胞功能得以加强。由此可见,软骨细胞与骨髓间充质干细胞共培养诱导具有独特的优势。     

兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体构建软骨组织工程支架*

背景：软骨组织工程的核心是利用少量的细胞经体外培养、扩增后,在一定环境下附着在三维多孔支架上,再将细胞/支架复合体移植到体内形成新的组织。 目的：拟构建兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体,探讨该支架作为软骨组织工程支架的可行性。 设计、时间及地点：细胞-支架学体外观察,于2008-03/2009-02在武警医学院生物化学教研室完成。 材料：日本大耳白兔6只用于分离培养骨髓间充质干细胞。医用壳聚糖粉末为山东奥康生物科技有限公司产品。Ⅰ型胶原为Sigma公司产品。 方法：取3%的壳聚糖和2%的胶原混合的醋酸溶液,倒入72孔板内,-20 ℃预冷冻10 h,冻干机冷冻抽干24 h制作成壳聚糖-胶原支架。取第3代兔骨髓间充质干细胞,以1×109 L-1密度接种于支架内,构建细胞/支架复合体。 主要观察指标：傅里叶红外光谱、扫描电镜、液体置换法测定支架的理化性质,观察三维培养后细胞在支架上的生长情况。 结果：壳聚糖-胶原支架孔径为160~380 μm,平均为270 μm,孔相通性好,支架孔隙率为(86.00±5.12)%。傅里叶红外光谱仪测定数据表明复合支架组成物有典型的壳聚糖、胶原峰,未发现有聚乙二醇峰。细胞/支架共培养24,48,72 h后,骨髓间充质干细胞可渗入支架多孔结构内,并黏附在支架上成簇生长,部分细胞已与支架融合。 结论：壳聚糖-胶原支架基本符合软骨组织工程支架要求,能够作为种子细胞的承载体。 关键词：壳聚糖-胶原支架;骨髓间充质干细胞;冻干法;软骨组织工程     

兔骨髓间充质干细胞体外培养定向诱导分化为软骨细胞

背景：骨髓间充质干细胞具有分化为骨、软骨、肌腱、脂肪等组织的多分化潜能。 目的：体外培养兔骨髓间充质干细胞并定向诱导分化为软骨细胞,探讨体外诱导分化为软骨的方法和条件。 方法：取兔股骨骨髓,全骨髓贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,碱性成纤维生长因子体外培养后,取第3代细胞在培养基中添加不同质量浓度转化生长因子β1的软骨分化诱导剂,2周后倒置显微镜观察细胞形态,甲苯胺蓝染色,RT-PCR技术检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的表达。 结果与结论：可以从兔骨髓中培养出骨髓间充质干细胞,碱性成纤维生长因子能明显的促进骨髓间充质干细胞增殖。经软骨诱导分化后骨髓间充质干细胞呈软骨细胞形态,甲苯胺蓝染色阳性,Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的表达阳性。10 μg/L的转化生长因子β1诱导成软骨分化能力最强。     

40001/间充质干细胞修复兔关节软骨缺损的组织学研究

背景：大块软骨损伤目前临床上尚无方法治疗,干细胞技术出现后为解决这一难题提供了理论支持。采用新型的支架材料“壳聚糖-胶原蛋白”结合干细胞诱导分化移植给动物模型是一种较新的尝试。 目的：观察壳聚糖-胶原凝胶复合骨髓间充质干细胞修复兔关节软骨缺损的组织学变化。 方法：体外培养扩增兔骨髓间充质干细胞。采用软骨诱导分化培养基对P2代细胞进行成软骨诱导。同时制备“壳聚糖-胶原蛋白”支架和兔关节软骨缺损模型。缺损用含有骨髓间充质干细胞的壳聚糖-胶原凝胶填充,另一条关节用没有细胞的支架或不做处理。其中12个关节作为实验组(接受骨髓间充质干细胞+支架),8个关节作为空白对照组(不做处理),8个关节作为单纯支架组(未植入细胞)。造模后于2,4,8,16周进行组织学评分并处死动物行组织学染色。 结果与结论：造模后16周移植的细胞一致分化为软骨细胞,大部分软骨缺损区被新生软骨修复,组织学评分实验组关节修复良好。提示应用骨髓间充质干细胞结合“壳聚糖-胶原蛋白”复合物可以修复关节软骨缺损。 关键词：壳聚糖-胶原凝胶;兔;骨髓间充质干细胞;软骨缺损;组织学变化 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.006     

与软骨细胞共培养和条件培养液诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的比较**

背景：骨髓间充质干细胞体外转化很大程度上依赖于合适的培养条件。 目的：比较与软骨细胞共培养和条件培养液2种不同的诱导方案诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的特点。 方法：分离培养大鼠骨髓间充质干细胞和耳软骨细胞，采用骨髓间充质干细胞与软骨细胞共培养及条件培养液诱导成软骨的方法，诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化。以MTT法及流式细胞仪检测细胞活性及周期，糖胺多糖、甲苯胺蓝以及免疫组化染色检测细胞生物学特性，以RT-PCR法检测诱导后的软骨细胞Ⅱ型胶原RNA表达情况。 结果与结论：采用共培养方式诱导的软骨细胞，其生物学特性与采用条件培养液诱导的软骨细胞相比，前者优于后者，如分泌糖胺多糖的能力以及基质分泌量均较高。提示共培养方式诱导的软骨细胞更接近正常软骨细胞，更有利于作为组织工程软骨的种子细胞。     

以3种材料为载体体外构建组织工程软骨

背景：纤维胶原蛋白被公认是非常理想的载体,但其胶性易流动,降解较快,且通透性有待置疑。而海绵状胶原蛋白多微孔,三维立体结构,吸附性好,临时基质与细胞基质相近（Ⅱ型胶原）,作者所查文献中作为骨髓间充质干细胞载体用于软骨形成的报道较少。 目的：对比观察骨髓间充质干细胞在纤维蛋白海绵、生物蛋白海绵、明胶海绵载体中软骨形成的能力和可行性。 设计、时间及地点：体外对比观察实验,于2004-12/2008-08在海南省人民医院中心实验室完成。 材料：纤维胶原蛋白海绵由美国Sigma 公司提供,生物蛋白海绵 (主要成分为Ⅱ型胶原,并吸附定量的碱性成纤维细胞生长因子)由辽宁绿谷制药有限公司提供,明胶海绵由南京金陵制药有限公司提供。 方法：抽取猪髂骨骨髓血,用密度梯度离心法分离出有核细胞,在含转化生长因子β1的DMEM培养液中扩增骨髓间充质干细胞,将第3代骨髓间充质干细胞以载体内多点注射和表面点滴法植于Ⅱ型纤维胶原蛋白海绵、生物蛋白海绵及明胶海绵3种载体上,继续以含有转化生长因子β1的DMEM培养液体外培养。 主要观察指标：观察细胞的生长情况,于4周取材进行大体组织观察,组织学分析及超微结构观察。 结果：骨髓间充质干细胞在体外分离后可在转化生长因子β1培养液下扩增。纤维胶原蛋白海绵组可见少量的软骨基质与细胞;生物蛋白海绵组可见较多的基质与软骨细胞,细胞生长活跃,明胶海绵组可见少量散在的胶原基质,但无细胞生长。生物蛋白海绵组软骨细胞阳性数量多于纤维胶原蛋白海绵组(P < 0.01),两组都明显多于明胶海绵组（P < 0.01）。 结论：骨髓间充质干细胞在生物蛋白海绵载体中软骨形成能力最强,纤维蛋白海绵次之,而明胶海绵与细胞生长不同步,软骨形成能力最差。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与诱导骨髓间充质干细胞体外构建软骨支架复合体

背景：国内外许多研究通过不同的构建方法构建组织工程化软骨支架复合体修复骨软骨联合缺损,且取得了一定的进展,但目前各种方法存在的问题突出表现为组织工程化的软骨和骨组织之间的界面、移植体和宿主骨和软骨之间的界面耦合不够理想。 目的：将体外提纯、扩增的骨髓间充质干细胞诱导成软骨细胞,将其接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部上联合培养,探索其用于组织工程软骨复合体的可行性。 设计、时间及地点：细胞和材料复合的体外观察实验,于2008-03/07在暨南大学附属第一医院中心实验室和暨南大学理工学院材料系实验室完成。 材料：通过原位复合和冷冻干燥结合的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架。健康新西兰兔10只由广东省医学实验动物中心提供。 方法：密度梯度离心法提取分离骨髓间充质干细胞,软骨诱导液诱导骨髓间充质干细胞2周后甲苯胺蓝染色检测。把诱导得到的软骨细胞接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部,将细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。 主要观察指标：倒置相差显微镜下观察细胞形态特征,鉴定CD29,CD44,CD34和CD45抗原的表达,观察细胞生长特性,测定细胞活力和生长周期,扫描电镜观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架结构和细胞与支架的复合情况。 结果：骨髓间充质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45,细胞活力为95.27%,G0~G1期细胞占94.68%。经软骨诱导液诱导后骨髓间充质干细胞转化成软骨细胞;制备的纳米羟基磷灰石/壳聚糖多孔支架孔隙率为90%,平均孔径为150 μｍ,与软骨细胞有较好的黏附性。 结论：初步证实纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与骨髓间充质干细胞诱导成的软骨细胞复合可以在体外构建组织工程软骨复合体。     

纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架复合骨髓间充质干细胞修复膝关节骨软骨缺损

摘要 背景：关节软骨损伤修复面临的难题主要表现在再生软骨的结构及生理功能距正常软骨相差较远，无法满足正常生理需要，目前修复方法很多，但效果均不理想。 目的：探讨纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架-骨髓间充质干细胞复合物修复犬膝关节骨软骨缺损的可行性。 方法：12月龄杂种犬10只，随机分为实验组、缺损对照组，无菌条件下自髂后嵴处抽取骨髓分离培养骨髓间充质干细胞，传至第3代消化、收集，调整细胞浓度为2×109 L-1，与纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原共培养24 h，即制成纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架-骨髓间充质干细胞复合物。两组犬均制备右膝关节骨软骨缺损，实验组于缺损处植入支架-细胞复合物，缺损对照组不做任何处理。 结果与结论：第12周，实验组缺损内充填以白色半透明组织，表面光滑，触之较软，稍高出周围软骨面，软骨细胞分布较均一，排列无方向性；第24周，实验组缺损内充填白色半透明新生软骨组织，色泽与正常软骨相似，质韧，表面平整，与正常软骨界限消失，表面细胞平行于关节面，深层细胞排列紊乱，细胞呈团状，基质异染广泛，与周围正常软骨连接良好。缺损对照组缺损未修复，底部为白色纤维组织。提示骨髓间充质干细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞，在新生软骨形成的同时，纳米β-磷酸三钙/Ⅰ、Ⅱ型胶原层状支架逐渐降解吸收，是组织工程修复关节软骨缺损适宜的支架材料。 关键词：纳米；β-磷酸三钙；Ⅰ型胶原；Ⅱ型胶原；骨髓间充质干细胞；软骨细胞；组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.003     

低强度脉冲式超声对兔脱细胞脱钙骨基质负载关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞复合体的影响*★

背景：有关低强度脉冲式超声波促进关节软骨损伤修复的研究较多，可供选择的细胞支架亦较多，但是有关低强度脉冲式超声波的应用条件及构建出理想的组织工程软骨细胞支架尚未达到共识。 目的：构建新西兰兔同种异体脱细胞脱钙骨基质负载关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞的复合体，给予一定条件的低强度脉冲式超声波刺激，以探讨脱细胞脱钙骨基质作为组织工程软骨支架的可行性和低强度脉冲式超声波刺激对关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞的促进作用。 设计、时间及地点：多个样本观察，实验于2009-05/08在解放军第二军医大学生物医学工程研究所完成。 材料：应用新型改良Urist法制备兔脱细胞脱钙骨基质。采用机械粉碎结合酶消化法获取兔关节软骨细胞；采用全骨髓漂洗法分离出骨髓间充质干细胞并加以纯化，进行体外单层培养扩增。 方法：按与脱细胞脱钙骨基质复合的细胞成分不同及是否应用低强度脉冲式超声波刺激不同分为4组：软骨细胞组、骨髓间充质干细胞组、复合细胞组：脱细胞脱钙骨基质分别与软骨细胞、骨髓间充质干细胞、软骨细胞/骨髓间充质干细胞复合，未进行低强度脉冲式超声波刺激。超声组：将脱细胞脱钙骨基质与软骨细胞/骨髓间充质干细胞复合，第2天进行低强度脉冲式超声波刺激，刺激频率1.0 MHz、瞬时空间强度10 mW/cm2，20 min/d。 主要观察指标：①平面培养第2代关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞行免疫组织化学检测。②新型改良Urist法制备的脱细胞脱钙骨基质行苏木精-伊红染色。③于细胞-支架复合第21天行Ⅱ型胶原的免疫组织化学检测。 结果：①平面培养第2代关节软骨细胞行Ⅱ型胶原免疫组织化学染色，可见细胞形态为多角形、星形、圆形，有伪足伸出，胞质内容丰富，胞浆明显呈棕黄色，胞核为圆形。②平面培养第2代骨髓间充质干细胞的CD34免疫组织化学染色呈阴性，CD44及CD105免疫组织化学染色呈阳性。③新型改良Urist法制备的兔脱细胞脱钙骨基质内未见明显的细胞样结构，空隙大小均匀。④复合第21天后，骨髓间充质干细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阴性，软骨细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色弱阳性，复合细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性，超声组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈强阳性。 结论：①第1~3代关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞与原代细胞的生物学性能相似。②在脱细胞脱钙骨基质内，软骨细胞和骨髓间充质干细胞可以保持较高的增殖能力。③10 mW/cm2的低强度脉冲式超声波不影响骨髓间充质干细胞活性，并且能够加速其向关节软骨细胞分化，但未发现有明显促进细胞增殖的作用。 关键词：组织工程；软骨细胞；骨髓间充质干细胞；脱细胞脱钙骨基质；低强度脉冲式超声波 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.002     

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

摘要 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14,21 d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。 关键词：胶原蛋白;羟基磷灰石;骨组织工程;骨髓间充质干细胞;支架 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.014     

丝素蛋白/羟基磷灰石复合支架对骨髓间充质干细胞增殖分化的支持：优于胶原海绵材料吗？

背景：传统的羟基磷灰石强度低、孔隙度小、骨诱导性和传导性较差。因此,人们采用各种方法制备羟基磷灰石生物复合材料,以改进其性能。 目的：观察丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料对骨髓间充质干细胞生物特性的影响,并与常用的胶原海绵相比较。 设计、时间及地点：重复测量观察及多样本观察实验,于2007-01/2008-06在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。 材料：丝素蛋白/羟基磷灰石纳米材料由苏州大学材料学院李明忠教授研制提供,胶原海绵购买于上海其胜公司。 方法：取SD大鼠股骨和胫骨分离提取骨髓间充质干细胞,进行培养,传代。取第3代骨髓间充质干细胞分别接种到丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料及三维胶原海绵材料上进行共培养。未加材料,单独培养细胞,作为空白对照组。 主要观察指标：应用倒置显微镜观察细胞生长情况;在培养第2,4,6,8天用MTT法测定细胞增殖情况及测定碱性磷酸酶活性。 结果：①倒置显微镜显示骨髓间充质干细胞能在两种材料上良好地黏附、增殖和生长。②MTT法检测显示两种材料上的细胞增殖明显,碱性磷酸酶活性随培养时间延长而增加,均高于空白对照组。 结论：丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料显示出良好的生物相容性,并能促进细胞生长分化,其有望成为胶原组织工程支架材料很好的补充和替代。 关键词：丝素蛋白;羟基磷灰石;组织工程;骨髓间充质干细胞;增殖分化     

动物源性骨软骨支架复合骨髓间充质干细胞/软骨细胞修复兔膝关节骨软骨复合缺损

摘要 背景：以往支架材料修复骨软骨的实验大都存在骨软骨耦合界面修复不良的情况。 目的：观察骨髓间充质干细胞/软骨细胞复合动物源性骨软骨支架修复兔膝关节骨软骨复合缺损的可行性。 方法：将新西兰大白兔随机抽签分为实验组、对照组、空白组,制作单侧膝关节骨软骨复合缺损后,实验组于骨缺损处植入自体骨髓间充质干细胞/诱导分化的软骨细胞与同种异体动物源性骨软骨复合支架,对照组于骨缺损处植入同种异体动物源性骨软骨支架、空白组未植入任何材料。术后4,8,12周行大体观察、苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色。 结果与结论：实验组大体观察见复合缺损区完全修复,局部无凹陷,新生组织和周围组织融合,苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色见软骨缺损区由新生的透明软骨样组织修复,细胞柱状排列,极性好,软骨陷窝明显,骨缺损区由骨样组织修复,新生软骨和软骨下骨以及宿主骨界面耦合良好,甲苯胺蓝染色阳性率和组织学评分优于对照组、空白组(P < 0.05)。说明诱导分化的自体软骨细胞和骨髓间充质干细胞共培养复合动物源性骨软骨支架所构建的细胞-支架复合体能成功修复兔膝关节软骨和软骨下骨的复合缺损,是一种理想的骨软骨复合缺损修复方法。 关键词：动物源性;支架;骨髓间充质干细胞;软骨细胞;修复;缺损 中国组织工程研究与临床康复, 2011,15 (12): 2265-2269.     

Acellular spinal cord scaffold seeded with bone marrow stromal cells protects tissue and promotes functional recovery in spinal cord‐injured rats

Therapy using scaffolds seeded with stem cells plays an important role in repair of spinal cord injury (SCI), with the transplanted cells differentiating into nerve cells to replace the lost tissue while releasing neurotrophic factors that contribute to repair following SCI and enhance the function of the damaged nervous system. The present study investigated the ability to extend the survival time of bone marrow stromal cells (BMSCs) to restore the damaged spinal cord and improve functional recovery by grafting acellular spinal cord (ASC) scaffold seeded or not with BMSCs in a rat model of acute hemisected SCI. BBB scores revealed that treatment with BMSCs seeded into ASC scaffold led to an obvious improvement in motor function recovery compared with treatment with ASC scaffold alone or untreated controls. This improvement was evident at 2 and 8 weeks after surgery (P < 0.05). When BMSCs labeled with 5‐bromodeoxyuridine were implanted together with ASC scaffold into the injured sites, they differentiated into glial cells, and some BMSCs could be observed within the graft by immunofluorescent staining at 8 weeks after implantation. Evaluation of caspase‐3 activation suggested that the graft group was able to reduce apoptosis compared with SCI alone at 8 weeks after operation (P < 0.05). This study suggests that ASC scaffolds have the ability to enhance BMSC survival and improve differentiation and could also reduce native damaged nerve tissue apoptosis, thus protecting host tissue as well as improving functional recovery after implantation. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

纤维蛋白胶与异种骨复合支架中立体培养的兔骨髓基质细胞

单一的支架材料往往具有一些自身难以克服的缺点,拟构建一种具有较多优越性的复合支架,希望能够解决种子细胞与支架材料黏附的问题。 目的：应用纤维蛋白胶、异种无机骨构建骨组织工程复合支架材料,探讨兔骨髓基质细胞在这种复合支架材料中立体培养情况。 设计、时间及地点：观察实验,于2007-11/ 2008-03在吉林大学中日联谊医院骨科研究室、天津理工大学机械工程学院完成。 材料：纤维蛋白原与凝血酶按比例制备纤维蛋白胶,牛松质骨经去脂去蛋白等无机化处理后与纤维蛋白胶复合,制成复合骨支架材料。 方法：将兔骨髓基质细胞作为种子细胞进行传代培养,收集后在纤维蛋白胶、异种无机骨构成的复合支架中进行立体培养。 主要观察指标：采用相差显微镜、透射电子显微镜等手段观察骨髓基质细胞在纤维蛋白胶中的生长状况。 结果：相差显微镜下观察见骨髓基质细胞均匀分布于复合支架中,具有良好活性,细胞不断增殖、分化,培养4周骨髓基质细胞形成密集立体网状。透射电子显微镜下见复合支架中培养4周的基质细胞内细胞器结构完整,局部有细突起,胞质内可见线粒体,核糖体,粗面内质网。 结论：在纤维蛋白胶与异种无机骨构建的复合支架中骨髓基质细胞具有良好活性,可迅速扩增生长。     

丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景：随着组织工程的兴起,软骨损伤的修复可能性显著地提高,但单一的支架材料均不能符合理想支架,有一定的局限性。 目的：观察骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石构建组织工程化软骨的可行性。 方法：体外分离培养骨髓间充质干细胞,并定向诱导成软骨细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石复合培养,构建膝关节胫骨平台全层关节软骨缺损。54只大白兔单侧膝关节全层软骨缺损模型后随机抽签法分为3组,复合组植入细胞-丝素蛋白/羟基磷灰石复合物;材料组植入单纯丝素蛋白/羟基磷灰石,对照组不行任何植入。植入后8,12周CT检查及组织学检查观察软骨缺损修复情况。 结果与结论：植入后8周,复合组关节面不平整,关节间隙增大,形成新生类软骨细胞,基质丰富。材料组关节面塌陷,软骨细胞少量增殖。植入后12周,复合组关节面平整,关节间隙如常。大量软骨细胞出现,与周边软骨色泽一样,支架材料完全降解。材料组关节面不平整,软骨细胞不完全充填,支架材料部分降解。对照组未见修复。提示用骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,显示了丝素蛋白/羟基磷灰石材料作为关节软骨组织工程支架材料的良好生物相容性。     

Dynamic culture of a thermosensitive collagen hydrogel as an extracellular matrix improves the construction of tissue-engineered peripheral nerve

Tissue engineering technologies offer new treatment strategies for the repair of peripheral nerve injury, but cell loss between seeding and adhesion to the scaffold remains inevitable. A thermosensitive collagen hydrogel was used as an extracellular matrix in this study and combined with bone marrow mesenchymal stem cells to construct tissue-engineered peripheral nerve composites in vitro. Dynamic culture was performed at an oscillating frequency of 0.5 Hz and 35° swing angle above and below the horizontal plane. The results demonstrated that bone marrow mesenchymal stem cells formed membrane-like structures around the poly-L-lactic acid scaffolds and exhibited regular alignment on the composite surface. Collagen was used to fill in the pores, and seeded cells adhered onto the poly-L-lactic acid fibers. The DNA content of the bone marrow mesenchymal stem cells was higher in the composites constructed with a thermosensitive collagen hydrogel compared with that in collagen I scaffold controls. The cellular DNA content was also higher in the thermosensitive collagen hydrogel composites constructed with the thermosensitive collagen hydrogel in dynamic culture than that in static culture. These results indicate that tissue-engineered composites formed with thermosensitive collagen hydrogel in dynamic culture can maintain larger numbers of seeded cells by avoiding cell loss during the initial adhesion stage. Moreover, seeded cells were distributed throughout the material.     

Growth and differentiation of neural stem cells in a three-dimensional collagen gel scaffold

Collagen protein is an ideal scaffold material for the transplantation of neural stem cells. In this study, rat neural stem cells were seeded into a three-dimensional collagen gel scaffold, with suspension cultured neural stem cells being used as a control group. Neural stem cells, which were cultured in medium containing epidermal growth factor and basic fibroblast growth factor, actively expanded and formed neurospheres in both culture groups. In serum-free medium conditions, the processes extended from neurospheres in the collagen gel group were much longer than those in the suspension culture group. Immunofluorescence staining showed that neurospheres cultured in collagen gels were stained positive for nestin and differentiated cells were stained positive for the neuronal marker βIII-tubulin, the astrocytic marker glial fibrillary acidic protein and the oligodendrocytic marker 2’,3’-cyclic nucleotide 3’-phosphodiesterase. Compared with neurospheres cultured in suspension, the differentiation potential of neural stem cells cultured in collagen gels increased, with the formation of neurons at an early stage. Our results show that the three-dimensional collagen gel culture system is superior to suspension culture in the proliferation, differentiation and process outgrowth of neural stem cells.     

可注射性纤维蛋白凝胶/脱钙骨基质复合支架延缓兔骨关节炎软骨退变

背景：纤维蛋白凝胶及脱钙骨基质都有优良的生物相容性及生物降解性,因此可以作为软骨组织工程支架培养软骨种子细胞。这两种材料分别可以作为生长因子的载体缓慢释放生长因子,并达到持续发挥促软骨细胞生长的功能。 目的：验证可注射性纤维蛋白凝胶/脱钙骨基质复合支架延缓骨性关节炎的可行性及有效性。 方法：实验为同体对照动物实验。16只兔切断双后肢前交叉韧带制备兔膝关节骨性关节炎模型,兔一侧膝关节内注射复合支架材料与软骨细胞混悬液为实验组。另一侧膝关节内注射等量生理盐水为对照组,12周后取关节软骨,分别进行苏木精-伊红染色,Masson染色,Ⅱ型胶原免疫组化染色,并根据Wakitani标准及Outerbridge分类重新制定标准进行评分,评价实验组与对照组软骨退变的程度。 结果与结论：实验组关节软骨表面尚光滑,可见软骨陷窝,结构软骨退变较对照组轻;软骨细胞及Ⅱ型胶原较正常软骨组织轻度减少,关节囊组织无明显Ⅱ型胶原表达。实验组综合评分低于对照组(P < 0.01)。表明可注射性纤维蛋白凝胶/脱钙骨基质复合支架为早期骨性关节炎及骨缺损修复提供了一种优良的复合支架材料。 关键词：纤维蛋白凝胶;脱钙骨基质;骨关节炎;软骨;组织工程;兔 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.004