骨形态发生蛋白在骨组织工程中的应用

组织工程通过种子细胞、支架材料和细胞外基质复合生长而产生新的组织器官,作为细胞外基质之一的生物活性蛋白因子是其重要组成部分,是骨组织工程达到最佳构建的重要因素,同种子细胞、支架材料及其他细胞生长因子密切相关.目前各种生物活性蛋白因子中骨形态发生蛋白(BMP)是应用于骨组织工程最多的生物活性因子,而BMP-2和BMP-7又是其中最为常用的,通过基因技术将BMP基因转染到种子细胞内持续发挥作用是其应用的主要趋势.另外,与支架材料及其他生物活性因子的相互作用,也使其成功地应用于骨组织工程的多个方面.     

纳米组织工程骨与兔骨髓基质干细胞体外生物相容性的实验研究

目的探讨纳米组织工程骨(NHAC)与兔骨髓基质干细胞(RMSCs)体外生物相容性,为应用组织工程方法修复骨缺损提供依据。方法将RMSCs与NHAC体外复合培养,进行形态学和功能测定。结果骨髓基质干细胞能在纳米组织工程骨上良好地粘附、增殖、生长。细胞的活性和碱性磷酸酶活性未受到纳米组织工程骨的影响。结论NHAC具有良好的生物相容性,可作为骨组织工程理想的生物材料。     

小肠粘膜下层的制备及细胞相容性的实验研究

目的了解猪小肠粘膜下层(SIS)的细胞相容性,探讨用SIS为生长载体复合骨髓基质干细胞(BMSCs)构筑组织工程骨的可能性。方法用物理和化学方法处理猪小肠粘膜下层,将兔骨髓基质干细胞与SIS进行体外复合培养,分别进行组织学、相差显微镜和扫描电镜观察。结果经物理和化学处理的SIS纯度高,孔隙多,胶原纤维未受损;BMSCs在SIS材料上生长、粘附、增殖,并能长入材料的孔隙内,分泌大量的细胞外基质成分。结论SIS的细胞相容性良好,不影响BMSCs的形态,对细胞生长和功能表达无抑制作用,可以用作骨组织工程的支架材料。     

珊瑚羟基磷灰石的细胞相容性实验研究

目的探讨珊瑚羟基磷灰石(CoralHydroxyapatite,CHAP)与骨髓基质细胞(BoneMarrowStro-macell,BMSc)的生物相容性,为用组织工程方法修复骨缺损提供依据。方法将骨髓基质细胞与珊瑚羟基磷灰石复合体外培养,进行形态学、细胞增殖、蛋白含量、碱性磷酸酶测定。结果骨髓基质细胞能粘附在珊瑚羟基磷灰石上,增殖、生长不受珊瑚羟基磷灰石的影响。结论珊瑚羟基磷灰石具有良好的细胞相容性,可作为骨组织工程的材料应用于骨缺损修复。     

可降解聚合物在骨组织工程中的应用进展

目的 探讨理想的骨组织工程细胞外基质材料的选择和制备。方法 广州查阅了近期有关可降解聚合物作成骨细胞培养支架的文献,总结了各种可降解聚合物在骨组织工程研究中作为细胞外基质材料的优缺点。结果 理想的骨组织工程细胞外基质材料应由无机类材料、人工合成聚合物类材料和天然聚合物类材料组成,并含有最佳的生长因子缓释系统的多孔三维立体泡沫。结论 复合型细胞外基质材料的研制是骨组织工程研究中十分重要而迫切的任务。     

壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞相容性的实验研究

目的 初步探讨壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞的生物相容性.方法 壳聚糖制成疏松多孔海绵状支架材料,采用体外复合细胞培养技术,将骨髓基质细胞在壳聚糖支架材料中培养,通过噻唑蓝比色(MTT)法检测细胞增殖情况及碱性磷酸酶活性的检测,观察支架材料对培养细胞的影响.结果 骨髓基质细胞在壳聚糖支架材料中生长良好,细胞增殖和碱性磷酸酶活性在细胞组与支架-细胞组中差异无统计学意义(P＞0.05),表明壳聚糖支架材料对骨髓基质细胞的增殖、分化及分泌功能均无明显影响.结论 壳聚糖支架材料与骨髓基质细胞的生物相容性好,有作为骨组织工程载体材料的应用前景.     

自制脱蛋白骨与骨髓基质细胞的生物相容性研究

目的 探讨表面脱钙的脱蛋白异体骨与骨髓基质细胞的生物柑容性，为骨组织工程提供合适的支架材料。方法 用经物理与化学方法处理而制得的脱蛋白骨与骨髓基质细胞（MSCs)复合培养，进行形态学观察、细胞增殖、ALP的活性、骨钙素的分泌与蛋白质含量检测；扫描电镜观察细胞在脱蛋白骨材料上的情况。结果 骨髓基质细胞能在脱蛋白骨上贴附、增殖，其生长及功能不受影响。结论 本方法所制的脱蛋白骨与MSCs具有良好的生物相容性，可作为MSCs的载体应用于骨组织工程。     

纳米生物材料在骨组织工程中的应用

作为骨组织工程的要素之一,三维支架扮演着至关重要的角色。适宜的支架能模仿细胞生长的微环境,为细胞的增殖以及新骨生长提供具有良好生物相容性的三维结构。由于具有良好的生物特性,纳米生物材料成为制备骨组织工程三维支架的理想材料。各种纳米生物材料如纳米复合材料、纳米纤维材料、纳米生物活性材料和可注射性纳米材料被合成并应用于骨组织工程的研究中,呈现出广阔的应用前景。该文对近年来纳米生物材料在骨组织工程中的应用作一综述。     

生物陶瓷作为骨组织工程支架材料的研究进展

组织工程支架材料是组织工程研究的重要内容之一.骨组织工程模拟了自体骨移植的骨形成过程,支架材料、种子细胞、生长因子构成了骨组织工程的三要素.在构建组织工程骨的过程中,自体骨髓基质干细胞作为骨种子细胞,支架材料提供细胞外基质和机械支持,生长因子能诱导骨髓基质干细胞向成骨方向发展.     

可注射型生物蛋白胶包埋骨髓基质细胞工程化组织的体外实验

目的构建可注射型生物蛋白胶包埋骨髓基质细胞的工程化组织,体外培养并研究其生物学特性,探讨将可注射型生物蛋白胶作为组织工程支架用于临床的实验基础。方法体外培养浇铸有骨髓基质细胞的生物蛋白胶,通过倒置相差显微镜、激光共聚焦显微镜观察载体内细胞生长及载体降解情况,5-溴脱氧尿苷(5-Bromodeocyuridine,BrdU)掺入标记后免疫组化等方法研究可注射型载体内包埋细胞的增殖情况。结果骨髓基质细胞包埋于生物蛋白胶内能很好地存活并增殖,2d后细胞呈典型的成纤维细胞形态;6d后生物蛋白胶边缘部分开始降解,细胞脱落至培养板;体外培养14d,细胞生长良好,大部分生物胶降解,脱落的细胞增多,贴壁生长的细胞形态正常;3周后生物蛋白胶完全降解。结论生物蛋白胶聚合后包埋的种子细胞能够正常增殖,生物蛋白胶是一种理想的适用于微创方法修复组织的可注射型组织工程培养和移植的支架。     

生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞影响的体外实验研究

目的:探讨生物活性玻璃作为成骨细胞培养支架的可行性,为骨组织工程寻找一种良好的细胞载体.方法:采用骨膜源性成骨细胞与生物活性玻璃陶瓷体外复合培养,通过光镜、电镜、上清液ALP测定及流式细胞仪观察及检测生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞生物学性状的影响.结果:成骨细胞在生物活性玻璃陶瓷的表面及空隙内生长状态良好,上清液ALP测定值及细胞凋亡率(Ap)两组对照无显著性差异.结论:生物活性玻璃陶瓷具有良好的生物相容性、生物活性和成骨作用,可以成为骨组织工程中一种新型的细胞支架材料.     

纤维蛋白胶在骨修复过程中的应用进展

纤维蛋白黏合胶,又称纤维蛋白封闭系统或纤维蛋白胶(fibrin glue,FG/fibrin-fibronectin sealing system,FFSS/fibrinsealant,FS)是一种天然的细胞外基质,因其生物相容性、可塑性良好,具有一定的弹性和黏附能力,易被组织吸收,无细胞毒性,制备方便,近年来被广泛用于骨组织工程中     

软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架和骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨

[目的]探讨软骨细胞外基质和壳聚糖制备复合多孔支架,同时并对小鼠骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨的可行性进行观察.[方法]以猪关节软骨细胞外基质和壳聚糖为原料,采用冷冻干燥法制备软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架.通过扣描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率,MTT方法检测支架浸提液毒性.将小鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs)分离培养并用TGF-β1成软骨诱导后,与材料复合培养,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况.[结果]软骨细胞外基质/壳聚精复合支架具有疏松多孔结构,孔径大小(159±36)μm,孔隙率为90.5%±2.3%,复合支架中的软骨细胞外基质成分甲苯胺蓝染色、番红O染色均呈阳性,MTT结果显示支架无细胞毒性.诱导的骨髓间充质干细胞在支架表面生长良好.[结论]软骨细胞外基质/壳聚糖复合材料具有合适的孔径和孔隙率,生物相容性良好,是组织工程软骨的良好支架载体.     

小肠粘膜下层组织工程支架材料的生物相容性研究

目的 观察小肠粘膜下层(SIS)的生物相容性和作为组织工程支架材料的可行性.方法 参照国际标准ISO10993-1制定的医疗器械生物学评价的相关方法和标准,通过细胞毒性试验、热原试验、溶血试验、致敏试验、肌肉刺激试验等体内外生物学实验相结合的方法评价SIS的生物相容性及免疫原性.结果 实验证明小肠粘膜下层细胞相容性良好,不溶血,无致热、致敏反应,肌肉刺激试验的组织学检查见SIS周围无明显炎症及排斥反应,材料部分降解并见大量结缔组织生长.结论 SIS具有良好的生物相容性和免疫原性,可作为组织工程的支架材料.     

组织工程化新生骨组织的构建方式及临床应用

临床上由于创伤、肿瘤等原因导致的骨缺损发病率较高,传统的治疗方法中自体或异体骨移植存在着骨源有限和排斥反应等问题,预后不理想。二十世纪八十年代骨组织工程学的兴起和发展为骨缺损的修复展现了美好的前景,即应用细胞生物学和工程学的原理,研究开发出修复、保持或改善骨组织功能的生物替代物,充填骨缺损,逐渐与宿主骨愈合并被自身骨组织替换,利用组织工程学方法制备的骨替代物称为组织工程化骨。种子细胞、基质材料、活性因子是骨组织工程学的三个组成部分,根据不同的组合,组织工程化骨的构建就有三种方式,也是三个发展的方向:基质材料与种子细胞、基质材料与活性因子、基质材料加种子细胞与活性因子。随着研究的深入,又出现了血管化的复合组织工程化骨。骨组织工程的临床研究尚处于起步阶段,临床应用和有关文献报道较少。根据骨构建的方式和临床应用综述如下。     

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。     

新型双相陶瓷材料复合成骨细胞构建人工骨及其体内成骨的观察

目的 观察骨髓来源的成骨细胞与新型双相陶瓷材料复合培养后细胞生长状况及其体内异位成骨能力。方法 将来源于兔骨髓的成骨细胞与新法制备的HA/TCP共培养2周,通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况;然后将复合物自体异位植入体内,6周后观察体内成骨情况。结果 扫描电镜显示材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长,有良好增殖活动性和稳定细胞表型,材料中心区未见细胞生长;植入体内6周后取材见内植物有新骨形成、多位于内植物表面,可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构。结论 新型双相陶瓷支架可用作组织工程骨的细胞外基质材料,骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞。     

小肠粘膜下层复合成骨诱导的骨髓基质干细胞体内成骨的实验研究

目的探讨利用组织工程方法,以小肠粘膜下层为支架材料复合成骨诱导后的骨髓基质干细胞构建骨组织的可行性。方法将取自兔骨髓中的骨髓基质干细胞经成骨诱导液诱导后,与经处理的猪小肠粘膜下层在体外共培养。1周后,将共培养的猪小肠粘膜下层埋置于无胸腺裸鼠皮下。分别在不同时间进行扫描电镜、透射电镜、组织学和免疫组织化学观察。结果体外培养时,见细胞与材料粘附良好,且分泌大量的细胞外基质,细胞分化、增殖活跃。大体观察植入体内的细胞-材料复合物,见颜色变白,组织硬度增加,组织学和电镜观察见有大量骨组织形成。免疫组化示细胞为具有分泌特异性骨钙蛋白的成骨细胞。结论骨髓基质干细胞经成骨诱导为成骨细胞后与小肠粘膜下层共培养,植入裸鼠体内后可形成骨组织,小肠粘膜下层是一种良好的骨组织工程支架材料。     

丝素蛋白—壳聚糖支架在组织工程中的应用新进展

丝素蛋白是一种天然的蛋白质生物大分子,因其具备优秀的降解能力、良好的生物相容性,以及良好的促进细胞增殖作用,已广泛应用于组织工程领域。然而,单独使用时仍暴露出诸多的缺点,如力学性能较差、干燥时容易碎裂、降解速率与组织再生的速率不匹配等。壳聚糖是甲壳素脱乙酰后的产物,是一种天然的生物多糖,能够在体内模拟细胞外基质成分,充当细胞黏附的底物。但由于其柔韧性较差,降解速度较慢,阻碍了其在组织工程领域的发展。丝素蛋白与壳聚糖制备成三维支架的方法已经日趋成熟,笔者现重点介绍其在组织工程中的应用新进展。     

新型双相陶瓷材料复合成骨细胞构建人工骨及其体内成骨的观察

目的 观察骨髓来源的成骨细胞与新型双相陶瓷材料复合培养后细胞生长状况及其体内异位成骨能力。方法 将来源于兔骨髓的成骨细胞与新法制备的HA／TCP共培养2周，通过相差显微镜、扫描电镜观察体外细胞生长情况；然后将复合物自体异位植入体内，6周后观察体内成骨情况。结果 扫描电镜显示材料表面和孔隙内均有成骨细胞生长，有良好增殖活动性和稳定细胞表型，材料中心区未见细胞生长；植入体内6周后取材见内植物有新骨形成、多位于内植物表面，可见成骨细胞、骨细胞、髓腔样结构、板层样骨基质等正常骨组织结构。结论 新型双相陶瓷支架可用作组织工程骨的细胞外基质材料，骨髓来源的成骨细胞可用作骨组织工程的种子细胞。