体外培养兔骨髓基质干细胞复合β-磷酸三钙的肌内成骨能力观察

目的:观察体外成骨诱导培养液条件下骨髓基质干细胞与细胞支架β-磷酸三钙体外复合培养后的成骨活性,以验证兔骨髓基质干细胞在体外向成骨细胞转化的能力,并进行对照比较。方法:实验于2003-10/2004-02在解放军第二军医大学长征医院骨科实验室完成。取健康成年新西兰大白兔7只,将抽取的骨髓置于加入地塞米松、β-甘油磷酸钠及维生素C的DMEM标准培养液中培养。对获得的兔骨髓基质干细胞以倒置显微镜、透射电镜、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色等手段进行生长状态观察及生物学特性鉴定。然后将骨髓基质干细胞与β-磷酸三钙体外复合培养1周后自体回植兔肌肉内,分别在4周和8周后取材,观察其成骨能力以组织学方法检测,并与未复合的β-磷酸三钙的细胞做自身对照比较。结果:实验选取的7只兔全部进入结果分析。①细胞的生长状况及形态特征:细胞全骨髓法培养24～48h,细胞开始贴壁,呈短梭形,贴壁细胞呈成纤维细胞集落方式生长。细胞培养5～7d,细胞集落生长逐渐密集,细胞体积逐渐增大,向长梭形转变,部分细胞呈多角形。②细胞生长曲线:传至第3代细胞,1～3d细胞增殖缓慢,为潜伏期,3～5d后细胞大量扩增,6d后细胞达到顶点进入平台期。第1,2,4代细胞的生长曲线基本与第3代相似。③细胞贴壁率:各代细胞的贴壁率未见明显差异,一般2h开始贴壁,2～8h前贴壁率增加较快,8～14h贴壁率达80%～90%。④细胞分裂指数:细胞早期分裂较慢,培养5～8d分裂指数最高,可达10%～15%。表现为胞核增大,双核增多。1～4代核分裂率基本相似。⑤细胞超微结构观察。结果:培养至第2代,骨髓基质干细胞透射电镜下细胞内开始出现大量胶原。⑥血清碱性磷酸酶检测结果:骨髓基质干细胞染色后,血清碱性磷酸酶显示红棕色沉淀,细胞密集区颜色较深。第3代细胞血清碱性磷酸酶染色阳性率可达85%以上。⑦细胞免疫组化Ⅰ型胶原检测结果:各代细胞I型胶原免疫组化染色均为阳性,胞浆呈红棕色。⑧肌内成骨活性观察:骨髓基质干细胞/β-磷酸三钙复合物植入体内4周,可见新生骨样基质。8周后新生骨量明显增多,可见典型的骨组织结构。而未复合细胞的人工骨孔隙内仅见大量纤维结缔组织,体内培养4周及10周时均未见骨组织形成。结论:体外培养条件下,骨髓基质干细胞在条件培养液中具有与成骨细胞相似的形态特征、生长特点和功能性表现,短期内可以获得大量具有成骨能力的细胞。复合β-磷酸三钙载体后,出现异位成骨现象,为临床骨组织工程技术的研究提供了理论依据和参数。     

关节腔环境诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中干细胞向软骨细胞表型的分化

目的：探讨正常关节腔环境对骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体的诱导作用，分析正常关节腔能否诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化。 方法：实验于2004-01／10在解放军第四军医大学组织工程中心实验室完成。磷酸三钙多孔陶瓷材料由法国地中海大学研制并提供，平均孔径为100～300μm，孔隙率为52％。选取中国美利奴绵羊12只，均从髂骨抽取骨髓10mL，分离培养骨髓基质干细胞，然后以10μL^-1细胞密度接种2mm&;#215;2mm&;#215;2mm磷酸三钙多孔陶瓷材料，体外培养24h后移植到自体绵羊膝关节腔。分别在复合体移植后4周和8周取材，6只／次，常规制备石蜡切片，分别进行甲苯胺蓝染色、苏木精-亮绿-番红花-“O”染色、免疫组化染色，镜下观察阳性染色分布和强度。 结果：实验选取中国美利奴绵羊12只，全部进入结果分析。①术后骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体大体观察结果：复合体移植后4周从关节腔中取出的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体为白色，质地较硬；8周时取出，复合体为白色半透明，质地比较有弹性，形似软骨。②骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体软骨基质特染梁观察结果；甲苯胺蓝染色发现，植入关节腔的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体有明显阳性染色，表明有糖蛋白基质形成。番红-囊亮绿色发现，关节腔骨基质干细胞-磷酸三钙复合体有砖红色异染，在小孔内璧有明显软骨形成。Ⅱ型胶原免疫组化染色发现，复合体移植后4周标本有Ⅱ型胶原阳性表达，8周时表达增强，但骨钙素免疫组化染色没有发现阳性反应。 结论：正常关节腔环境能够诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中的干细胞发生软骨细胞表型分化．表现出软骨基质特染强阳性。     

关节腔环境诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中干细胞向软骨细胞表型的分化

目的:探讨正常关节腔环境对骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体的诱导作用,分析正常关节腔能否诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化。方法:实验于2004-01/10在解放军第四军医大学组织工程中心实验室完成。磷酸三钙多孔陶瓷材料由法国地中海大学研制并提供,平均孔径为100～300μm,孔隙率为52%。选取中国美利奴绵羊12只,均从髂骨抽取骨髓10mL,分离培养骨髓基质干细胞,然后以1011L-1细胞密度接种2mm×2mm×2mm磷酸三钙多孔陶瓷材料,体外培养24h后移植到自体绵羊膝关节腔。分别在复合体移植后4周和8周取材,6只/次,常规制备石蜡切片,分别进行甲苯胺蓝染色、苏木精-亮绿-番红花-“O”染色、免疫组化染色,镜下观察阳性染色分布和强度。结果:实验选取中国美利奴绵羊12只,全部进入结果分析。①术后骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体大体观察结果:复合体移植后4周从关节腔中取出的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体为白色,质地较硬;8周时取出,复合体为白色半透明,质地比较有弹性,形似软骨。②骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体软骨基质特染观察结果:甲苯胺蓝染色发现,植入关节腔的骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体有明显阳性染色,表明有糖蛋白基质形成。番红-亮绿染色发现,关节腔骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体有砖红色异染,在小孔内壁有明显软骨形成。Ⅱ型胶原免疫组化染色发现,复合体移植后4周标本有Ⅱ型胶原阳性表达,8周时表达增强,但骨钙素免疫组化染色没有发现阳性反应。结论:正常关节腔环境能够诱导骨髓基质干细胞-磷酸三钙复合体中的干细胞发生软骨细胞表型分化,表现出软骨基质特染强阳性。     

磷酸钙人工骨复合骨髓基质干细胞移植修复骨缺损的实验

背景：骨缺损临床常用治疗方法有自体骨移植、异体骨移植和人工骨移植，但都存在不同程度的缺点。因此，如何更好的修复缺损的骨组织，成为外科领域关注的热点。 目的：制备磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物，通过动物实验观察骨缺损的修复作用。 设计：随机对照实验单位：青岛大学医学院附属医院创伤外科。 材料：实验于2002-05／2003-09在青岛大学医学院附属医院动物实验中心进行。新西兰健康成年大白兔24只，6～14个月龄，体质量9～3．5kg，雌雄不限。 方法：①分离、扩增兔骨髓基质干细胞，并以磷酸钙人工骨为载体制备磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物。②24只兔（48侧）制作成骨缺损模型，分为3组，复合物组（24侧），24只兔一侧骨缺损植入细胞＋载体复合物；人工骨组（12侧），12只兔对侧植入磷酸钙人工骨；空白对照组（12侧），12只兔对侧骨缺损不作任何处理。术后8，16，24周，每组每个时间点取4只动物进行放射性核素监测，并分别于麻醉状态下处死相应动物，进行X射线摄片、组织学染色分析。 主要观察指标：①各组动物骨缺损区大体观察。②X射线检查结果。③组织形态学观察结果。④放射性核素监测结果。 结果：24只兔均进入结果分析。①各组动物骨缺损区大体观察及X射线检查结果：24周时，复合物组骨断端部分连结，新骨与材料之间的边界不清，未见到髓腔再通；单纯人工骨组植入材料与截骨断端融合，材料体积较植入初期变化不明显；空白对照组形成骨不连，髓腔封闭。②组织形态学观察结果：24周时，复合物组骨缺损范围变小，骨缺损处相连；人工骨组新骨与材料结合紧密并部分长入；空白对照组髓腔封闭，形成骨不连。③放射性核素监测结果：复合物组和人工骨组8～24周间肉眼可分辨出放射性浓度呈明显上升趋势。 结论：磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物可再生新骨组织并完好地修复桡骨缺损，且修复能力明显优于单纯的磷酸钙人工骨。     

体外培养骨髓基质细胞增殖和分化的相互关系

目的：建立一种简单可靠的骨髓基质细胞向成骨细胞转化的体外培养方法，探讨骨髓基质干细胞增殖和分化的相互关系。方法：实验于2003—02／12在新疆医科大学第1附属医院包虫病临床研究所细胞室完成。将兔骨髓基质细胞悬液进行体外培养，传代培养后分组：①普通培养基组传代后仍使用普通培养基培养，每3天换液1次。②条件培养基组，分5种情况，在普通培养基中培养至第3，10,20代后即分别使用条件培养基（Dulbeeco＇s改良的Eagle＇s培养基中加入地塞米松10^-7mmol／L，β-甘油磷酸钠10mmol／L，维生素C50mg／L）持续培养30d，每3天换液1次；传代后使用条件培养基持续培养30d，每3天换液1次；传代后使用条件培养基持续培养30d，每4天传代1次。形态学观察采用倒置显微镜；碱性磷酸酶染色采用偶氮偶联法；观察钙结节形成采用Von kossa＇s染色。结果：①各组细胞形态学观察结果：普通培养基组在形态上与条件培养基组细胞无明显差别。②各组细胞钙结节和碱性磷酸酶染色结果：普通培养基培养至第3，10，20代后用条件培养基及传代后用条件培养基（每3天换液）组细胞碱性磷酸酶阳性率达80％以上，表现为成骨细胞形态并形成钙结节，Von kossa＇s染色阳性；普通培养基组及传代后用条件培养基（每4天换液）组细胞的碱性磷酸酶染色为阴性，未能形成钙结节，Von kossa＇s染色阴性。结论：①贴壁筛选法是一种简单可靠的分离骨髓基质细胞的方法。②骨髓基质细胞的分化和增殖是两个对立的状态。     

骨髓基质干细胞体内和体外分化为心肌细胞的条件

目的：探讨5-氮胞苷和心肌内环境对骨髓基质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)向心肌细胞转化的影响。方法：体外分离培养纯化MSCs，用Brdu标记MSCs，用不同浓度的5-氮胞苷诱导MSCs3周后，计算心肌细胞转化率。利用免疫组化方法测定诱导后MSCs中心肌特异性抗体(肌钙蛋白Ⅰ，肌凝蛋白重链)的存在。在体实验中，将体外标记的MSCs分为对照组，未诱导组，诱导组，移植给正常鼠，于移植后第1，2和4周取鼠心肌组织的HE病理切片镜下观察，使用免疫组化法检测Brdu阳性细胞中心肌特异性抗体的存在并观察MSCs向心肌细胞转化情况。结果：5-氮胞苷可以在体外诱导MSCs分化为心肌样细胞，而且在5μmol／L浓度的情况下，心肌样细胞转化率最高。同时，心肌内环境也可以诱导MSCs分化为心肌样细胞，而且避免了5-氮胞苷的副作用。结论：MSCs在5-氮胞苷和心肌内环境的作用下均可以分化为心肌样细胞，并具有心肌特异性蛋白结构，可以作为心肌细胞移植的理想种子来源。     

兔骨髓间充质干细胞复合小牛脱钙骨修复胫骨缺损的可行性

目的：通过兔骨髓间充质干细胞复合小牛脱钙骨对兔胫骨长段骨-骨膜缺损修复情况的观察，探讨骨髓间充质干细胞与小牛脱钙骨联合应用于负重骨修复的可行性。 方法：实验于2001—10／2002-08在牡丹江市第二人民医院放射科进行。①健康成年新西兰大白兔-24只，随机编号后从自体骨髓中分离出骨髓间充质干细胞，与小牛脱钙骨于体外复合培养，并将这24只大白兔制备成双侧胫骨中段10mm骨一骨膜缺损模型，行常规钢板螺钉固定。②随机选取其中的20只，对同一只兔将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组，将小牛脱钙骨植入左侧胫骨缺损处作为对照组；另4只兔作为空白组，双侧骨缺损不植入任何材料。然后分栏放养，观察各组兔术后一般情况。③在8，12，16，24周各时间点分别取出骨缺损修复标本，进．行大体观察和骨密度测试，并进行统计学分析，以比较各组修复骨缺损的能力。 结果：实验大白兔24只均进入结果分析。①各组兔术后一般情况：术后各组动物恢复及进食均正常，伤口无炎性反应，愈合良好。②各组兔骨缺损修复标本大体观察：术后8周实验组骨缺损部分修复，12，16周骨缺损完全修复，8，12，16，24周时实验组的骨缺损修复和骨痂生长情况明显好于对照组；24周时空白组的各缺损区均未发现有骨组织形成。③各组兔骨缺损区的骨密度测量结果：术后8，12，16周时各缺损区的骨密度测量结果显示实验组明显高于对照组（实验组：0．945&;#177;0．063，1．246&;#177;0．027，1．568&;#177;0．059；对照组：0．601&;#177;0．024，1．001&;#177;0．023，1．219&;#177;0．033，P〈0.05）。24周时实验组与对照组比较无统计学意义（1．627&;#177;0．054，1．462&;#177;0．107，P〉0．05）。空白组骨缺损未修复。 结论：骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨早期修复骨缺损能力较强，且与单纯小牛脱钙骨相比成骨量大、迅速，能够对负重骨缺损进行有效的修复。     

体外培养骨髓基质细胞增殖和分化的相互关系

目的:建立一种简单可靠的骨髓基质细胞向成骨细胞转化的体外培养方法,探讨骨髓基质干细胞增殖和分化的相互关系。方法:实验于2003-02/12在新疆医科大学第1附属医院包虫病临床研究所细胞室完成。将兔骨髓基质细胞悬液进行体外培养,传代培养后分组:①普通培养基组传代后仍使用普通培养基培养,每3天换液1次。②条件培养基组,分5种情况,在普通培养基中培养至第3,10,20代后即分别使用条件培养基(Dulbecco’s改良的Eagle’s培养基中加入地塞米松10-7mmol/L,β-甘油磷酸钠10mmol/L,维生素C50mg/L)持续培养30d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30d,每4天传代1次。形态学观察采用倒置显微镜;碱性磷酸酶染色采用偶氮偶联法;观察钙结节形成采用Vonkossa’s染色。结果:①各组细胞形态学观察结果:普通培养基组在形态上与条件培养基组细胞无明显差别。②各组细胞钙结节和碱性磷酸酶染色结果:普通培养基培养至第3,10,20代后用条件培养基及传代后用条件培养基(每3天换液)组细胞碱性磷酸酶阳性率达80%以上,表现为成骨细胞形态并形成钙结节,Vonkossa’s染色阳性;普通培养基组及传代后用条件培养基(每4天换液)组细胞的碱性磷酸酶染色为阴性,未能形成钙结节,Vonkossa’s染色阴性。结论:①贴壁筛选法是一种简单可靠的分离骨髓基质细胞的方法。②骨髓基质细胞的分化和增殖是两个对立的状态。     

骨髓基质干细胞成骨能力的实验研究

目的：研究以骨髓基质干细胞(Bone marrow stem cells，BMSCs)为种子细胞，海绵状脱钙骨基质(Demineralized bone matrix，DBM)为细胞载体的组织工程块修复骨缺损的能力。方法：从兔股骨分离出的骨髓细胞经体外诱导分化条件培养，检测碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原的表达及钙结节的形成。将培养分化的兔BMSCs经5-溴-2’-脱氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2’-dexyouridine，BrdU)标记后接种到兔海绵状脱钙骨基质(sponge of DBM，sDBM)支架上，细胞接种密度为每块DBM种植(4～6)&;#215;10^6个细胞，然后分别植入兔背部肌肉内及兔桡骨中段10mm长的骨膜骨缺损内。对照组为骨缺损内单纯植入sDBM及空白组。术后观察6周。结果：经条件培养的BMSCs体外表达碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原及形成钙结节。体内异位植入含BMSCs的组织工程骨块可形成新骨组织，成骨方式类似软骨化骨。体内骨缺损修复实验结果显示组织工程骨块与单独sDBM均在6周完全修复骨缺损。新生骨骨密度测量组织工程骨块植入组虽然均值高于单独sDBM植入组，但差异无显著性意义(t=2．289，P=0．071)。极限压缩强度测量显示，组织工程骨块植入组新生骨生物力学强度已达正常桡骨的90％，与正常桡骨段差异无显著性意义(t=2．893,P=0．0623)；单纯sDBM植入组新生骨在生物力学强度为正常桡骨的86％。新生骨矿化率结果显示组织工程骨块植入组明显高于单独sDBM植入组(t=2．965，P=0．017)。结论：BMSCs体外诱导分化具有成骨能力，与sDBM结合后体内成骨，且能在6周修复骨缺损。组织工程新生骨生物力学强度、矿化率高于单纯sDBM植入组。     

人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的分化

背景：骨形态发生蛋白质是目前发现惟一的一类具有成骨能力的细胞因子，它能刺激基质干细胞向成软骨细胞和成骨细胞方向分化。目的：应用基因工程方法，观察人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的定向分化。设计：单一样本观察。 单位：中山大学附属第一医院骨科。材料：pcDNA1．1／AMP-hBMP7质粒。 方法：实验于2004-05／2005-03在中山大学附属第一医院外科实验室完成。全骨髓培养法培养兔骨髓基质干细胞，在体外分别转染poD．NA1．1／AMP-hBMP7和pcDNA1．1／AMP并留置空白对照。检测转染基因的转录和表达，观察细胞形态和生长情况，通过对感染细胞的碱性磷酸酶染色、钙盐染色、电镜观察胞质中钙质成分以及检测骨钙素鉴定其成骨分化表型。 主要观察指标：①兔骨髓基质干细胞的形态及生长。②表达产物的鉴定。③碱性磷酸酶染色（钙钴法）结果。④茜素红染色结果。⑤透射电镜观察结果。⑥扫描电镜观察结果。⑦骨钙素的测定结果。 结果：人骨形态发生蛋白质7基因存在于转染后的骨髓基质干细胞中并表达相应的mRNA。目的基因表达后的细胞形态略有变化，但生长曲线与未转染组无明显变化。骨钙素表达较未转染组明显增强。转染组细胞的碱性磷酸酶染色和钙盐染色均为阳性。 结论：人骨形态发生蛋白质7基因转染可促进兔骨髓基质干细胞向成骨细胞表型分化。     

磷酸钙人工骨复合骨髓基质干细胞移植修复骨缺损的实验

背景骨缺损临床常用治疗方法有自体骨移植、异体骨移植和人工骨移植,但都存在不同程度的缺点.因此,如何更好的修复缺损的骨组织,成为外科领域关注的热点.目的制备磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物,通过动物实验观察骨缺损的修复作用. 设计随机对照实验单位青岛大学医学院附属医院创伤外科.材料实验于2002-05/2003-09在青岛大学医学院附属医院动物实验中心进行.新西兰健康成年大白兔24只,6～14个月龄,体质量9～3.5kg,雌雄不限.方法①分离、扩增兔骨髓基质干细胞,并以磷酸钙人工骨为载体制备磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物.②24只兔(48侧)制作成骨缺损模型,分为3组,复合物组(24侧),24只兔一侧骨缺损植入细胞+载体复合物;人工骨组(12侧),12只兔对侧植入磷酸钙人工骨;空白对照组(12侧),12只兔对侧骨缺损不作任何处理.术后8,16,24周,每组每个时间点取4只动物进行放射性核素监测,并分别于麻醉状态下处死相应动物,进行X射线摄片、组织学染色分析.主要观察指标①各组动物骨缺损区大体观察.②X射线检查结果.③组织形态学观察结果.④放射性核素监测结果.结果24只兔均进入结果分析.①各组动物骨缺损区大体观察及X射线检查结果24周时,复合物组骨断端部分连结,新骨与材料之间的边界不清,未见到髓腔再通;单纯人工骨组植入材料与截骨断端融合,材料体积较植入初期变化不明显;空白对照组形成骨不连,髓腔封闭.②组织形态学观察结果24周时,复合物组骨缺损范围变小,骨缺损处相连;人工骨组新骨与材料结合紧密并部分长入;空白对照组髓腔封闭,形成骨不连.③放射性核素监测结果复合物组和人工骨组8～24周间肉眼可分辨出放射性浓度呈明显上升趋势.结论磷酸钙人工骨与骨髓基质干细胞复合物可再生新骨组织并完好地修复桡骨缺损,且修复能力明显优于单纯的磷酸钙人工骨.     

兔骨髓间充质干细胞复合小牛脱钙骨修复胫骨缺损的可行性

目的:通过兔骨髓间充质干细胞复合小牛脱钙骨对兔胫骨长段骨-骨膜缺损修复情况的观察,探讨骨髓间充质干细胞与小牛脱钙骨联合应用于负重骨修复的可行性。方法:实验于2001-10/2002-08在牡丹江市第二人民医院放射科进行。①健康成年新西兰大白兔24只,随机编号后从自体骨髓中分离出骨髓间充质干细胞,与小牛脱钙骨于体外复合培养,并将这24只大白兔制备成双侧胫骨中段10mm骨-骨膜缺损模型,行常规钢板螺钉固定。②随机选取其中的20只,对同一只兔将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组,将小牛脱钙骨植入左侧胫骨缺损处作为对照组;另4只兔作为空白组,双侧骨缺损不植入任何材料。然后分栏放养,观察各组兔术后一般情况。③在8,12,16,24周各时间点分别取出骨缺损修复标本,进行大体观察和骨密度测试,并进行统计学分析,以比较各组修复骨缺损的能力。结果:实验大白兔24只均进入结果分析。①各组兔术后一般情况:术后各组动物恢复及进食均正常,伤口无炎性反应,愈合良好。②各组兔骨缺损修复标本大体观察:术后8周实验组骨缺损部分修复,12,16周骨缺损完全修复,8,12,16,24周时实验组的骨缺损修复和骨痂生长情况明显好于对照组;24周时空白组的各缺损区均未发现有骨组织形成。③各组兔骨缺损区的骨密度测量结果:术后8,12,16周时各缺损区的骨密度测量结果显示实验组明显高于对照组(实验组:0.945±0.063,1.246±0.027,1.568±0.059;对照组:0.601±0.024,1.001±0.023,1.219±0.033,P<0.05)。24周时实验组与对照组比较无统计学意义(1.627±0.054,1.462±0.107,P>0.05)。空白组骨缺损未修复。结论:骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,且与单纯小牛脱钙骨相比成骨量大、迅速,能够对负重骨缺损进行有效的修复。     

兔骨髓间充质干细胞复合生物衍生骨修复胫骨缺损

目的：探讨骨髓间充质干细胞与生物衍生骨复合修复兔胫骨的长段骨-骨膜缺损，以及修复负重骨缺损的可行性。 方法：实验于2001-10／2002-08在牡丹江市第二人民医院放射科进行。①取成人尸体胫骨4具（来源于哈尔滨医科大学），切取干骺端松质骨及皮质骨2．0cm&;#215;0．5cm&;#215;0．5cm的骨块，经脱细胞、脱脂、脱蛋白及去抗原等处理后冻干，制备成生物衍生骨。②取健康成年新西兰大白兔24只，随机编号后从自体骨髓中分离出骨髓间充质干细胞，与生物衍生骨于体外复合培养，并将这24只大白兔制备成双侧胫骨中段10mm骨一骨膜缺损模型，行常规钢板螺钉固定。③随机选取其中的20只，对同一只兔将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组，将单纯生物衍生骨植入左侧胫骨缺损处作为对照组；另4只兔作为空白组，双侧骨缺损不植入任何材料。然后分栏放养，观察各组兔术后一般情况。④在8，12，16．24周各时间点分别取出骨缺损修复标本，进行大体观察和骨密度测试，并进行统计学分析，以比较各组修复骨缺损的能力。 结果：实验大白兔24只均进入结果分析。①各组兔术后一般情况：术后各组动物恢复及进食均正常，伤口无炎性反应，愈合良好。②各组兔骨缺损修复标本大体观察：术后8，12周实验组骨缺损部分修复，16周骨缺损完全修复，8，12，16周时实验组的骨缺损修复和骨痂生长情况明显好于对照组；24周时空白组的各缺损区均未发现有骨组织形成。③各组兔骨缺损区的骨密度测量结果：术后8，12，16周时各缺损区的骨密度实验组明显高于对照组（0．923&;#177;0．045比0．571&;#177;0．021，1．234&;#177;0．023比1．003&;#177;0．037，1．643&;#177;0.071比1．157&;#177;0．029，P〈0．05）。24周时实验组与对照组比较无统计学意义（P〉0．05）。空白组骨缺损未修复。 结论：骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨早期修复骨缺损能力较强，且较单纯生物衍生骨成骨量大、迅速，能够对负重骨缺损进行有效的修复。     

骨髓基质干细胞体内和体外分化为心肌细胞的条件

目的:探讨5-氮胞苷和心肌内环境对骨髓基质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)向心肌细胞转化的影响。方法:体外分离培养纯化MSCs,用Brdu标记MSCs,用不同浓度的5-氮胞苷诱导MSCs3周后,计算心肌细胞转化率。利用免疫组化方法测定诱导后MSCs中心肌特异性抗体(肌钙蛋白Ⅰ,肌凝蛋白重链)的存在。在体实验中,将体外标记的MSCs分为对照组,未诱导组,诱导组,移植给正常鼠,于移植后第1,2和4周取鼠心肌组织的HE病理切片镜下观察,使用免疫组化法检测Brdu阳性细胞中心肌特异性抗体的存在并观察MSCs向心肌细胞转化情况。结果:5-氮胞苷可以在体外诱导MSCs分化为心肌样细胞,而且在5μmol/L浓度的情况下,心肌样细胞转化率最高。同时,心肌内环境也可以诱导MSCs分化为心肌样细胞,而且避免了5-氮胞苷的副作用。结论:MSCs在5-氮胞苷和心肌内环境的作用下均可以分化为心肌样细胞,并具有心肌特异性蛋白结构,可以作为心肌细胞移植的理想种子来源。     

骨髓基质干细胞成骨能力的实验研究

目的:研究以骨髓基质干细胞(Bonemarrowstemcells,BMSCs)为种子细胞,海绵状脱钙骨基质(Demineralizedbonematrix,DBM)为细胞载体的组织工程块修复骨缺损的能力。方法:从兔股骨分离出的骨髓细胞经体外诱导分化条件培养,检测碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原的表达及钙结节的形成。将培养分化的兔BMSCs经5-溴-2'-脱氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2'-dexyouridine,BrdU)标记后接种到兔海绵状脱钙骨基质(spongeofDBM,sDBM)支架上,细胞接种密度为每块DBM种植(4～6)×106个细胞,然后分别植入兔背部肌肉内及兔桡骨中段10mm长的骨膜骨缺损内。对照组为骨缺损内单纯植入sDBM及空白组。术后观察6周。结果:经条件培养的BMSCs体外表达碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原及形成钙结节。体内异位植入含BMSCs的组织工程骨块可形成新骨组织,成骨方式类似软骨化骨。体内骨缺损修复实验结果显示组织工程骨块与单独sDBM均在6周完全修复骨缺损。新生骨骨密度测量组织工程骨块植入组虽然均值高于单独sDBM植入组,但差异无显著性意义(t=2.289,P=0.071)。极限压缩强度测量显示,组织工程骨块植入组新生骨生物力学强度已达正常桡骨的90%,与正常桡骨段差异无显著性意义(t=2.893,P=0.0623);单纯sDBM植入组新生骨在生物力学强度为正常桡骨的86%。新生骨矿化率结果显示     

不同传代倍数胎儿间充质干细胞的成骨分化能力观察

目的：观察不同传代倍数胎儿骨髓间充质干细胞定向诱导分化为成骨细胞的能力，为骨髓间充质干细胞在骨组织工程中的应用提供部分实验参数。方法：实验于2004—03／10在安阳市人民医院检验科和安阳肿瘤医院临床实验室完成。采用全髓直接接种法分离培养13～18周胎龄水囊引产新鲜胎儿股骨骨髓（获提供者知情同意标本用于此实验）。贴壁细胞达90％以上融合时消化传代。传代细胞部分以1&;#215;10^9L^-1的细胞密度接种于含体积分数为0．1的胎牛血清的L-DMEM的培养基中继续培养，传代；部分在培养基中添加成骨诱导剂地塞米松，β-甘油磷酸钠及抗坏血酸向成骨细胞诱导分化。如此连续传10代。倒置显微镜下观察细胞形态、细胞化学染色检测成熟成骨细胞的标志酶碱性磷酸酶的表达、全自动生化分析仪测定碱性磷酸酶活性，鉴定不同代次培养细胞成骨分化能力。结果：①碱性磷酸酶染色阳性百分率：传代7代以内胎儿骨髓间充质干细胞成骨分化能力无显著差异，均在87．5％以上（P〉0．05）；以第3代最强达93．4％。第8代后逐渐减弱，为72．7％～51．3％。②碱性磷酸酶活性：传代7代以内无差异（P〉0．05），以第3代最高，为（2307．1&;#177;15．0）nkat／L，第8代后逐渐降低，至第10代仅为（905．2&;#177;10．0）nkat／L。结论：不同代次的骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的能力不同，8代以后明显减弱。提示脱离了体内环境后，骨髓间充质干细胞逐渐老化。做为组织工程的种子绌胞，骨髓间充质干细胞体外培养不宜超过7代。     

人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的分化

背景骨形态发生蛋白质是目前发现惟一的一类具有成骨能力的细胞因子,它能刺激基质干细胞向成软骨细胞和成骨细胞方向分化.目的应用基因工程方法,观察人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的定向分化.设计单一样本观察.单位中山大学附属第一医院骨科. 材料pcDNA1.1/AMP-hBMP7质粒.方法实验于2004-05/2005-03在中山大学附属第一医院外科实验室完成.全骨髓培养法培养兔骨髓基质干细胞,在体外分别转染pcD-NA1.1/AMP-hBMP7和pcDNA1.1/AMP并留置空白对照.检测转染基因的转录和表达,观察细胞形态和生长情况,通过对感染细胞的碱性磷酸酶染色、钙盐染色、电镜观察胞质中钙质成分以及检测骨钙素鉴定其成骨分化表型.主要观察指标①兔骨髓基质干细胞的形态及生长.②表达产物的鉴定.③碱性磷酸酶染色(钙钴法)结果.④茜素红染色结果.⑤透射电镜观察结果.⑥扫描电镜观察结果.⑦骨钙素的测定结果.结果人骨形态发生蛋白质7基因存在于转染后的骨髓基质干细胞中并表达相应的mRNA.目的基因表达后的细胞形态略有变化,但生长曲线与未转染组无明显变化.骨钙素表达较未转染组明显增强.转染组细胞的碱性磷酸酶染色和钙盐染色均为阳性.结论人骨形态发生蛋白质7基因转染可促进兔骨髓基质干细胞向成骨细胞表型分化.     

兔骨髓基质干细胞成骨诱导及复合培养的生长状况

目的：研究体外培养的兔骨髓基质干细胞的成骨诱导及复合培养生长状况。方法：体外培养兔骨髓基质干细胞，向成骨细胞方向诱导分化，并接种于三维多孔羟基磷灰石材料上，观察其体外生长状况。结果：体外培养条件下，骨髓基质干细胞容易存活，可向成骨细胞转化，并能在支架材料上贴附生长。结论：骨髓基质干细胞可在体外培养条件下大量增殖，向成骨细胞转化，并能在三维多孔羟基磷灰石材料上贴附生长。     

兔骨髓间充质干细胞体外培养定向诱导为成骨细胞的生物学特征

背景:脊柱和创伤骨科的重建修复对骨的需求量极大,但现实的供需缺点和矛盾限制了植骨运用,急需找寻一种替代途径.目的:探索骨髓间充质干细胞体外分离培养的最佳实验条件,并观察其生物学特征.设计、时间及地点:细胞水平的体外组织工程实验,于2007-05/2008-05在苏州大学附属儿童医院骨科实验室完成.材料:选择4周龄雄性新两兰大耳白兔,由苏州大学动物中心提供.方法:自股骨大转子及髓腔抽取新西兰大耳白兔骨髓,采用密度梯度离心法获取离心层骨髓单个核细胞,体外接种连续培养观察,原代接种后48 h首次换液,此后每二三天全量换液;待细胞长至90%汇合时,用胰酶和EDTA混合液消化传代.主要观察指标:采用倒置显微镜下进行细胞生长形态观察,四唑盐比色法测定细胞活性并描绘细胞生长曲线:另选择P3代细胞进行成骨条件培养液培养4周,应用Gomori钙钴染色法鉴定成骨分化的标志物--碱性磷酸酶阳性细胞,应用Von-Kossa 改良染色法测定钙节结.结果:分离培养的骨髓间充质干细胞生长形态和增殖活性良好,接种后的细胞由短梭形向长梭形、三角形乃至多角性发展,各代细胞有明显的生长潜伏期、对数增长期和平台期,细胞可以连续培养至P9代.经成骨诱导分化的细胞碱性磷酸酶染色阳性率为93%,矿化结节染色阳性.结论:骨髓间充质干细胞体外分离、扩增简单可行,可以定向诱导为成骨细胞.     

兔骨髓基质干细胞诱导分化为软骨细胞的体外实验研究

目的:在体外分离获得兔骨髓基质干细胞(bonemarrow-derivedmesenchymalstemcells,BMSCs)的基础上探索诱导该细胞向软骨细胞方向分化的转化生长因子-β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)的适宜浓度。方法:第3代BMSCs分别用TGF-β15ng/mL、10ng/mL和20ng/mL诱导2周,通过倒置相差显微镜、MTT法、甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫细胞化学等方法,观察细胞的生物学特性。结果:骨髓中分离获得的BMSCs在体外增殖旺盛,TGF-β1诱导后细胞生长明显减缓。与对照组相比,经过诱导2周后的BMSCs在48h时5ng/mLTGF-β1组的MTT光密度值差异无显著性(P>0.05),而10ng/mL组和20ng/mL组差异有显著性(P<0.05),但在72h时3个诱导组与对照组比较差异均有显著性(P<0.05),而3个诱导组间差异无显著性(P>0.05)。5ng/mLTGF-β1体外诱导BMSCs2周后,细胞甲苯胺蓝异染明显,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性,表现为软骨细胞生物学特性。结论:5ng/mLTGF-β1诱导BMSCs向软骨细胞...