骨髓基质细胞修复山羊髁突软骨缺失的绿色荧光蛋白示踪

目的:采用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)对骨髓基质细胞体内修复髁突软骨全层缺失进行示踪观察。方法:扩增PG13细胞株,获得大量含GFP基因的假病毒液,并直接转染骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)。将含有GFP基因转染标记的BMSCs和少量软骨细胞与生物可降解材料复合后,植入山羊髁突软骨全层缺失处,1个月后应用激光共聚焦显微镜检测修复组织中GFP标记的BMSCs的分布。结果:标记的BMSCs植入关节软骨缺损1个月后,修复组织仍能高效表达GFP。激光共聚焦显微镜下显示:多数新生软骨陷窝内有GFP标记的细胞。结论:标记的BMSCs可在髁突软骨全层缺失区分化为成熟的软骨细胞,并在髁突软骨缺失的修复中发挥重要作用。     

RFP标记及bFGF/BMP-2信号诱导的牙组织工程的体内实验研究

目的 RFP标记的牙胚细胞和b FGF/BMP-2转染的骨髓间充质干细胞混合培养,复合3D打印聚乙烯醇(PVA)/双相陶瓷骨支架(DCCP)材料构建牙组织工程的体内孵育,探究其分化能力。方法取健康SD大鼠128只,随机分为4组:细胞团块组;PVA/DCCP支架材料组;细胞团块+PVA/DCCP支架材料组;空白对照组,不做任何干预,均在全麻下植入大鼠肾被膜下。术后按4个时间点(5、10、14、28 d各8只)分期取材,进行免疫组化染色和激光共聚焦切片观察。结果免疫组化:析因分析显示细胞团块+PVA/DCCP支架材料组在5、10 d DMP-1、BMP-4表达量最高且均高于其余各组,随着时间推移表达量逐渐有减小趋势,差异有统计学意义P<0.05;DSP在各组各时间点均为阴性表达,差异无统计学意义P>0.05。激光共聚焦显微镜显示:细胞团块+PVA/DCCP支架材料组各时间点切片组织中都可观测到荧光标记的牙胚细胞。结论 RFP标记的牙胚细胞和b FGF/BMP-2转染骨髓间充质干细胞混合培养,复合PVA/DCCP支架材料,构建牙组织工程成活并分化,其分化机制有待进一步研究。     

腺病毒介导的骨形态发生蛋白2基因转染肌卫星细胞诱导成骨的动物实验研究

目的观察腺病毒介导的BMP- 2基因转染肌卫星细胞后体内骨诱导能力。方法采用动物实验方法,将转染BMP- 2基因的绿色荧光蛋白（GFP）转基因鼠肌卫星细胞吸收到胶原支架上,然后将细胞胶原支架复合物移植入野生型129sv小鼠的后小腿肌肉中,应用X线片观察、组织学检查及荧光显微镜观察转染细胞的诱导成骨能力。结果用BMP- 2基因转染的肌卫星细胞复合胶原支架移植入野生型小鼠后小腿筋膜下肌肉后会产生异位骨形成,移植2周后其中有GFP阳性的成骨细胞和骨细胞,3周后形成良好的骨组织,4周时已形成成熟的骨组织,而且骨组织具有GFP荧光。对照组用胶原支架和未转染的肌卫星细胞移植,未出现诱导性异位骨形成。结论Ad- BMP2转染的肌卫星细胞以胶原为支架可以在肌肉内诱导骨组织形成。     

新型多孔磷酸钙复合骨髓基质干细胞组织工程实验研究

目的观察新型生物材料多孔磷酸钙的生物相容性及复合骨髓基质干细胞（BMSCs）异位成骨情况。方法体外培养第2代Beagle犬BMSCs,转染绿色荧光蛋白（GFP）后与多孔磷酸钙（CPC）复合培养,获得最佳复合浓度,倒置和荧光显微镜、扫描电镜下观察BMSCs黏附和生长情况,复合体植入裸鼠皮下8周观察异位成骨。结果BMSCs转染GFP与多孔CPC复合培养1 d,细胞从材料中爬出,形态正常,7 d可见细胞伸出伪足,分泌基质;复合体可异位成骨。结论多孔CPC生物相容性好,是一种较理想的骨组织工程支架材料。     

无机活性元素组织工程支架材料重建修复山羊颌骨缺损的扫描电镜观察

目的:用扫描电镜观察无机活性元素组织工程支架材料构建的组织工程骨及其修复羊大面积颌骨缺损的体内成骨状况.方法:实验组对15只山羊下颌角缺损(30 mm×25 mm×10 mm大小)以支架材料修复,左侧为实验组,右侧为空白对照组,术后分别于1、3、6个月处死5只动物行扫描电镜及生物化学检查,观察无机活性元素组织工程支架材料体内成骨情况.结果:实验组骨缺损新生骨在1、3、6个月显著优于对照组,空白对照组6个月骨缺损区均无明显骨修复现象.结论:应用扫描电镜观察到无机活性元素组织工程支架材料具有优良的成骨效果.     

bFGF重组慢病毒对羊骨髓间充质干细胞成骨功能影响的研究

目的:探讨碱性成纤维生长因子(basic Fibroblast Growth Factor,bFGF)基因转染对体外培养的骨髓间充质干细胞(Bone Marrow mesenchymal Stem Cells, BMSCs)的增殖和骨向分化的影响,为构建组织工程骨的种子细胞做理论依据。方法:构建携带人bFGF基因的慢病毒载体,转染诱导后羊的BMSCs,得到bFGF转染组,选择未转染的BMSCs为对照组。两组细胞采用实时定量PCR技术和蛋白质印迹法技术检测Collagen-Ⅰ、OC、OPN等成骨相关基因的mRNA水平及蛋白水平相对表达量的变化情况。结果:bFGF组OPN和Collagen-Ⅰ基因mRNA水平表达量较对照组增高,差异有统计学意义(P<0.05),两组细胞在OC基因mRNA水平表达量上差异无统计学意义;bFGF组细胞在OPN、OC和Collagen-Ⅰ基因蛋白水平上表达量均高于对照组,且差异有统计学意义。结论:bFGF基因转染能增强羊BMSCs增殖和骨向分化的能力,可作为组织工程骨的种子细胞。     

应用GFP基因转染示踪BMSCs在组织工程下颌骨内的分化

目的：应用绿色荧光蛋白（GFP）标记技术,观察组织工程化下颌骨形成过程中种子细胞的变化与转归。方法：用GFP反转录病毒载体与疱疹性口炎病毒糖蛋白G基因（VSV-G）蛋白重组形成假病毒,高效转染犬骨髓间质干细胞（bone marrow stromal cells,BMSCs）,将其接种于珊瑚,形成细胞、材料复合物,植入修复犬下颌骨标准缺损。术后32周取材,进行大体观察,组织学观察组织结构,免疫组化检测GFP蛋白表达情况。结果：32周后,大体可见组织工程化下颌骨形成,Van Gieson染色示新生骨大部分为成熟骨质,免疫组化显示新骨表面有GFP阳性成骨细胞,连接处无GFP阳性细胞,,珊瑚大部分降解。结论：组织工程下颌骨结构与正常皮质骨类似,新生组织表达GFP,证实组织工程下颌骨组织的形成来源于植入细胞。     

bFGF基因修饰的骨髓基质细胞复合多孔矿化Bio-Oss胶原修复下颌骨缺损的实验研究

目的:观察经bFGF基因转染的兔骨髓基质细胞复合多孔矿化Bio-Oss骨胶原修复下颌骨缺损的效果.方法:标准成年新西兰白兔12 只随机分3 组,单纯Bio-Oss骨胶原组,BMSCs 凝胶 Bio-Oss骨胶原组,bFGF基因转染BMSCs 胶原 Bio-Oss骨胶原组于术后8 周取材,行肉眼、组织学观察骨缺损的修复情况.结果:单纯Bio-Oss骨胶原材料组:缺损区大量的未吸收的支架材料周围可见有类骨样组织;BMSCs 凝胶 Bio-Oss骨胶原材料组:缺损区大量的未吸收的支架材料周围可见有大量间充质细胞聚集、分化,有较幼稚的编织骨形成;bFGF基因转染BMSCs 凝胶 Bio-Oss骨胶原材料组:支架材料周围,大量新骨形成,新骨表面可见活跃的成骨细胞,部分区域有成熟骨组织形成,并有新生的毛细血管形成.结论:Bio-Oss骨胶原有较强的诱导成骨能力;Bio-Oss骨胶原为载体的自体骨髓基质细胞移植能有效修复骨缺损,是骨组织工程良好的支架材料;兔骨髓基质细胞体外表达人bFGF基因,并且经基因修饰的组织工程骨修复骨缺损效果最佳.     

bFGF基因转染的骨髓间充质干细胞在珊瑚骨表面的生长特性

目的：将转染bFGF基因的骨髓间充质干细胞（BMSCs）与珊瑚骨复合培养，观察转染bFGF基因的BMSCs在珊瑚支架材料上的生长状况。方法：穿刺抽取新西兰大白兔胫骨骨髓，采用密度梯度离心法分离BMSCs．采用贴壁筛选法对分离出的BMSCs进行纯化，利用脂质体转染bFGF—pcDNA3到BMSCs。取生长良好的转染bFGF基因的BMSCs和未转染的BMSCs，分别接种于不同珊瑚表面，利用扫描电镜观察珊瑚支架上BMSCs的生长状况：采用MTT法观察细胞一支架复合培养的BMSCs增殖情况，采用SPSS10．0软件包对数据进行t检验。结果：扫描电镜观察显示．复合培养的BMSCs贴附在珊瑚上，并在材料上完全铺展，形态多样，细胞跨越微孔表面或向孔内长人，部分区域有细胞外基质形成。MTT法检测显示，细胞-支架复合培养转染组与复合培养未转染组的BMSCs增殖状况相比有统计学差异（P〈0．05），复合培养转染组，BMSCs生长增殖强于未转染组。而复合培养的转染组与单纯培养转染组BMSCs增殖相比无统计学差异（P〉0．05）。结论：转染bFGF基因的BMSCs在珊瑚支架材料上的生长状况较未转染组好，珊瑚人工骨可以作为BMSCs支架材料，用于构建组织工程骨。     

骨保护素基因修饰联合细胞移植技术促进牙周组织再生的实验研究

目的观察骨保护素（OPG）基因修饰的自体骨髓基质细胞（BMSCs）联合细胞移植技术促进Beagle犬牙周组织再生的情况,为探索基因治疗牙周病提供依据。方法将真核分泌表达穿梭载体pSecTag2/B-opg瞬时转染第3代自体犬BMSCs后,采用免疫化学和Western blot的方法检测OPG蛋白的表达,倒置相差显微镜和扫描电镜观察转染后的BMSCsOPG在聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）支架上的黏附、聚集情况。选用4只成年Beagle犬,将其下颌双侧第2、3、4前磨牙作为实验牙,在每颗牙的颊侧构建牙槽骨缺损4 mm×4 mm×3 mm,并随机分为4组,即BMSCsOPGPLGA（转染后细胞复合支架组）、BMSCs-PLGA（未转染细胞复合支架组）、PLGA（支架对照组）、空白对照组。术后6周处死动物,组织学观察,测量新生牙槽骨（NB）、新生牙骨质高度（NC）、新生结缔组织的附着（CT）量。测量结果以SPSS 15.0软件包进行q检验。结果免疫细胞化学和Western blot鉴定结果证实,转染细胞内有OPG蛋白的高表达。扫描电镜显示BMSCs可以在材料表面、孔洞中良好地黏附、迁移,术后6周组织学观察可见转染后细胞复合支架组新生牙槽骨接近正常骨结构;未转染细胞复合支架组可见少量新生牙槽骨,胶原纤维丰富;支架对照组和空白对照组无明显硬组织形成。新生组织测量结果显示：转染后细胞复合支架组NB、NC、CT较对照组均显著增加（P<0.05）。结论BMSCsOPG-PLGA细胞支架复合物联合细胞移植技术能显著促进犬牙周缺损的组织再生,为基因治疗联合组织工程治疗牙周缺损提供可能性。     

载辛伐他汀PLGA/CPC复合骨髓基质干细胞构建组织工程骨的实验研究

目的：探讨载辛伐他汀PLGA/CPC复合骨髓基质干细胞(bone marrow stromal stem cells)构建组织工程骨的可行性,并筛选辛伐他汀的有效载药量。方法：采用溶剂浇铸—粒子沥滤技术结合相分离法,制备不同浓度(辛伐他汀质量分别为0.1、0.5、1 mg)的载辛伐他汀PLGA/CPC复合支架材料,扫描电镜观察孔隙率,绘制药物释放曲线;茜素红染色、I型胶原染色观察成骨诱导液和辛伐他汀对骨髓基质干细胞向成骨分化的作用;将第3代BMSCs经dil染色后,接种于不同浓度的复合支架材料上,扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察细胞在支架上的黏附情况,CCK-8和碱性磷酸酶(ALP)检测对其增殖和分化作用;采用SPSS 18.0软件包对数据进行统计学分析。结果：支架材料孔隙率达90%以上,孔径平均200~300 μm,载药组药物持续缓慢释放,未见药物突释现象;经辛伐他汀和成骨诱导组I型胶原表达阳性,茜素红染色可见明显钙结节;4组支架材料与细胞黏附性较好,0.5 mg组细胞生长状态最佳。CCK-8和ALP检测0.5 mg组能够明显促进细胞的增殖和分化。结论：辛伐他汀和成骨诱导液联合利用,能够更有效地促进BMSCs向成骨分化;载辛伐他汀PLGA/CPC复合支架材料是理想的组织工程支架材料;载0.5 mg辛伐他汀PLGA/CPC支架材料能够有效促进BMSCs的增殖和分化。     

3D打印个体化钛网的机械力学性能及生物相容性分析

目的 比较3D打印钛网与成品钛网的机械力学性能差异,并评价3D打印钛网对细胞生长及分化的影响。方法 采用激光打印技术制备个体化3D打印钛网,用静态拉伸压缩载荷实验检测机械力学性能,评估机械力学性能。选择4周龄雄性SD大鼠骨髓间充质干细胞,与不同孔径大小的3D打印钛网共培养。采用CCK-8法检测各组细胞增殖情况;对各组细胞进行成骨诱导分化后,检测碱性磷酸酶（ALP）活性改变,运用实时荧光定量PCR检测相关成骨基因的表达;通过扫描电镜及活/死细胞染色,观察细胞在3D打印钛网上的黏附和生长情况。采用SPSS 22.0软件包对数据进行统计学分析。结果 3D打印钛网的拉伸压缩负载实验结果显示其具有优异的力学性能;相比对照组,不同孔径钛网对细胞增殖的影响不大,细胞在钛网上显现出良好的黏附和生长状态。3D打印钛网对成骨分化具有一定的促进作用。结论 3D打印钛网的机械力学性能优异,且具有良好的生物相容性。     

具有促进成骨及抗菌双重作用的新型碳点的制备及在感染性骨缺损中的应用评价

目的：探讨以庆大霉素和叶酸作为原料的新型碳点(carbon dots,CDots)对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)成骨分化、自噬作用的影响,以及对口腔常见致病菌的抑制作用。方法：以庆大霉素和叶酸作为原料,水热法制备CDots,通过透射电镜、紫外分光光度计进行表征。利用CCK-8实验及细胞凋亡实验评价生物相容性,激光共聚焦显微镜观察被细胞摄取情况。以碱性磷酸酶染色、茜素红染色检测对BMSCs成骨分化的影响,实时定量PCR检测成骨、自噬相关基因的mRNA表达水平。扫描电镜、平板菌落实验观察CDots对牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌抑菌能力。采用Graph Pad Prism 9软件包对数据进行统计学分析。结果：CDots溶液在紫外光照射下发出蓝色荧光,在330 nm处有紫外吸收峰;在405 nm激光激发下,CDots的PL发射峰集中在440 nm处。透射电镜观察到CDots平均直径约为12 nm。CCK-8和细胞凋亡检测结果显示CDots生物相容性良好。激光共聚焦显微镜结果显示CDots可被BMSCs摄取。碱性磷酸酶染色、茜素红染色结果显...     

Effects of 3-dimensional Bioprinting Alginate/Gelatin Hydrogel Scaffold Extract on Proliferation and Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells

IntroductionAlginate/gelatin hydrogel (Alg-Gel) scaffold has been applied in tissue engineering, but the research on its application in dental tissues regeneration is still lacking. We investigated the effect of this scaffold on human dental pulp stem cells (hDPSCs).MethodshDPSCs were cultured in both Alg-Gel and 3D-printed Alg-Gel scaffolds. Cell growth and adhesion were compared using fluorescein isothiocyanate–phalloidin staining and scanning electron microscopic micrographs. Changes in the proliferation in hDPSCs cultured in the complete culture medium containing aqueous extracts of the Alg-Gel or 3D-printed Alg-Gel scaffolds were examined using Cell Counting Kit-8 assay and flow cytometry analysis. Cells were cultured in the mineralization medium containing aqueous extracts of the Alg-Gel or 3D-printed Alg-Gel scaffolds for 7 or 14 days, and the differentiation of cells was shown by alizarin red S staining and alkaline phosphatase staining. The messenger RNA and protein expression of mineralization-related genes were detected with real-time polymerase chain reaction and Western blotting. Elemental analysis was used to test the material extract composition.ResultsMore cells were grown and adhered to the 3D-printed Alg-Gel scaffolds than the Alg-Gel scaffolds. The aqueous extracts of 3D-printed scaffolds can promote cell proliferation, and compared with Alg-Gel scaffolds, the extracts of 3D-printed scaffolds were more effective. Compared with the negative control group, 3D-printed Alg-Gel scaffold and Alg-Gel scaffold aqueous extracts promoted osteogenic/odontoblastic differentiation of hDPSCs with the enhanced formation of bone-like nodules and the alkaline phosphatase staining. The expression of mineralization-related genes was also up-regulated. 3D-printed scaffold aqueous extract contained more calcium and phosphorus ions than the Alg-Gel scaffold.ConclusionsThese findings suggest that compared with the Alg-Gel scaffold, 3D-printed Alg-Gel is more suitable for the growth of hDPSCs, and the scaffold extracts can better promote cell proliferation and differentiation.     

口腔移植材料与成骨细胞相容性的激光共聚焦显微镜观察

目的:观察不同处理的钛金属表面与成骨细胞的生物相容性.方法:利用共聚焦显微镜荧光信号通过物镜返回光电倍增管成像的原理,获取不透光的钛金属表面图像,对钛金属表面(打磨、喷砂、喷砂酸蚀表面)接种的成骨细胞骨架进行荧光标记,并用共聚焦显微镜获取荧光图像,观察细胞和钛金属表面的生物相容性,并且通过逐渐深入的多层扫描,探索细胞和移植材料结合的进一步信息.结果:喷砂表面适合成骨细胞的贴附和生长.结论: 钛金属与成骨细胞的结合情况主要与金属表面的物理形态有关.     

Collagenous matrix supported by a 3D-printed scaffold for osteogenic differentiation of dental pulp cells

Objective

A systematic characterization of hybrid scaffolds, fabricated based on combinatorial additive manufacturing technique and freeze-drying method, is presented as a new platform for osteoblastic differentiation of dental pulp cells (DPCs).

β-磷酸三钙复合骨髓基质细胞构建组织工程骨的实验研究

目的：验证β-磷酸三钙与骨髓基质细胞复合形成组织工程骨的可行性。方法：取犬骨髓,贴壁法获得骨髓基质细胞,经成骨诱导培养液体外培养,倒置相差显微镜观察其形态、增殖情况,选择CD29,CD90,hamIgG应用流式细胞术检测细胞表面抗原,VonKossa染色,将培养的第3代细胞接种于多孔支架材料β-磷酸三钙（β-TCP）,进行细胞增殖率检测,并于1、3、7d扫描电镜观察细胞材料的复合情况。结果：原代培养20d后分离获得骨髓基质细胞,VonKossa染色鉴定其成骨能力;细胞表面抗原检测显示CD29＋,CD90＋,hamIgG-,与文献报道一致;细胞增殖率曲线结果显示,细胞粘附多孔β-TCP后增殖率没有明显差异;扫描电镜观察可见细胞生长附着于材料网孔内表面。结论：β-磷酸三钙/骨髓基质细胞复合物显示良好的成骨活性,β-TCP可以用于骨组织工程支架材料。     

Long-term changes in trabecular structure of aged rat alveolar bone after ovariectomy

OBJECTIVE: Trabecular structural changes in the jaw after long-term estrogen deficiency are not well understood. Therefore, we sought to observe the changes in rat alveolar bone for 1 year. METHODS: Six-month-old female rats were ovariectomized (OVX) or underwent a sham operation. After 1 year, bone histomorphometry and a node-strut analysis were performed on the interradicular septum of the mandibular first molar by using micro computed tomography and confocal laser scanning microscopy. Statistical analysis was carried out by using analysis of variance. RESULTS: The alveolar trabeculae of rats in the sham group had network structures, whereas the trabeculae of rats in the OVX group became fragmented. The trabecular bone volume, number, and thickness in the OVX group were significantly lower than those found in the sham group, and the trabecular separation was 4-fold higher in the OVX group than in the sham group. Bone resorptive and formative activity appeared to be moderately higher in the OVX group than in the sham group, but only the difference in bone formation was of statistical significance. CONCLUSION: By 1 year after ovariectomy, bone loss and trabecular fragmentation had occurred in the rat mandibular alveolar bone.     

变异链球菌荧光报告株在树脂、玻璃离子表面形成生物膜能力的初步研究

目的：本研究通过报告基因技术与激光共聚焦显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy,CLSM）研究变异链球菌荧光报告株（UA140-mrfp）在不同修复材料表面形成生物膜能力,比较树脂与玻璃离子的抗菌性能,为研究双菌、多菌生物膜在材料表面的黏附打下基础,探索CLSM技术在研究生物膜领域中的优势。方法：制作（直径15mm,厚度0.5mm）大小相同的树脂片和玻璃离子片,在其表面形成单菌生物膜,用CLSM分别观察4h、8h、12h、24h生物膜生长情况,在不同位置用CLSM沿Z轴进行扫描,测量其厚度和组织结构。结果：CLSM观察结果显示在不同时段玻璃离子表面形成的生物膜量及其厚度均少于同一时间段树脂表面。结论：变异链球菌荧光报告株在玻璃离子表面形成生物膜的能力低于树脂表面。     

激光扫描共聚焦显微镜观察碱性环境对粪肠球菌生物膜的影响

目的:比较不同碱性条件对生物膜状态粪肠球菌的影响。方法:制备粪肠球菌生物膜,分别用pH值为7、9和11的TSB培养液作用2 h后,用激光扫描共聚焦显微镜观察粪肠球菌生物膜的变化。结果:pH值由7升到9时,生物膜内、中、外各层活菌比例虽有所减少,但差异无统计学意义(P>0.05);当pH值11时,各层活菌比例虽然均较pH值为7和9时明显减少(P<0.05),但仍有大量活菌存在。结论:粪肠球菌对碱性环境具有强的耐受性,pH值为7～9时,对生物膜状态粪肠球菌无明显影响。