纳米晶胶原基骨与骨髓间充质干细胞复合培养对表型影响

目的：观察纳米晶胶原基骨（nano-Hydroxyapatite／c011agen，nHAC）与骨髓间充质干细胞（Mesenchymal stem cell，MSC）复合培养前后的表型变化。方法：仿生原理制备nHAC，体外培养MSC并与材料复合，通过碱性磷酸酶染色和流式细胞仪观察MSC与材料的前后表型。结果：MSC可以nHAC在上贴附、生长、繁殖、分化，复合前后表型一致。结论：nHAC是良好的支架材料，易与MSC复合，适合种子细胞的贴附、生长、增殖和分化，并对细胞表型无影响，证实纳米晶胶原基骨是组织工程良好的载体材料。     

应用纳米晶胶原基骨体外构建组织工程骨

目的:应用组织工程技术,建立体外诱导人骨髓间充质干细胞,与纳米晶羟基磷灰石/胶原骨共培养的人工骨模型,探求细胞与纳米晶胶原基骨结合的最佳模式。方法:实验于2005-09/2006-09在江苏大学医学技术学院中心实验室完成。①实验材料:纳米晶胶原基骨材料由清华大学材料系崔福斋等人研制。骨髓取自骨科取髂骨患者(男性,30岁,患者知情同意)。②实验干预:全骨髓法体外培养骨髓间充质干细胞并扩增,应用成骨诱导剂诱导向成骨细胞表型转化。取纳米晶胶原基骨材料经60Co照射灭菌,无水乙醇疏水化,三蒸水洗去乙醇等处理制备支架材料。细胞与支架材料复合培养。③实验分组:骨髓间充质干细胞培养至第3代后分为两组:复合材料后加成骨诱导剂组:骨髓间充质干细胞先与纳米晶胶原基骨复合培养3d后再加入成骨诱导剂;成骨细胞复合材料组:骨髓间充质干细胞在诱导成骨细胞后与纳米晶胶原基骨复合培养。④实验评估:记录第3代骨髓间充质干细胞生长曲线。将诱导后细胞分别进行碱性磷酸酶染色、Von Kossa染色。扫描电镜比较两组复合物经体外孵育2周后,细胞在其中生长情况。结果:①细胞生长情况:倒置显微镜下观察原代培养的骨髓细胞增殖迅速,基本都呈形态均一成纤维样细胞,10～12d左右即可长满,并可稳定传代,传代细胞7～9d即可传代。诱导培养后的细胞呈现典型的成骨细胞形态和生物学特征。构建出骨髓间充质干细胞与骨组织共培养的模型。②体外复合后细胞生长及基质分泌情况:细胞可在纳米晶胶原基骨内表面良好贴壁,复合材料后加成骨诱导剂组,细胞贴附,但成骨细胞少见;成骨细胞复合材料组,细胞数量明显较前者多。复合培养8d,分布于支架材料上的细胞大量增殖、分泌细胞外基质。第14天,大量细胞在材料表面和孔隙中生长。细胞之间广泛存在突起连接,局部有胶原分泌,且可见成骨细胞形成。结论:证实纳米晶胶原基骨适合种子细胞的贴附、生长和增殖,经成骨诱导后的细胞较骨髓间充质干细胞更易与材料贴附、增殖。     

纳米晶羟基磷灰石/胶原骨与骨髓间充质干细胞的相容性

背景：组织工程支架材料表面的微观和亚微观结构对细胞的黏附与生长有很重要的影响。利用纳米技术和三维造孔技术制备的纳米晶羟基磷灰石，胶原骨模仿了天然骨的成分与微结构特征。目的：观察体外培养的人骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石，胶原骨的细胞相容性。设计、时间及地点：单一样本观察，于2005-09／2006—12在江苏大学医学技术学院完成。材料；纳米晶羟基磷灰石，胶原骨由清华大学材料科学与工程系研制。人骨髓间充质干细胞由健康成年志愿者自愿捐献，受试者对实验内容知情同意。方法：全骨髓法体外培养骨髓间充质干细胞，应用成骨诱导剂（地塞米松、维生素C、β-磷酸甘油、碱性成纤维细胞生长因子）诱导向成骨细胞表型转化。将第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石，胶原骨复合培养14d。主要观察指标：通过碱性磷酸酶组织化学染色、Von Kossa染色鉴定诱导培养的成骨细胞的细胞学特性。通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞生长及其在纳米晶羟基磷灰石，胶原骨上的生长情况。结果：原代培养的骨髓细胞增殖迅速，10～12d左右即可稳定传代，传代细胞7-9d即可传代。经诱导培养的细胞碱性磷酸酶组织化学染色阳性，Von Kossa染色阳性，可见钙化的基质沉积，呈现典型的成骨细胞形态和生物学特征。构建的骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石／胶原骨共培养模型中，细胞可在纳米晶羟基磷灰石，胶原骨表面良好贴壁。复合培养8d，分布于支架材料上的细胞大量增殖、分泌细胞外基质。复合培养14d，大量细胞在材料表面和孔隙中生长，细胞之间广泛存在突起连接。结论：纳米晶羟基磷灰石肢原骨适合种子细胞的贴附、生长和增殖，细胞相容性良好。     

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损

背景：为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点。目的：观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成。材料：40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组（简称复合组）、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只。方法：在兔下颌骨体部制造大小为15mm×15mm的全厚骨缺损模型。复合组于缺损处植入骨髓基质干细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14d的复合物;自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸;空白对照组不作任何植入。主要观察指标：分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果。结果：复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性（P〉0.05）,且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组（P〈0.01）。复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟,呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几。单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料。结论：纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复。     

纳米羟基磷灰石／胶原骨修复骨缺损的效果评估

目的：观察纳米羟基磷灰石／胶原（简称纳米人工骨）骨材料植入骨缺损后，局部和全身的反应、植入后的骨修复时间，评估纳米人工骨的临床效果。 方法：选择2003-03／2004—06在江苏大学附属医院骨科收治的骨缺损患者29例，男21例，女8例；年龄10-83岁。其中骨折后骨缺损22例．经骨折切开复位适宜的内固定，骨缺损处植入纳米羟基磷灰石／胶原骨；骨折后骨不连4例，将骨折端瘢痕及硬化骨清除，打通髓腔后植入纳米羟基磷灰石／胶原骨；骨瘤样病损3例，病灶刮除后植入纳米羟基磷灰石／胶原骨。上述病例术中材料植入量0．4-3．0g。连续12个月的临床观察随访，行X射线摄片检查。 结果：29例患者切口均一期愈合。除1例胫骨骨折术后失访，其余28例连续12个月复诊随访。①患者纳米羟基磷灰石／胶原骨植入后X射线摄片观察结果：术后1～3个月材料植入区与缺损周围的骨组织之间界限模糊；3-6个月材料植入区内有明显的新骨长入，骨修复材料与骨组织融合成一体，密度接近正常骨组织，达到骨性连接，骨缺损己基本修复。6～12个月植骨塑形改建。②不良事件及副反应：28例复诊随访时，全身无发热反应，纳米羟基磷灰石／胶原骨植入部位的局部无不良反应。其中2例骨折患者术后2个半月因外伤或过早负重，致内固定钢板折断再骨折，予重薪手术复位固定。 结论：纳米羟基磷灰石／胶原骨具有良好的生物相容性，是安全的新型骨缺损填充材料；纳米人工骨材料植入骨缺损处3-6个月可形成骨性连接．6～12个月骨结构塑形改建，且局部无不良反应。     

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损(英文)

背景:为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点。目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成。材料:40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组(简称复合组)、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只。方法:在兔下颌骨体部制造大小为15mm×15mm的全厚骨缺损模型。复合组于缺损处植入骨髓基质干细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14d的复合物;自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸;空白对照组不作任何植入。主要观察指标:分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果。结果:复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性(P>0.05),且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组(P<0.01)。复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟,呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几。单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料。结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复。     

纳米羟基磷灰石在骨科中的临床应用及作用机制

背景:纳米羟基磷灰石是一种具有代表性的生物活性材料,是现在组织工程领域研究的一个热点。目的:综述纳米羟基磷灰石在骨科领域的临床应用进展,并探讨其作用机制。方法:查阅2001年1月至2011年12月CNKI数据库和PubMed数据库有关纳米羟基磷灰石对成骨细胞、破骨细胞的影响及再血管化的研究,并总结其在骨科的临床应用进展。结果与结论:纳米羟基磷灰石能够提高成骨细胞的增殖活性及功能代谢,诱发新骨形成;而破骨细胞能够吸收、降解羟基磷灰石,同时,纳米羟基磷灰石调节破骨细胞的代谢过程,共同参与了骨代谢。另外,纳米羟基磷灰石植入体内后能够再血管化,进而有利于骨修复和重建。基于纳米羟基磷灰石及其复合材料的优越性,是一种较为理想的骨缺损修复材料,已初步应用于临床,并取得了令人鼓舞的效果,但仍有许多问题有待于进一步研究解决。     

重组人骨形态发生蛋白-2结合纳米晶胶原基骨材料在跟骨骨折治疗中的应用

目的:应用重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)结合纳米晶胶原基骨材料(nHAC)行跟骨骨折切开复位治疗时做骨塌陷缺损时填充材料,并观察其植骨治疗效果。方法:选择2008-07-2010-1119例(21足)跟骨骨折患者,均采用跟骨外侧"L"型切口,切开复位异型钢板内固定,骨缺损处植入rhBMP-2加nHAC的混合物。结果:术后随访7～17个月,根据Maryland评分,优5足,良13足,可2足,差1足,优良率85.7%。结论:rh-BMP-2结合nHAC治疗跟骨骨折是一种比较理想骨缺损填充材料。     

纳米羟基磷灰石/胶原骨修复骨缺损的效果评估

目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原(简称纳米人工骨)骨材料植入骨缺损后,局部和全身的反应、植入后的骨修复时间,评估纳米人工骨的临床效果。方法:选择2003-03/2004-06在江苏大学附属医院骨科收治的骨缺损患者29例,男21例,女8例;年龄10～83岁。其中骨折后骨缺损22例,经骨折切开复位适宜的内固定,骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原骨;骨折后骨不连4例,将骨折端瘢痕及硬化骨清除,打通髓腔后植入纳米羟基磷灰石/胶原骨;骨瘤样病损3例,病灶刮除后植入纳米羟基磷灰石/胶原骨。上述病例术中材料植入量0.4～3.0g。连续12个月的临床观察随访,行X射线摄片检查。结果:29例患者切口均一期愈合。除1例胫骨骨折术后失访,其余28例连续12个月复诊随访。①患者纳米羟基磷灰石/胶原骨植入后X射线摄片观察结果:术后1～3个月材料植入区与缺损周围的骨组织之间界限模糊;3～6个月材料植入区内有明显的新骨长入,骨修复材料与骨组织融合成一体,密度接近正常骨组织,达到骨性连接,骨缺损己基本修复。6～12个月植骨塑形改建。②不良事件及副反应:28例复诊随访时,全身无发热反应,纳米羟基磷灰石/胶原骨植入部位的局部无不良反应。其中2例骨折患者术后2个半月因外伤或过早负重,致内固定钢板折断再骨折,予重新手术复位固定。结论:纳米羟基磷灰石/胶原骨具有良好的生物相容性,是安全的新型骨缺损填充材料;纳米人工骨材料植入骨缺损处3～6个月可形成骨性连接,6～12个月骨结构塑形改建,且局部无不良反应。     

活性胶原基纳米骨修复下颌骨缺损的组织学检测

背景:单纯胶原基纳米骨在骨缺损修复过程中仅起支架和骨传导作用,不具备骨诱导能力.目的:通过动物实验进行组织学光镜及扫描电镜检测,观察复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨材料促进下颌骨骨缺损的愈合能力.设计、时间及地点:同体对照动物实验,于2008-08/12在南方医科大学动物实验中心、病理实验室以及电镜中心完成.材料:采用浸泡抽吸法将重组人骨形态发生蛋白2与胶原基纳米骨相复合,形成复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨材料.方法:建立兔下颌骨双侧缺损模型,随机选取一侧缺损应用复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨修复,作为活件材料组;另一侧缺损应用单纯胶原基纳米骨修复,作为单纯材料组.主要观察指标:术后5,10,20周,获取整块下颌骨标本作组织学光镜苏木精-伊红染色和Masson染色及扫描电镜超微结构检测,观察骨缺损愈合效果和新骨形成情况.结果:两组骨缺损区均愈合良好,未见移植骨周围炎症发生.①单纯材料组:术后5周时与宿主骨结合不紧密,有大量纤维结缔组织:10周时出现疏松的骨样组织,材料残留较多,降解缓慢;20周时骨样组织增多明显,但缺损中心区骨组织仍较少且不成熟,材料部分降解.②活件材料组:成骨过程较早,术后5周时与宿主骨结合良好,有明显骨样组织长入;10周时骨样组织显著增多且更加成熟,材料部分降解;20周时新骨组织与宿主骨完全融合,缺损中心区为致密骨样组织充满,材料降解充分,只有少量残留.结论:胶原基纳米骨具有良好的骨传导作用和生物相容性,可作为理想的修复下颌骨缺损的人工材料.复合重组人骨形态发生蛋白2后具有一定的骨诱导作用,愈合加快,成骨可靠.     

纳米羟基磷灰石复合胶原膜的组织学评估

背景:初期使用的胶原、聚乳酸等单组分诱导骨再生膜在诱导成骨的效率方面已逐渐暴露其缺陷,于是以胶原、聚乳酸等可吸收材料为载体,羟基磷灰石、纤维生长因子、骨形成蛋白等为填料的诱导骨再生膜成为国内外研究的重点.目的:观察纳米羟基磷灰石复合胶原膜组织反应对诱导骨再生的适用性.方法:将聚丙交酯乙交酯膜、胶原膜、纳米羟基磷灰石复合胶原膜光滑面和粗糙面分别植入大鼠皮下,于10,20,30,45 d取出,采用苏木精-伊红染色法,依照纤维包膜定量、定性、界面定性和降解率等进行组织学评分,研究3种膜的组织反应和降解情况.结果与结论:纳米羟基磷灰石复合胶原膜在各个观察时间均有散在的淋巴细胞,但未见明显的巨噬细胞.随着时间的延长,膜逐渐变小,钙化物随着植入时间的延长而增加.胶原膜组织反应轻微,45 d几乎完全降解.聚丙交酯乙交酯膜浸润增多,纤维包裹明显.结果提示纳米羟基磷灰石复合胶原膜具有良好的生物相容性和适度的降解性,适合引导骨组织再生的需要.     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景:观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的:观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法:取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景：观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的：观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法：取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论：纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

纳米晶胶原基骨修复材料与兔骨髓间充质干细胞体外复合培养

背景:纳米晶羟基磷灰石胶原基骨修复材料具有与天然骨成分接近,结构和形貌图谱分析与天然骨相似,生物相容性好等特点,且材料多孔,孔径较大、孔隙率及孔隙交通率高,符合作为骨组织工程支架材料的要求.目的:观察兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养的结合程度.设计、时间及地点:体外观察实验,于2006-03/09在江苏大学医学院细胞实验室完成.材料:健康雄性新西兰大白兔1只,1月龄.纳米晶胶原基骨修复材料由清华大学材料系提供.方法:体外分离培养、纯化兔骨髓间充质干细胞,取第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养.主要观察指标:①兔骨髓间充质干细胞生长形态及生长曲线.②复合培养5,10 d后扫描电镜观察二者复合程度.③复合培养5,10 d时纳米晶胶原基骨修复材料上结合的细胞数量.结果:兔骨髓间充质干细胞贴壁生长,增殖速度快,生长曲线符合Logistic生长曲线,兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养,在第5,10天进行扫描电镜观察,发现10 d时黏附于纳米晶胶原基骨上的骨髓间充质干细胞数明显高于5 d时黏附的细胞数,差异有显著性意义(P<0.01).结论:兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨体外复合培养结合程度较高.     

海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的体外细胞相容性

背景：采用仿生学原理，利用海藻酸钙、纳米羟基磷灰石及胶原按一定比例复合，制成一种可注射、可任意塑形且具有良好骨传导、骨诱导性的组织工程骨，其应用在微创外科技术中，具有组织损伤小、不破坏修复区血供、操作简便易行等优点。目的：验证海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的相容性。设计、时间及地点：对比观察实验，于2008-02／05在南方医科大学珠江医院中心实验室完成。材料：2周龄健康新西兰大白兔用于骨髓基质干细胞的分离培养。海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料由清华大学材料系研制提供，孔隙率90％，孔径50～200μm。方法：选取生长良好的第5代兔骨髓基质干细胞与海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料体外复合培养。主要观察指标：共培养5d后倒置显微镜下观察细胞在材料表面、孔隙内的生长情况，扫描电镜下观察细胞在材料上附着情况。细胞和支架共培养后CCK-8法测定细胞活性。结果：骨髓基质干细胞能在海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料上良好地黏附、增殖、生长，细胞活性未受到海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料的影响。结论：海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞有良好的细胞相容性。     

骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨内生长以及成骨潜能

背景:纳米晶胶原基骨修复材料是根据仿生原理制备的纳米骨框架材料,其微结构和成分两方面都与天然骨有相似性,具有良好的生物相容性。目的:研究兔骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养的结合程度,以及构建组织工程骨的可行性。方法:分离兔骨髓间充质干细胞,体外培养、纯化,取第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨修复材料体外复合培养,第3,7,20天后激光共聚焦和扫描电镜观察二者复合程度。结果与结论:骨髓间充质干细胞和纳米晶胶原基骨修复材料复合良好,共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察均可见细胞生长;纳米晶胶原基骨修复材料能够作为良好的支架,它能使骨髓间充质干细胞在其内稳定生长。提示骨髓间充质干细胞在纳米晶胶原基骨修复材料内能很好的生长,并且具有成骨潜能。