聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

摘要 背景：传统的方法修复软骨损伤,易发生退变。聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,可根据需要调节降解速度等性能,可能在修复软骨损伤方面具有应用前景。 目的：观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。 方法：选取2月龄新西兰兔骨髓培养,诱导间充质干细胞向软骨细胞分化。第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物。建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4,8,12,24,36,48周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。 结果与结论：聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,软骨细胞分布较均一,色泽与正常软骨相似,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,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,具有良好的应用前景。 关键词：聚乳酸/羟基乙酸共聚物;髌股关节;组织工程;骨髓基质细胞;载体材料;软骨缺损;分化 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.16.007     

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15 mm ×15 mm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14 d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。     

纳米晶羟基磷灰石胶原复合骨髓间充质干细胞修复骨缺损

背景：临床上对大范围骨缺损还没有很有效的治疗手段，而纳米晶羟基磷灰石胶原复合材料与天然骨骼的结构类似，具有较好的生物相容性，可能为修复骨缺损提供新的途径。 目的：观察纳米晶羟基磷灰石胶原材料复合骨髓间充质干细胞在修复骨缺损中的作用。 方法：分离培养人骨髓间充质干细胞，与纳米晶羟基磷灰石胶原材料于体外联合培养；通过大体观察、组织学分析及电镜观察了解成骨情况，进一步临床应用于修复骨缺损。 结果与结论：人骨髓间充质干细胞在体外可以大量扩增，复合细胞的材料植入骨缺损处后，X射线摄片动态观察可见骨缺损处连接良好。说明骨髓间充质干细胞具有成骨细胞作用，纳米晶羟基磷灰石胶原材料是一种很好的构建组织工程骨的支架材料。 关键词：骨髓间充质干细胞；羟基磷灰石；纳米材料；组织工程；骨     

SOX-9和胰岛素样生长因子1共同转染大鼠骨髓间充质干细胞

背景：单基因诱导虽能对骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化产生积极影响,但作用有限,多种基因共同作用才符合机体真实内环境的需求,并有助于发挥多基因产物之间的协同作用,提高分化效果。 目的：验证应用SOX-9和胰岛素样生长因子1基因转染大鼠骨髓间充质干细胞后,目的基因分泌情况及向软骨细胞的分化效果。 设计、时间及地点：两样本观察,实验于2008-04/2009-02在中国医科大学细胞生物实验室完成。 对象：6周龄健康雄性Wistar大鼠2只用于骨髓间充质干细胞提取。 方法：扩增、提取质粒pcDNA3.1-IGF-1、pcDNA3.1-SOX-9。分离、纯化Wistar大鼠骨髓间充质干细胞。按转染情况分为5 组：①未转染组：仅加入双无(无血清无双抗)L-DMEM。②转染空载体组：双无L-DMEM +pcDNA3.1空载体和脂质体。③转染SOX-9组：双无L-DMEM+pcDNA3.1- SOX-9质粒和脂质体。④转染胰岛素样生长因子1组：双无L-DMEM分别+pcDNA3.1-IGF-1质粒和脂质体。⑤共转染组：双无L-DMEM分别+pcDNA3.1-IGF-1、pcDNA3.1-SOX-9质粒和脂质体,混合。 主要观察指标：对转染后细胞进行筛选,MTT法测定筛选后细胞的增殖活性,反转录-聚合酶链反应和Western blot法检测筛选后细胞目的基因和蛋白的表达。 结果：MTT法检测转染SOX-9组、转染胰岛素样生长因子1组和共转染组骨髓间充质干细胞增殖活性A值显著高于未转染组、转染空载体组(P < 0 01)。反转录-聚合酶链反应和Western blot检测目结果显示,SOX-9表达以转染SOX-9组最多;胰岛素样生长因子1表达以共转染组最多;软骨细胞特异性基质Ⅱ型胶原表达以共转染组最多。 结论：双基因转染在诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞转化的能力和细胞外基质分泌的能力上更明显高于单基质转染;另外结果间接说明胰岛素样生长因子1具有诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的作用,但能力弱于SOX-9。     

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。     

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     

新型组织工程化骨磷酸钙骨水泥/聚乳酸-聚羟基乙酸复合骨髓间充质干细胞修复兔桡骨缺损**☆

背景：前期已成功制备磷酸钙骨水泥/聚乳酸-聚羟基乙酸（calcium phosphate cements /PLGA, CPC/PLGA）生物复合材料，并证实其具有良好的机械强度和生物相容性。 目的：进一步验证CPC/PLGA复合骨髓间充质干细胞作为一种新型组织工程化骨材料修复骨缺损的可行性。 设计、时间及地点：随机对照动物体内观察，于2004-01/2005-12在中南大学湘雅三医院中心实验室完成。 材料：自制CPC/PLGA支架材料，与兔骨髓间充质干细胞复合培养制备组织工程骨。 方法：日本大耳白兔40只，制备桡骨骨缺损模型后随机分成4组，于骨缺损处分别植入组织工程骨、CPC/PLGA复合材料、复合了种子细胞的磷酸钙骨水泥及单纯磷酸钙骨水泥。 主要观察指标：经不同时间的X射线片、组织形态学及电镜观察，了解各组材料的成骨作用。 结果：X射线照片显示组织工程骨组不同时间新骨形成的量均优于其他组，其骨缺损修复的方式和速度均优于其他组；组织学观察到组织工程骨组的成骨细胞及骨小梁出现均早于其他组；电镜结果表明，与其他组相比较，组织工程骨组的成骨速度较快。 结论：种植了骨髓基质干细胞的CPC/PLGA复合物能促进骨组织生长，有望作为一种新型人工骨材料修复骨缺损。     

人骨形态发生蛋白2基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷

背景：目前已有将体外培养的骨髓基质细胞与支架复合修复骨缺损的临床报道。但是由于该类复合材料中缺乏骨生长因子作用，在原位的成骨作用并不十分理想。 目的：探讨携带人骨形态发生蛋白2基因的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料在修复兔颅骨缺损中的原位成骨作用。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2005-02/2008-11在辽宁医学院解剖学实验室完成。 材料：生物活性玻璃陶瓷由中国科学院四川成都光电研究所提供，转人骨形态发生蛋白2和转pcDNA3载体的骨髓间充质干细胞由辽宁医学院解剖学教研室骨组织工程研究所保存。 方法：制备兔双侧颅骨骨缺损模型，将基因转染的骨髓基质细胞与生物活性玻璃陶瓷复合培养物植入骨缺损区，术后第4,8,12周对植骨区进行大体观察、X射线摄片、组织切片、组织化学检测。 主要观察指标：①复苏后的转染人骨形态发生蛋白2的骨髓基质细胞的生长特性。②从大体、X射线结果和组织学等方面观察复合材料在原位修复骨缺损的作用。 结果：转染的骨髓基质细胞在细胞形态及增殖特性方面与未转染的细胞无明显差异。扫描电镜显示基因转染的骨髓基质细胞在生物活性玻璃陶瓷表面呈星形紧密排列，长入生物活性玻璃陶瓷孔隙中。复合材料植入免颅骨缺损后，X射线观察术后第4周骨缺损外周骨质与复合材料之间大部分被高密度阴影充填，术后第12周骨缺损外周骨质与复合材料之间完全被高密度阴影充填；光镜观察术后第8周骨小梁大部分相连成片，术后第12周骨小梁粗大，骨髓再生。 结论：基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料基本符合骨组织工程学的要求，在骨缺损区原位具有良好的成骨作用。 关键词：骨髓基质细胞；基因转染；生物活性玻璃陶瓷；骨缺损     

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50~200 μm。 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5 d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。     

血管内皮生长因子与纳米晶胶原基骨支架复合修复大鼠股骨缺损

背景：研究证实纳米晶胶原基骨复合间充质干细胞修复骨缺损具有体内成骨能力。 目的：观察血管内皮生长因子与骨髓间充质干细胞、纳米晶胶原基骨复合物修复大鼠股骨缺损的效果。 方法：制作SD大鼠股骨中段骨缺损模型,随机分为2组：对照组植入骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物;实验组植入血管内皮生长因子/骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物。术后第2,4,8周行股骨标本影像学与组织学观察;术后第8周行新生骨痂环境扫描电镜检查。 结果与结论：纳米晶胶原基骨支架复合物植入大鼠体内后无排斥反应及炎症反应,且血管内皮生长因子/骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物成骨更快,较骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物具有更好的骨再生能力,其成骨方式主要为软骨内成骨。推测血管内皮生长因子促进了局部微血管的形成和成骨细胞的分化、增殖,加快了软骨内成骨的速率,缩短了骨修复时间,提高了骨再生的质量和速率。