新型多孔PLGA/HA复合支架体外细胞相容性的实验研究

目的研究新型多孔聚乳酸乙醇酸／羟基磷灰石（PLGA/HA）支架材料的体外细胞相容性。方法采用贴壁法对兔骨髓基质细胞（BMSCs）进行体外矿化诱导培养，扩增后与实验A组（含5％HA的PLGA／HA），实验B组（含10％HA的PLGA／HA）及对照C组（仅含PLGA）分别进行体外复合培养；并通过定性及定量法检测BMSCs在材料表面的粘附能力、增殖活力，验证细胞材料复合体的成骨活性。比较分析各组之间的差异。结果兔BMSCs在每组材料的表面均能生长，经体外诱导后在支架材料的表面形成钙结节，A、B组细胞的粘附及增殖能力均强于C组（P〈0．05），A、B组之间无差异。结论兔BMSCs与新型多孔PLGA／HA支架材料有良好的相容性。     

新型聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)支架的细胞相容性研究

目的研究骨髓基质干细胞(BMSCs)与该聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)类支架的细胞相容性及体外粘附情况,为制备负载多种细胞因子的PLGA类支架提供研究基础。方法抽取新西兰兔骨髓,用全骨髓培养法获取单核细胞,经条件培养液体外诱导、扩增。设立空白BMSCs组和具有良好细胞相容性的β-磷酸三钙(β-TCP)为对照组。BMSCs以1×106/mL浓度接种于PLGA和β-TCP上,通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞生长及细胞与材料的附着情况。以MTT实验、流式细胞仪等手段检测各组细胞增殖和细胞周期变化情况。结果BMSCs可较好粘附于PLGA支架上,且该PLGA类支架对细胞增殖、生长周期无明显影响。结论该PLGA类支架的细胞相容性较好,并可进一步作为多种细胞因子载体构建缓释型支架,从而用于骨组织工程。     

基于快速成形的磷酸钙多孔陶瓷成骨性能初步研究

目的磷酸钙生物材料由于其优良的生物相容性而具有广阔的应用前景,但传统方法难以制备具有复杂形状的支架。以快速成形方法制备磷酸钙多孔陶瓷支架材料,并对其体外成骨性能进行初步研究。方法采用快速成形方法制备磷酸钙多孔陶瓷支架材料(直径10mm、高度5mm、孔径800μm),取Beagle犬髂骨髓分离培养BMSCs,接种第3代BMSCs于支架材料上。将实验分为4组,A组为成骨诱导培养的细胞/材料复合物组,B组为未经成骨诱导培养的细胞/材料复合物组,另设平皿成骨诱导培养及常规培养为阳性对照组(C组)及阴性对照组(D组)。于接种后第1、3、7天,利用DNA定量检测方法及ALP定量、定性检测方法检测BMSCs在支架材料上的增殖及ALP的表达;并经DiO荧光染色后,应用激光共聚焦显微镜观察BMSCs在材料上的黏附生长情况。结果 DNA定量结果表明,随培养时间增加,C、D组在第3天时细胞生长进入平台期;A、B组细胞呈持续增长趋势,细胞培养过程中增殖速度均略低于C、D组,且未出现明显的平台期。DiO荧光染色示,BMSCs在以快速成形方法制备的磷酸钙多孔陶瓷支架材料上黏附、生长状态良好。ALP染色示,随培养时间延长,A、B组支架上细胞染色均逐渐加深,A组各时间点染色程度均明显强于B组。培养后第1、3天,4组ALP表达均较低,差异无统计学意义(P0.05);培养第7天,各组ALP表达均明显升高,A组比其他各组明显高表达(P0.05),B组及C组均明显高于D组(P0.05)。结论快速成形的多孔磷酸钙陶瓷具有良好的细胞相容性,BMSCs与支架复合在体外诱导培养可以进行成骨分化。因此通过快速成形技术制备的磷酸钙多孔陶瓷是骨组织工程可选的细胞支架。     

可降解高分子丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)三维支架的细胞相容性和鼻软骨组织工程

目的 探讨可生物降解丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)(80∶20)三维多孔支架生物相容性及用于构建组织工程鼻软骨可行性,为临床鼻软骨缺损的修复提供新来源.方法 体外分离培养新生兔关节软骨细胞,采用计算机形态分析和MTT法检测兔软骨细胞在PLGA膜和支架表面粘附、扩展和增殖情况.将培养扩增的兔软骨细胞,按6×106 cels/ml浓度接种于预加工的人鼻软骨外形PLGA多孔支架内,抗坏血酸体外诱导培养4周,形成软骨样组织,倒置显微镜、组织切片、扫描电镜观察人工软骨的组织形态结构.结果 培养开始阶段,软骨细胞在PLGA膜表面粘附较差,以后逐渐增高,24小时接近于对照组;MTT法结果显示,软骨细胞在PLGA支架内培养7天时细胞绝对数量明显增加,而相对增殖率逐渐下降.肉眼观察,培养物为人鼻软骨外形的透明软骨样组织,具有一定弹性和硬度,表面有大量软骨基质形成;倒置显微镜下可见人工软骨周围有大量软骨细胞聚集和细胞外基质形成.组织切片及扫描电镜分析,多孔支架材料的网孔不完整,孔内有大量软骨细胞和细胞外基质,可见典型软骨陷窝样结构.结论 可生物降解PLGA制备的三维多孔支架具有较好生物相容性和可塑性,可用于组织工程鼻软骨体外构建,具有潜在的临床应用价值.     

nHA-PLGA支架材料与兔软骨细胞体外培养的生物相容性研究

目的 研究新型多孔复合支架材料纳米羟基磷灰石(nHA)-聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)的生物相容性,探讨其作为骨组织工程支架的可行性.方法 将胎兔膝关节软骨细胞接种于制备的nHA-PLGA复合支架上,体外共同培养后采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测软骨细胞增殖活性,倒置荧光显微镜、扫描电镜观察支架材料表面和孔隙内软骨细胞黏附情况,流式细胞术检测软骨细胞周期情况.结果 实验组(A组)复合支架材料上细胞增殖活性与空白对照组(B组)相比,无统计学差异(P＞0.05);倒置荧光镜、扫描电镜观察显示A组细胞在复合支架材料表面和孔隙内大量黏附、生长,其数量随着共培养时间增加呈几何级增长;流式细胞仪检测显示A组与B组细胞周期差异无统计学意义(P＞0.05).结论 nHA-PLGA多孔复合支架生物相容性好,是一种性能良好的骨组织工程支架材料.     

多巴胺表面修饰/负载软骨源性形态发生蛋白1的3D打印聚己内酯-羟基磷灰石三维多孔支架促进人BMSCs成软骨分化的实验研究

目的探讨利用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载软骨源性形态发生蛋白1(cartilage derived morphogenetic protein 1,CDMP1)的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)-羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)三维多孔支架,体外诱导人BMSCs(human BMSCs,hBMSCs)成软骨分化的可行性。方法采用3D打印技术制备PCL-HA支架,经多巴胺表面修饰后,将CDMP-1负载于支架上,扫描电镜观察支架表面微结构,并检测孔隙率和水静态接触角。体外成软骨分化实验:分为A、B、C 3组,A组为PCL-HA支架,B组为多巴胺表面修饰的PCL-HA支架,C组为多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA支架;将h BMSCs植入3组支架,成软骨诱导培养后比较细胞黏附率、细胞增殖(MTT法)和细胞活性(Live/Dead染色法),并采用实时荧光定量PCR检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的基因表达。结果 3组支架均呈三维多孔圆柱体状,孔洞相互联通,孔径为400~500μm,孔隙率为56%,材料纤维走向为0°/90°。经多巴胺表面修饰后,支架颜色由初始的白色变为棕色;水静态接触角也由76°降为0°。体外培养24 h,A、B、C组细胞黏附率分别为34.3%±3.5%、48.3%±1.5%、57.4%±2.5%,比较差异均有统计学意义(P0.05)。Live/Dead染色显示3组细胞均有较好的细胞活性。MTT检测显示各组h BMSCs均生长良好,吸光度(A)值随培养时间延长而增大;培养4、7、14、21 d时,C组A值显著高于A、B组,B组高于A组,差异均有统计学意义(P0.05)。随培养时间延长,3组Ⅱ型胶原mRNA和Aggrecan mRNA表达均持续增加;培养7、14、21 dⅡ型胶原mRNA相对表达量及培养14、21 d Aggrecan mRNA相对表达量,C组均显著高于A、B组,B组高于A组,比较差异有统计学意义(P0.05)。结论采用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA三维多孔支架,体外与hB MSCs共培养,可促进细胞黏附、增殖及成软骨分化。     

骨形态发生蛋白复合多孔钛铌合金试件的体外成骨分化研究

目的探讨骨形态发生蛋白(BMP)复合多孔钛铌合金试件的体外成骨分化能力。方法将多孔钛铌合金试件分为单纯实验试件组(A组)和复合rhBMP-2实验试件组(B组),将两组试件分别加至兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)中。通过倒置显微镜、扫描电镜、血清碱性磷酸酶(ALP)及骨钙素指标检测,观察BMSCs在两组钛铌合金试件中的生长情况及金属-组织界面的结合情况。结果B组培养液中血清ALP浓度、骨钙素含量较A组明显提升;培养2周后电镜扫描示A组有大量细胞附着于材料外表面和孔洞内,细胞形态呈梭形,表现为单层生长,B组则表现为复层生长;培养4周后B组材料孔洞内可见钙沉积,而A组材料孔洞内未有钙沉积。结论多孔钛铌合金材料细胞相容性良好,兔BMSCs在试件中形态正常,具有良好的增殖分化能力;经BMP诱导,BMSCs在多孔钛铌合金材料中可向成骨细胞分化。     

多孔双相陶瓷复合重组人骨形态发生蛋白-2和碱性成纤维细胞生长因子缓释微球的生物相容性

目的 观察复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)缓释微球的多孔双相陶瓷(BCP)组织相容性.方法 A组(rhBMP-2+bFGF缓释微球/BCP)、B组(单纯BCP)、C组(bFGF缓释微球/BCP)、D组(rhBMP-2缓释微球/BCP)和E组(不含BCP).其中bFGF、dlBMP的浓度各为5、15μg,材料均为5 mm×5 mm×1mm.采用体外细胞培养的方法测定细胞黏附能力、浸提液对于兔骨髓基质细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响及体外诱导BMSCs成骨分化的能力.结果 细胞在材料上黏附、生长良好.各组噻唑蓝(MTT)吸光度值、碱性磷酸酶(ALP)值均随培养时间的延长而增大.A组与B、D和E组比较对MSC有显著的促增殖作用,但低于C组(P<0.05).A组ALP活性显著高于B、C和E组,但低于D组(P<0.05).结论 复合rhBMP-2和bFGF缓释微球的BCP具有良好的生物相容性.     

静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇纳米纤维作为组织工程支架的体外细胞相容性研究

目的 探讨静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸(PLGA)/聚乙二醇(PEG)共聚物纳米纤维作为组织工程支架的可行性,及其与大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)的体外相容性. 方法 静电纺丝法分别制备PLGA/PEG和PLGA纳米纤维支架,扫描电镜(SEM)观察材料结构;分离培养大鼠BMSCs,取第3代BMSCs分别接种于PLGA/PEG纳米纤维支架和PLGA纳米纤维支架进行培养,噻唑蓝(MTT)法测定其细胞毒性及细胞增殖;接种后2、4、6h血球计数板计数法测定其黏附率;DAPI荧光染色观察细胞核形态;SEM观察细胞和支架的形态、黏附及生长情况. 结果 SEM观察显示两组支架呈相互交联的多孔网状无纺结构.PLGA/PEG组和PLGA组纤维直径分别为(655±57)nm和(539±48)nm;孔隙率分别为86.8％±1.5％和84.7％±1 2％.MTT检测BMSCs在两组支架中生长良好,OD值均随时间延长而增大,两组各时间点比较差异均有统计学意义(P＜0 05).各时间段PLGA/PEG组的细胞黏附率明显高于PLGA组,差异均有统计学意义(P＜0.05).DAPI染色示各组细胞核形态正常,核质均染,未见明显凋亡及坏死细胞;PLGA/PEG组细胞较PLGA组明显增多.SEM观察显示,PLGA/PEG组BMSCs在支架上生长良好,基质分泌、生长情况优于PLGA组. 结论 采用静电纺丝法制备的PLGA/PEG纳米纤维支架安全无毒,具备合适的孔径和孔隙率,适合BMSCs生长,细胞相容性良好,是一种组织工程良好的支架载体.     

兔骨髓间充质干细胞修复膝关节软骨缺损的实验研究

目的研究由同种异体兔骨髓间充质干细胞(MSCs)诱导分化的软骨细胞和聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)双层支架构建复合体对兔软骨缺损的修复作用。方法用密度梯度离心法和贴壁培养法获得5月龄兔骨髓来源间充质干细胞,在体外培养并进行分化诱导后作为种子细胞复合双层PLGA构建成复合体。36只兔在股骨髁间制造骨软骨缺损模型,分成三组,A组植入复合体,B组植入单纯双层PLGA支架,C组植入自体骨软骨。第24周取材进行大体观察、组织学检查和Wakitani评分。结果 A组及C组植入物愈合良好,组织学检查见Ⅰ、Ⅱ型胶原纤维形成。A组可见透明软骨修复。Wakitani评分A组2.75,B组7.00,C组1.98,A、C组与B组间统计学分析单项指标得分差异有统计学意义(P0.05),A组与C组间差异无统计学意义(P0.05)。结论诱导兔MSCs+PLGA双层支架能较好地修复兔膝关节骨软骨损伤。     

骨髓基质干细胞与聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸/聚乙二醇体外复合培养的实验研究

目的探讨骨髓基质于细胞（marrow stromal stem cells，MSCs）与聚丙交酯／乙交酯／天冬氨酸／聚乙二醇[poly（lactic acid／glycolic acid／asparagic acid—co—polyethylene glycol），PLGA—ASP—PEG]的生物相容性，为构建组织工程骨进行骨缺损修复提供理论基础，以及为组织工程支架材料的优化提供实验依据。方法本体开环共聚法合成PLGA—ASP—PEG三嵌段共聚物。取4周龄新西兰大白兔骨髓，体外分离培养MSCs。将第3代MSCs以1．0×10^6／ml接种到PLGA—ASP—PEG材料上，测定细胞黏附力和黏附率；扫描电镜观察细胞的形态学特征；MTT法检测细胞增殖；流式细胞仪检测细胞周期、增殖指数、DNA指数及凋亡；通过考马斯亮蓝测定法和^3H-脯氨酸掺入实验观察细胞的蛋白合成和胶原合成情况。以PLGA支架材料作为对照。结果MSCs在PLGA—ASP—PEG支架材料上贴附、生长良好，其黏附、增殖和蛋白、胶原合成能力均显著高于PLGA组（P〈0.05），细胞凋亡率显著低于PLGA组（P〈0.05）。DNA指数显示两组细胞均为正常的二倍体细胞。结论PLGA—ASP—PEG的生物学性能与PLGA相比得到显著改善和提高，可作为MSCs的理想载体构建组织工程骨进行骨缺损修复研究。     

PLGA-[ASP-PEG]三嵌段基质材料对骨髓间充质干细胞黏附增殖及诱导成骨分化的研究

目的：探讨聚乳酸聚乙醇酸共聚物（poly lactic acid-co-glycolic acid,PLGA）-天冬氨酸（asparagic acid,ASP）-聚乙二醇（poly ethylene glycol,PEG）三嵌段多元共聚物上骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）的黏附、增殖及成骨分化情况。方法：在PLGA支架材料中引入PEG和含有多个功能位点的ASP,制成PLGA-[ASP-PEG]三嵌段高分子支架材料。将材料与MSCs复合培养,以未改性的PLGA支架材料作对照,通过沉淀法、MTT法和考马斯亮蓝法分别检测MSCs的黏附和增殖变化。用成骨诱导培养基培养14d和28d,碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）染色和钙结节染色了解MSCs成骨分化情况。结果：MSCs在PLGA-[ASP-PEG]材料表面贴壁生长,细胞数目明显多于对照组。细胞黏附率检测显示,PLGA-[ASP-PEG]表面MSCs的黏附性能和增殖能力明显高于对照组,差异有统计学意义（P〈0.05）。MTT比色实验显示MSCs在PLGA-[ASP-PEG]三嵌段材料上培养20d后,吸光度（A）值为1.336,约为对照组0.780的2倍。培养12d时,PLGA-[ASP-PEG]材料组的细胞蛋白含量为66.44μg/孔,对照组为41.23μg/孔。成骨诱导培养基培养后,ALP染色和钙结节染色均为阳性,PLGA-[ASP-PEG]三嵌段材料及其降解产物不影响MSCs的成骨分化。结论：PLGA-[ASP-PEG]能促进组织工程种子细胞在骨基质材料表面的黏附、增殖,并能较好地保持细胞的形态,对成骨分化无明显影响。     

组织工程化人工肋骨三维支架材料的比较及生物学评价

目的 通过生物学评价考察多孔磷酸钙和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA/HA)两种组织工程化人工肋骨材料的安全性,并筛选出较为合适的材料.方法 利用两种材料的浸提液进行热源试验、溶血试验、急性伞身毒性试验等生物学评价.利用micro-CT进行材料孔隙率和HA含量的测定,并将两种材料分别与猪骨髓基质干细胞进行培养,观察其接种后连续6 d细胞的生长情况和4、12、24 h细胞黏附情况.结果 两种材料均无急性全身毒性反应、溶血和热源作用.micro-CT结果显示,多孔磷酸钙较PLGA/HA有更高的HA含量(P≤0.05),与人松质骨接近,并且孔径大小均衡,互相连通.细胞增殖试验显示,多孔磷酸钙组细胞较PLGA/HA组生长明显快(P≤0.05).黏附试验显示,细胞对于两种材料的黏附率都不足50%,但两者无明显差异(P>0.05).结论 多孔磷酸钙和PLGA/HA对机体毒性较小,安全可靠;作为组织工程化人工肋骨的支架来说多孔磷酸钙比PLGA/HA更为合适.     

Cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone

Objective： To study cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone and provide experimental basis on choosing the scaffold material in bone tissue engineering. Methods： Bone marrow stromal cells （BMSC） were co-cultured with heterogeneous deproteinized bone in vitro. The contrast phase microscope, scanning electron microscope, MTT assay, flow cytometry were performed and the BGP content and ALP activities were detected in order to observe the cell growth, adhesion in the material, cell cycle and cell viability. Results. The scaffold material of deproteinized heterogeneous bone had no inhibitory effect on cellular proliferation, differentiation and secretion function of BMSCs. Conclusions ： The established heterogeneous deproteinized bone has good biocompatibility with BMSCs and is a potentially ideal scaffold material for bone tissue engineering.     

鸵鸟钙磷陶瓷支架细胞相容性研究

目的：评价由鸵鸟松质骨制备的钙磷陶瓷支架的细胞相容性。方法：通过物理、化学方法将煅烧的鸵鸟松质骨改性为HAP／β-TCP／NaCaPO4多相钙磷陶瓷，然后分离兔骨髓基质细胞，体外扩增、诱导后接种于鸵鸟钙磷陶瓷支架。骨髓基质细胞与支架复合培养8天，通过相差显微镜、扫描电镜观察细胞在材料上的粘附、伸展及生长情况。通过细胞计数观察细胞增殖情况。结果：骨髓基质细胞在鸵鸟钙磷陶瓷支架表面及孔隙内粘附、伸展、增殖良好。结论：鸵鸟钙磷陶瓷支架具有良好的细胞相容性。     

BMSCs来源成骨细胞和内皮细胞复合壳聚糖-羟基磷灰石多孔支架构建血管化组织工程骨研究

目的探讨大鼠BMSCs来源的成骨细胞和内皮细胞复合壳聚糖-羟基磷灰石多孔支架植入大鼠桡骨缺损处的成骨作用和成血管作用。方法取分离培养至第3代的SD大鼠BMSCs行成骨和成内皮细胞诱导并鉴定。分别将内皮细胞(A组)、成骨细胞(B组)、混合细胞(成骨细胞和内皮细胞比例为1∶1,C组)均匀滴加于壳聚糖-羟基磷灰石多孔支架上制备3组细胞-支架复合物,MTT检测支架内细胞增殖活性。取2月龄雄性SD大鼠30只,制作大鼠桡骨5 mm长缺损模型并分别植入3组细胞-支架复合物(n=10)。术后4、8、12周分别取移植物行HE染色观察,CD34免疫组织化学染色计数微血管密度,RT-PCR法检测骨桥蛋白(osteopontin,OPN)和骨保护素(osteoprotegrin,OPG)mRNA表达。结果 BMSCs成骨诱导7 d后ALP染色可见细胞质内蓝染颗粒,细胞核呈红染;内皮细胞诱导14 d后,CD34免疫细胞化学染色可见细胞内棕色颗粒。MTT检测示3组细胞活性随时间延长逐渐升高。HE染色示,术后12周A组未见明显类骨质形成,而有较密集的微血管结构及较多纤维组织形成;B、C组可见均质的类骨质,呈条索状和岛状分布,可见大量成骨样细胞存在。术后各时间点A、C组微血管密度均显著高于B组(P<0.05);A组术后12周微血管密度高于C组(P<0.05),其余2个时间点A、C组间差异无统计学意义(P>0.05)。A组3个时间点OPN和OPG mRNA表达水平均较低,与B、C组比较差异有统计学意义(P<0.05);B、C组分别于术后8、12周OPN mRNA表达达峰值,4周时OPG mRNA表达达峰值。结论 BMSCs来源的成骨细胞和内皮细胞按1∶1比例共培养于壳聚糖-羟基磷灰石多孔支架作为组织工程骨移植物,可以促进大鼠桡骨缺损部位骨的形成和血管化,促进骨缺损愈合。     

PLGA与大鼠嗅鞘细胞的生物相容性研究

目的观察聚乳酸-乙醇酸聚合物[Poly(DL-lactic-co-glycolic acid),PLGA](LA∶GA=75∶25)与大鼠嗅鞘细胞的生物相容性。方法将分离提纯的大鼠嗅鞘细胞接种于PLGA膜上,对照组以相同的细胞接种于多聚赖氨酸包被的圆玻片上。使用倒置显微镜、扫描电镜观察细胞的黏附和生长情况,并采用MTT法及荧光染色后电子图像统计分析检测支架对细胞的毒性。结果嗅鞘细胞接种于PLGA膜上后良好生长,S-100阳性细胞计数、胞体面积和细胞周长与对照组无显著差异(P>0.05)。结论 PLGA聚合物与嗅鞘细胞生物相容性良好,有望用于脊髓损伤修复的组织工程研究。     

自体骨髓间充质干细胞复合壳聚糖/羟基磷灰石支架修复兔膝骨软骨缺损

目的 探讨骨髓间充质干细胞(bone mesenehymal stem cells,BMSCs)复合壳聚糖(chitosan,CS)/羟基磷灰石(hydmxyapatite,HA)支架修复兔膝关节局部骨软骨缺损.方法 选健康日本大耳白兔36只,2～3月龄,体重1.7～2.0 kg,每只抽取自体骨髓4～6ml,体外分离培养BMSCs后以2×107/ml密度植于CS/HA支架上体外培养10 h,制成BMSCs-CS/HA支架复合物.将36只实验动物手术制成右膝股骨外侧髁负重区骨缺损模型后,随机分成A、B、C 3组,每组12只.A组植入BMSCs-CS/HA复合物,B组植入单纯CS/HA支架;C组不作任何植入,为空白对照组.分别于术后6周、12周各处死6只动物,取材后进行大体、组织学观察6根据改良Wakitani评分标准进行评分,评估软骨组织的修复情况,并行成组设计方差分析.结果 A组术后6周即可重建关节软骨缺损;修复软骨在观察期内逐渐变厚,软骨下骨有少量骨修复;术后12周透明软骨样修复,表面光整,与周围软骨色泽相近,软骨下骨有部分修复.而B组和C组12周时缺损区仍为纤维软骨样纤维组织修复,色泽浅黄.术后6、12周各组组织学半定量评分显示:股骨髁负重区修复A组评分明显优于B、C组(F=27.26,P＜0.05).结论 自体BMSCs复合CS/HA支架在体内环境下可形成透明软骨修复兔膝关节负重区骨软骨缺损.     

Exogenous phytoestrogenic molecule icaritin incorporated into a porous scaffold for enhancing bone defect repair

This study was designed to develop a bioactive scaffold to enhance bone defect repair in steroid‐associated osteonecrosis (SAON). Icaritin, a metabolite of the herb Epimedium, has been identified as an angiogenic and osteogenic phytomolecule. Icaritin was homogenized into poly lactic‐co‐glycolic acid/tricalcium phosphate (PLGA/TCP) to form an icaritin‐releasing porous composite scaffold (PLGA/TCP/icaritin) by fine‐spinning technology. In vitro, high performance liquid chromatography was used to determine the release of icaritin during degradation of PLGA/TCP/icaritin. The osteogenic effects of PLGA/TCP/icaritin were evaluated using rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs). In vivo, the osteogenic effect of PLGA/TCP/icaritin was determined within a bone tunnel after core decompression in SAON rabbits and angiography within scaffolds was examined in rabbit muscle pouch model. In vitro study confirmed the sustainable release of icaritin from PLGA/TCP/icaritin with the bioactive scaffold promoting the proliferation and osteoblastic differentiation of rat BMSCs. In vivo study showed that PLGA/TCP/icaritin significantly promoted new bone formation within the bone defect after core decompression in SAON rabbits and enhanced neovascularization in the rabbit muscle pouch experiment. In conclusion, PLGA/TCP/icaritin is an innovative local delivery system that demonstrates sustainable release of osteogenic phytomolecule icaritin enhancing bone repair in an SAON rabbit model. The supplement of scaffold materials with bioactive phytomolecule(s) might improve treatment efficiency in challenging orthopedic conditions. © 2012 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 31:164–172, 2012