骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的影像学研究

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨-骨膜缺损,以及修复负重骨缺损的可行性. 方法将18只12月龄健康杂种青山羊(雌雄不限),制备成双侧胫骨中段20 mm骨-骨膜缺损模型,常规钢板螺钉固定;MSCs与生物衍生骨于体外复合培养;对同一只山羊将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组,以单纯材料植入左侧胫骨缺损处作为对照组,空白组不植入任何材料;在8、12、16和24周各时间点分别行标本的大体观察、X线片观察和骨密度测试,比较其修复骨缺损的能力. 结果大体观察、X线片和骨密度测试显示:实验组8周骨缺损部分修复,12、16周骨缺损完全修复,8、12和16周其骨密度较对照组高,差异有统计学意义(P＜0.05);24周实验组与对照组骨密度差异无统计学意义;空白组骨缺损未修复. 结论组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,且较单纯材料成骨量大、迅速,能够对负重骨缺损进行有效的修复.     

生物衍生骨复合骨髓基质干细胞修复山羊胫骨缺损的血管化研究

目的研究生物衍生骨与骨髓基质干细胞(marrow stromal stem cells, MSCs)复合修复山羊胫骨缺损的血管化过程,了解其修复长段管状负重骨缺损的血管化情况. 方法制备生物衍生骨作为支架材料,培养、诱导MSCs作为种子细胞,二者在体外复合构建组织工程骨.20只山羊双侧胫骨中段制备成20 mm长的骨-骨膜缺损模型,采取自身左右侧对照,实验侧(右侧)缺损处植入组织工程骨,对照侧(左侧)植入单纯支架材料,采用钢板内固定.术后2、4、6及8周用墨汁灌注透明标本及血管面积图像分析方法观察血管化过程,组织学观察血管形成及成骨情况. 结果术后2、4周,实验侧血管形成较对照侧少(P<0.05);术后8周,两侧均完全血管化,差异无统计学意义(P>0.05).实验侧于术后6、8周新骨形成逐渐增加,材料降解吸收较对照组快;对照侧术后8周材料孔隙内仍无明显新骨形成. 结论生物衍生骨作为骨组织工程的支架材料,能够较快发生血管化;组织工程骨成骨能力较单纯支架材料强.     

核心结合因子a1基因转染的骨髓基质干细胞复合生物衍生骨支架诱导异位成骨的研究

目的 观察核心结合因子a1（Cbfal）基因转染的人骨髓基质干细胞（hBMSCs）复合生物衍生骨支架异位成骨的效果。方法 雌性BALB／C裸鼠18只，随机分为3组：转染Cbfal基因的hBMSCs复合支架（A）、未转染细胞复合支架（B）和单纯支架组（C），每组6只。分别将各组人工骨植入裸鼠背部皮下，于术后4、8周行组织学、免疫组织化学和荧光原位杂交等检测。结果 Cbfal基因转染后，可诱导BMSCs骨钙素、Ⅰ型胶原呈阳性表达。体内植入后，A组成骨速度及成骨质量均明显优于其他组；植入细胞及宿主间质细胞呈骨钙素、骨形态发生蛋白2阳性表达；4周时，Y染色体阳性细胞数明显高于B组。结论 Cbfal基因转染BMSCs，能够诱导其向成骨细胞分化、上调骨形态发生蛋白2基因表达并提高移植细胞的生存率，明显促进异位成骨能力。     

磷酸钙人工骨结合骨髓基质干细胞移植修复骨缺损的实验研究

目的制备磷酸钙人工骨(calcium phosphats artifieal bone, CPC)与骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)复合物，通过动物实验研究其对骨缺损的修复作用。方法分离、扩增兔的BMSCs，并以CPC为载体制备cPc／BMSCs复合物，植入兔桡骨15mm骨缺损处。于术后不同时间处死动物，通过X线摄片、组织学染色分析和放射性核素监测，观察新骨形成和材料降解情况。同时以单纯的CPC及空白对照组作为对照研究，评价CPC／BMSCs复合物对骨缺损的修复能力。结果CPC／BMSCs复合物可再生新骨组织并完好地修复桡骨缺损，且其修复能力明显优于单纯的CPC。结论以CPC为载体的自体骨髓细胞移植能有效的修复骨缺损。     

骨髓基质干细胞修复软骨缺损的实验研究

[目的]探寻体外诱导骨髓基质干细胞成软骨细胞的最佳细胞因子，寻求体内修复家兔软骨缺损的最为有效方案。[方法]rhFGF1、rhTGF-β1、rhIGF-1单独或联合应用对骨髓基质干细胞进行体外诱导培养，应用常规染色、MTT、免疫组织化学染色的方法筛选诱导骨髓基质干细胞成软骨细胞的最佳细胞因子，并将其与骨髓基质干细胞复合于纤维蛋白凝胶制成凝胶复合物，直接种植到兔膝关节实验性关节软骨缺损处，并与对照组相比较，观察软骨修复效果。[结果]常规形态学观察，rhTGF-β1和rhIGF-1联合应用诱导的细胞在形态上类似于软骨细胞，免疫组化染色提示诱导细胞具有软骨细胞表型。凝胶复合物直接种植在体内能诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化，修复缺损的软骨，缺少细胞因子的对照组软骨缺损修复效果差。[结论]rhTGF-β1和rhIGF-1联合应用可作为诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化的最佳组合，骨髓基质干细胞凝胶复合物能修复软骨缺损。     

骨髓基质中的骨源性干细胞

骨髓基质是对骨髓血系细胞起支持和连接作用的组织,并影响血系细胞分化。骨髓基质细胞包括:骨系细胞、成纤维细胞、网状细胞、脂细胞[1],此外,还包括巨噬细胞和内皮细胞。骨髓基质中含有多能干细胞,Ｏｗｅｎ称之为骨髓基质干细胞,假定这种细胞分化为定向祖细胞,后者可分化为成纤维细胞、网状细胞、脂细胞、骨源性细胞(ｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｃｅｌｌ)[1]。骨髓基质干细胞可以在无诱导下骨化,称为确定性骨源性前体细胞(ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｐｒｅｃｕｒｓｏｒｃｅｌｌｓ,ＤＯＰＣ),也称作骨源性干细胞(ｏｓｔｅｏｇｅｎ…     

移植骨复合骨髓基质干细胞修复兔股骨缺损

目的观察同种异体骨复合骨髓基质干细胞对兔股骨大段缺损修复情况,探讨其修复骨缺损的可行性。方法将24只大耳兔随机分为2组,造成股骨大段缺损,对照组植入打孔同种异体骨,实验组植入打孔同种异体骨＋明胶海绵＋骨髓基质干细胞。术后2个月行X线片观察、病理组织学检查及骨密度测试。结果①放射学检查：对照组在异体骨结合部可见骨痂通过,实验组整个异体骨段均可见明显骨痂形成。②病理组织学检查：对照组可见少量内骨痂及外骨痂且被大量纤维结缔组织所分隔,实验组异体骨有坏死后弧形吸收窝,可见内外骨痂生长,髓腔内充满大量骨母细胞。③平均骨密度值测定：实验组高于对照组及正常股骨,差异有显著性（P〈0．05）。结论同种异体骨复合骨髓基质干细胞用于修复兔股骨大段缺损,较单纯异体骨成骨量大、迅速,能够对骨缺损进行有效的修复。     

生物衍生骨材料

目的追溯不同种类生物衍生骨修复骨缺损的研究进展。方法广泛查阅近期相关文献，综述不同种类生物衍生骨制备方法．以及修复骨缺损的治疗效果。结果采用不同物理化学方法处理的异体骨或异种骨不仅是天然的骨替代材料，还可作为支架材料与种子细胞复合构建组织工程骨，修复骨缺损。结论目前组织工程生物衍生骨是骨缺损治疗的新突破点。     

骨髓基质干细胞与纤维蛋白胶复合修复陈旧性关节软骨缺损的实验研究

目的建立组织工程方法修复陈旧性关节软骨缺损的动物模型,研究骨髓基质干细胞(BMSCs)与纤维蛋白胶(FG)的混合物修复陈旧性关节软骨缺损的效果。方法在新西兰大白兔股骨髁关节面制造圆形缺损,每孔直径4mm,深度约3mm,达松质骨。术后12周利用自体BMSCs与FG混合物进行修复。将36只兔共72侧膝关节随机分为空白对照组、陈旧修复组、新鲜修复组3组。术后分别在4、8、12、24、32和48周取材进行大体、组织学观察,参照Pineda标准对新生组织评分对比缺损修复的情况及新生组织的类型。结果陈旧组与新鲜组两种混合物修复组在甲苯胺蓝变色反应表明其与周围正常软骨无明显区别,均为类透明软骨组织修复。而对照组12周时为纤维软骨修复,后期为纤维组织和板层骨修复。陈旧组与新鲜组各期平均组织学和组织化学得分差异无显著性意义(P>0.05),但均高于对照组(P<0.05)。Pineda评分后数据做方差分析,8、12和24周陈旧组与新鲜组比较差异无显著性意义(P>0.05),这两组在第4周比较差异有显著性意义(P<0.05)。陈旧组与新鲜组2～48周期间关节功能良好。结论陈旧性关节软骨缺损和新鲜缺损应用BMSCs与FG复合修复的效果无明显差异。明确了BMSCs与FG的混合物在短期内能够良好地修复陈旧性关节软骨全层缺损,长期效果还有待研究。     

自体骨髓基质干细胞组织工程骨修复颅骨缺损的临床研究

目的探讨人骨髓基质干细胞(hBMSCs)作为种子细胞的组织工程骨修复外伤后颅骨缺损的可行性。方法自2006年6月至2007年2月,共4例外伤后颅骨缺损患者,抽取患者骨髓,分离得到hBMSCs,体外扩增和成骨诱导后,将hBMSCs与部分脱钙骨复合,体外共培养1周后,手术植入颅骨缺损区。分别于术后1周和3个月、6个月进行临床和三维CT检查随访。结果术后1周,三维CT均显示骨缺损区被所植入的组织工程骨充填;术后3～6个月,CT显示组织工程骨形成并修复骨缺损,新生骨与骨缺损断端融合。高龄患者及骨缺损面积过大患者,组织工程骨体内成活率较差。结论通过选择适宜的病例,以自体hBMSCs作为种子细胞,运用组织工程技术可以在人体内形成稳定的组织工程骨并可用于修复颅骨缺损。     

磷酸三钙-透明质酸-Ⅰ型胶原-骨髓基质细胞复合修复骨缺损的实验研究

目的观察由磷酸三钙人工骨(β-tricalciumphosphate,β-TCP)、透明质酸(hyaluronicacid,HA)、型胶原(type collagen,COL-)复合物作为诱导后的骨髓基质细胞(marrowstromalcells,MSCs)载体修复兔桡骨骨缺损的能力及作为自体骨移植替代物的可能性。方法获取新西兰大白兔MSCs,体外诱导培养后与β-TCP、HA、COL-结合形成复合物。将6月龄新西兰大白兔30只,手术制备双侧桡骨2cm骨缺损,8周后随机分为A、B及C组,A组(n=27侧),植入β-TCP-HA-COL--MSCs;B组(n=27侧),植入自体骨;C组(n=6侧),缺损空置作为空白对照。用扫描电镜观察β-TCP-HA-COL-结构。于4、8和12周各时间点分别处死动物6、9和15只;4、8周时A、B组各6侧,12周时A、B组各15侧;C组8周时6侧。进行大体观察、X线摄片、HE染色及无机质含量测定,对A、B组12周时标本进行成骨面积及生物力学测试,比较各组骨缺损的修复效果。结果MSCs在体外生长稳定,增殖能力强,可被诱导为成骨细胞。β-TCP-HA-COL-复合物呈多孔结构。各组各时间点大体观察、X线片、组织学及生物力学测试结果显示,随着时间的延长A、B组骨缺损可被修复,空白对照组不能修复。12周时成骨面积、生物力学测试,A、B组差异无统计学意义(P>0.05)。A组中的无机质含量在4、8和12周分别为75%、57%和42%。结论     

不同方法保存生物衍生骨修复节段性桡骨缺损的实验研究

目的　探讨不同方法保存的生物衍生骨修复节段性桡骨缺损的效果。　方法　冻干生物衍生骨用两种不同保存液保存 3个月 ,以保存相同时间的冻干生物衍生骨为对照。选择 6 0只新西兰大白兔 ,制作 15 mm长的双侧桡骨节段性骨缺损模型 ,实验根据植入不同方法保存的材料分为 A、 B和 C组。A组植入 1号保存液处理材料 ,B组植入2号保存液处理材料 ,A、B组再根据材料是否复合成骨细胞培养分为 A1 和 A2 、B1 和 B2 组 ,A1 和 B1 组于动物左侧桡骨缺损区植入组织工程生物衍生骨 ,A2 和 B2 组于右侧植入单纯材料。C组分为 C1 和 C2 组 ,于动物左侧桡骨缺损区植入冻干材料 ,右侧为空白对照。术后 4、8和 16周取材 ,摄 X线片、组织学观察、计算机图像分析和生物力学测定。　结果　术后 4、8和 16周各组骨缺损区均有新骨生成 ,成骨量随时间的推移而增加。经 X线片、组织学和生物力学评估 ,各组的成骨能力依次为 :A1 >A2 >C1 >B1 >B2 >C2 有统计学意义 (P<0 .0 0 1,P<0 .0 5 ) ,其中 A1 组成骨能力最强 ,术后 16周骨缺损完全修复 ,骨髓腔再通 ,生物力学性能接近正常骨。　结论　选择适宜的保存液对生物衍生骨支架材料的骨修复能力有一定的促进作用。     

煅烧骨与水凝胶复合对骨髓基质细胞贴附和生长的影响

目的：观察煅烧骨（CBB）与聚氧化乙烯－聚氧化丙烯－聚氧化乙烯三聚体（PEO－PPO－PEO）聚合物水凝胶（HG）复合对骨髓基质细胞（MSC）的贴附，增殖及分化的影响，探讨组织工程骨构建的最佳方法。方法：CBB、HG、MSC按不同方式和顺序复合，形成三种复合物CBB／HG／MSC和A组、HG／MSC／CBB为B组、CBB／MSC／HG为C组，CBB／MSC作为对照进行体外培养。5、10天取材，扫描电镜观察细胞形态以及与材料的贴附情况，细胞计数观察其增殖情况，组织化学方法检测MSC的碱性磷酸酶（ALP）活性及免疫组织化学方法检测其Ⅰ型胶原基因表达情况，结果：扫描电镜见A、C组与对照组细胞完全伸展，但A组细胞数量明显增多，重叠生长，细胞外基质分泌增加，优于C组和对照组，而B组细胞大多数圆形，轻微伸展，无细胞外基质分泌。A组与C组的ALP活性无差异（P＞0．05），但显著高于B组和对照组（P＜0．05＝。5天时四组细胞Ⅰ型胶原合成情况无明显差异，但10天时B组细胞的Ⅰ型胶原平均灰度值明显高于其它三组（P＜0．01）。结论：CBB、HG与细胞不同的复合对MSC的贴附，增殖，分化均有影响，CBB／HG／MSC顺序复合较好。     

陶瓷化骨-水凝胶与骨髓基质细胞自体皮下成骨实验

目的观察重组人骨形成蛋白(recombinant human bone morphogenetic protem 2,rhBMP-2)-转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)与陶瓷化骨-水凝胶和骨髓基质细胞复合后,植入自体皮下成骨能力的影响.方法用矿化液诱导第1代成年SD大鼠骨髓基质细胞(marrow stromal cells,MSCs)5 d后,应用改良钙钴法染色、Von Kossa染色、免疫组织化学染色观察诱导后的MSCs向成骨细胞分化情况.将收集的细胞(5×106/ml)分成3组,A组加入rhBMP-2(5μg)-TGF-β(0.05μg),B组加入rhBMP-25μg,C组不加生长因子作为空白对照;然后将细胞接种在陶瓷化骨-水凝胶上,植入自体12只SD大鼠皮下,每组6只,每只大鼠3种材料各1块.术后4、8周取材,行组织学观察骨基质形成情况,图像分析测量单位面积骨形成量,免疫组织化学染色观察Ⅰ型胶原、BMP合成情况.结果 MSCs经过5 d矿化诱导后,大部分细胞变小,胞浆突起变短,呈多边形.改良钙钴法染色见胞浆含有棕黑色颗粒的阳性细胞,Ⅰ型胶原免疫织组化学染色见大部分细胞胞核未着色,胞浆呈棕黄色;Von Kossa染色见20 d已经形成矿化结节.动物体内植入后4周,各组均有形状不规则的条索状骨基质形成,图像分析示A组的骨基质面积明显多于B组(P＜0.01);A、B组Ⅰ型胶原平均灰度值明显低于C组(P＜0.01),各组BMP的表达无明显差异(P＞0.05).8周时各组均有形状不规则的条索状、斑块状砖红色骨基质形成,A、B两组成熟骨面积明显多于C组(P＜0.01);Ⅰ型胶原、BMP均有阳性表达,但各组间平均灰度值无明显差异(P＞0.05).结论陶瓷化骨-水凝胶与MSCs复合物植入自体皮下后能形成骨组织,rhBMP 2-TGF-β复合生长因子较单纯rhBMP-2有更强的促进骨形成作用.     

猕猴组织工程骨异体植入后白细胞介素2及其受体的表达

目的　检测猕猴组织工程骨异体植入桥接节段骨缺损后体内白细胞介素 2 (interleukin 2 ,IL - 2 )及白细胞介素 2受体 (interleukin 2 receptor,IL - 2 R)的表达 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞作为种子细胞构建组织工程骨的可行性。　方法　用猕猴骨髓基质干细胞 (marrow stromal stem cells,MSCs)体外诱导分化为成骨细胞 ,与人源生物衍生骨材料复合培养 ,构建组织工程骨 ,植入 15只免疫功能健全的异体猕猴体内桥接桡骨节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6和 12周抽取静脉血 ,并行双侧局部组织取材 ,组织块作低温匀浆 ,用双抗体夹心 IL ISA法检测 IL - 2及 IL - 2 R的表达。　结果　实验组和对照组术后各时间点IL - 2及 IL - 2 R水平无统计学差异 (P>0 .0 5 ) ,IL - 2及 IL - 2 R水平在术后第 2周开始增高 ,第 2～ 6周维持高水平 ,6周后随时间的延长而下降。　结论　猕猴 MSCs和生物衍生骨材料复合构建组织工程骨 ,植入异体猕猴体内引发微弱的免疫反应 ,同种异体 MSCs可选择作为构建骨组织工程的种子细胞。     

大鼠骨髓间充质干细胞与多孔双相磷酸钙陶瓷支架体外黏附的实验研究

目的研究大鼠骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)诱导培养后在多孔双相磷酸钙(biphasiccalciumphosphate,BCP)陶瓷支架材料上的黏附和生长。方法SD大鼠MSCs经矿化诱导培养、扩增,具有成骨细胞表型后,与多孔BCP陶瓷支架及普通多孔羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)陶瓷支架体外复合培养,扫描电镜观察比较MSCs在两种材料支架表面的黏附数量和形态;同时以0.5、1.0、2.0、3.0和4.0×106/ml浓度细胞悬液接种于多孔BCP支架材料,检测适宜的接种浓度及单位体积支架材料可黏附MSCs数量。结果大鼠MSCs经诱导培养14d后,行矿化沉积茜素红染色、型胶原免疫细胞化学染色及碱性磷酸酶细胞化学染色,结果均为阳性。大鼠MSCs黏附于多孔BCP陶瓷上的细胞数(88.00±6.58)明显高于HA陶瓷组(39.00±3.65),两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。当接种浓度为2.0×106/ml时,单位体积的陶瓷支架材料最多可黏附MSCs数量为1.28×107个/cm3,为细胞适宜接种浓度。结论大鼠MSCs在体外经矿化诱导培养可表达成骨细胞表型,细胞浓度为2.0×106/ml时与多孔BCP陶瓷支架材料具有良好的黏附能力。     

不同应力环境对兔骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损的影响

目的探讨不同应力环境对骨髓间充质干细胞(MSCs)修复关节软骨缺损的影响. 方法将日本大耳白兔15只制成髌骨外侧脱位动物模型,平均分成3组,每组5只:即单纯载体脱位组(对照组)、移植物正常应力组及移植物脱位组.对兔MSCs进行分离、培养,以兔MSCs为种子细胞构建自体组织工程移植物修复关节软骨缺损.6周后处死动物,观察修复组织的成分和结构. 结果术后6周,移植物正常应力组修复组织浅层为软骨组织,甲苯胺蓝染色接近正常关节软骨;深层为软骨下骨,与正常关节软骨结构相似.移植物脱位组为骨组织所修复,缺损周围的正常关节软骨变薄,软骨下血管侵入正常关节软骨内,遗留在股骨髁滑车槽内的移植物在滑车槽正常关节软骨表面形成新生类透明软骨组织.单纯载体脱位组为纤维组织修复. 结论 MSCs修复关节软骨缺损,只有在正常应力状态下修复效果最佳;提示维持负重关节正常的应力刺激,对组织工程软骨修复组织的形成和维持必不可少.     

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。