骨髓间充质干细胞治疗早期股骨头坏死的作用与机制

背景:骨髓间充质干细胞具有强大的自我增殖能力和分化多潜能性,是治疗早期股骨头坏死的热点.目的:总结骨髓间充质干细胞的生物学特性及其治疗早期股骨头坏死的方法与机制.关键词为"femur head necrosis,mesenchymal stem cell,cell culture,therapy,overview",中文关键词为"股骨头坏死,骨髓间充质干细胞,细胞培养,治疗,综述",排除陈旧性、重复性文献,保留30篇文献归纳总结.第一作者检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)1992-01/2010-10及清华同方中文系列数据库(http://www.cnki.net/index.htm)2000-01/2010-10涉及骨髓间充质干细胞的生物学特性及其治疗早期股骨头坏死内容的文献,英文方法:由结果与结论:利用骨髓间充质干细胞显著的成骨及成血管作用,直接作用于股骨头坏死病灶部位,达到治愈早期股骨头坏死的目的,是目前治疗早期股骨头坏死的热点.今后应进一步分析移植后骨髓间充质干细胞在缺血坏死股骨头内增殖分化的潜能及影响因素、新生血管再狭窄的预防、骨缺损修复的时间,以及骨髓间充质干细胞移植至体内后影响干细胞存活和分化的因素,如局部感染、全身免疫情况等,介入治疗时干细胞是否会随着血流的冲击而流至其他部位,这些问题依然需要进一步解决.     

骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的研究进展

<正>股骨头坏死(Osteonecrosis of the Femoral Head,ONFH)又称缺血性股骨头坏死,是一个渐进的病理过程,通常是股骨头血液供应遭到破坏,导致骨髓成分、骨细胞死亡,最终坏死部分塌陷,出现髋部疼痛,活动受限,严重影响生活质量,是骨科中较常见的难治性疾病。ONFH在国内的发病率非常高,可发生于任何年龄,大多数患者处于疾病发展的早中期,在15岁及以上人群中估计有812万ONFH患者[1]。而     

骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的研究进展

股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head,ONFH)是骨科的常见病之一,它属于一种渐进性疾病,早期如果不及时进行干预,往往会导致股骨头的进行性破坏,最终引起股骨头结构塌陷,严重影响生活质量.目前临床上股骨头坏死的治疗方式主要是根据ARCO分期及患者自身情况而决定.对于晚期患者往往采用髋关节...     

骨髓间充质干细胞移植在股骨头坏死修复中的应用

目的:综述骨髓间充质干细胞在治疗股骨头坏死的修复作用及价值。资料来源:应用计算机检索Medline 2001-01/2006-12有关骨髓间充质干细胞和股骨头坏死的文献,检索词“bone mesenchymal stem cell,femoral head,osteonecrosis,medical treatment”,并限定文章语言种类为English。同期检索中国期刊全文数据库2001-01/2006-12有关文献,检索词“骨髓间充质干细胞,股骨头坏死,成骨作用”,限定文章语言种类为中文。资料选择:对检索到的资料进行初审,选取针对性强的文献,并查看每篇文献后的引文,以近5年且发表在较权威杂志者优先。资料提炼:共检索到234篇相关文献,92篇文章符合要求,排除142篇重复性文章,纳入30篇。资料综合:骨髓间充质干细胞是存在于骨髓组织中的多种干细胞的混和体,其具有多向分化潜能,在特定条件下能分化为成骨细胞,可作为细胞移植治疗股骨头坏死。许多基础与前期临床实验清楚地表明,骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头坏死有很大的临床应用潜力,在不同条件下的临床试验已经开展。结论:在适宜的条件下,骨髓间充质干细胞经诱导可在体内、体外分化为成骨细胞,将其注入坏死的股骨头内、产生的细胞可在坏死部位存活,明显修复坏死的股骨头。     

经动脉骨髓间充质干细胞移植联合普伐他汀治疗早期股骨头缺血性坏死

背景: 近年来干细胞移植治疗股骨头缺血性坏死逐渐兴起,股骨头坏死的发病除与各种原因引起的局部组织缺血有关以外,研究还发现股骨头坏死的发病可能与成骨细胞及骨髓基质细胞的功能下降有关.目的: 观察经动脉自体骨髓间充质干细胞移植联合普伐他汀治疗Ⅰ～Ⅱ期股骨头缺血性坏死的可行性.方法: 纳入股骨头缺血性坏死患者32例49髋,经集落细胞刺激因子动员后采集患者骨髓间充质干细胞,采用Seldinger穿刺技术,从非治疗侧股动脉成功穿刺后,通过非治疗侧的髂总动脉、腹主动脉至治疗侧髂总动脉,注射非离子对比剂15 mL.将自体干细胞悬液通过导管分2次缓慢注射入旋股内、外侧动脉及闭孔动脉,每次注射时间大于5 min.干细胞移植治疗术毕,口服普伐他汀联合治疗.治疗后随访,观察股骨头缺血性坏死临床症状改变情况和髋关节活动度.结果与结论: 32例患者49髋均完成半年以上随访,患者髋部疼痛缓解,髋关节功能改善,关节活动范围明显扩大,尤其是外展功能恢复明显行走距离增加.16例21髋患者治疗6个月后股骨头血管造影结果显示,股骨头内新生血管增多,血供改善.提示骨髓间充质干细胞移植联合普伐他汀治疗早期股骨头缺血性坏死损伤小,可有效恢复髋关节功能,阻止或延缓疾病的进一步发展.     

肝细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞移植治疗免股骨头坏死

背景:课题利用实验室自主研制、已获国家SFDA批准临床试验的重组肝细胞生长因子腺病毒感染骨髓间充质干细胞,结合肝细胞生长因子的促血管新生和抗细胞凋亡以及间充质干细胞的成骨功能,通过细胞治疗的手段进行骨损伤修复.目的:探讨肝细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞移植对兔股骨头坏死骨缺损的治疗效果.设计、时间及地点:细胞-材料学体内实验,于2007-09/12在北京放射与辐射医学研究所和解放军66400部队骨病专科医院完成.材料:清洁级26～28周龄新西兰大白兔18只,由北京开源兔业养殖场提供.骨基质明胶为上海骁博科技发展有限公司产品.方法:采用贴壁法分离培养兔自体骨髓间充质干细胞,体外鉴定成骨和成脂肪能力.18只兔均建立双侧股骨头坏死骨缺损模型,随机分为3组,6只,组,单纯材料组缺损区仅填塞骨基质明胶,细胞-材料组填塞复合骨髓间充质干细胞的骨基质明胶,基因修饰细胞-材料组填寒复合Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞的骨基质明胶,各组细胞用量为107个/缺损,骨基质明胶用量为27 mm3/缺损,修复3个月后取材进行组织学检查.骨髓闻充质干细胞和Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞经荧光染料二醋酸琥珀酰酯羟基荧光素标记后,氯化钴处理72 h,流式细胞学分析细胞增殖情况.主要观察指标:骨髓间充质干细胞的诱导分化,骨髓间充质干细胞对兔股骨头坏死的修复效果,Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞抗低氧损伤能力.结果:培养的细胞在适当诱导条件下可分化为成骨和成脂肪细胞.修复后3个月组织学分析显示,单纯材料组仅见疏松的纤维肉芽组织填充;细胞-材料组可见致密的纤维肉芽组织填充,其间有较多的新生血管,但未见新生骨组织;基因修饰细胞-材料组多为软骨样组织填充,周围可见新骨带形成.各组Lane-Sandhu骨组织学评分比较差异有非常显著性意义(P<0.01),其中基因修饰细胞-材料组评分最高,即Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞具备最佳的骨修复能力.培养体系中加入氯化钴后,已增殖的Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞比例显著高于未感染骨髓间充质干细胞(P<0.001).结论:在骨缺损模型中Ad-HGF感染的骨髓间充质干细胞具有更强的抗低氧损伤能力,其在体内成骨能力优于未感染的骨髓间充质干细胞,提示肝细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞移植是应用于缺血性骨坏死的有效治疗途径.     

自体骨髓间充质干细胞移植治疗早期股骨头缺血性坏死44例

背景:股骨头缺血性坏死患者股骨头内间充质干细胞数量减少,成骨分化能力降低是不能实现有效自身修复的细胞病理原因,坏死区周围的硬化带阻碍了骨修复的实现.对于早期股骨头缺血性坏死,自体骨髓间充质干细胞移植结合髓芯减压改善坏死区的血运及促进骨修复的治疗结果分析尚缺乏系统报告.目的:根据随访结果分析自体骨髓间充质干细胞移植结合髓芯减压治疗早期股骨头缺血性坏死的效果.方法:2005-05/2008-09共治疗早期股骨头缺血性坏死患者44例,所有接受细胞移植股骨头坏死均为ARCO1或2期,共76髋.采用浓缩自体骨髓细胞悬液回注坏死股骨头内并结合髓芯减压,剩余骨髓血洗涤回输.其中ARCO1期患者仅行干细胞悬液注射,ARCO2期患者移植后行髓芯减压,以Harris评分评价髋关节功能状态.结果与结论:至2009-03,共随访(22.3±4.2)个月.至随访终期,66髋较细胞移植前疼痛缓解或无明显进展,功能改善,占86.9%;10髋疼痛加重,ARCO分期进展至3或4期,其中3髋行人工关节置换.提示自体骨髓间充质干细胞移植结合髓芯减压是治疗早期股骨头缺血性坏死的有效方法,在早期股骨头缺血性坏死的各种治疗方法中,与其他减压及手术方法相比更符合针对病因的治疗,进一步扩大应用有可能获得更佳的临床效果.     

骨髓间充质干细胞对股骨头坏死缺损模型修复的组织学观察

目的研究骨髓间充质干细胞在治疗股骨头坏死动物模型的修复作用及价值。方法建立兔双侧股骨头内骨缺损模型，并分为3组，A组为制作缺损而不填充任何材料，B组为单纯填充纳米人工骨，C组填充纳米人工骨和骨髓间充质干细胞的复合材料。对植入后4周、8周、12周的股骨头行组织学检查。结果B组和C组在股骨头缺损修复成骨方面与A组有显著差异，C组差异性更大。结论骨髓间充质干细胞有较强的成骨作用，可促进股骨头坏死骨缺损的修复，对股骨头坏死的治疗有较大价值。     

骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头缺血性坏死的研究现状

背景:股骨头缺血性坏死发生在高承重区的髋关节,是一种特殊形式的无菌性骨坏死.骨髓间充质干细胞可能对坏死的股骨头具有很好的修复作用.目的:了解骨髓间充质干细胞移植治疗早期股骨头缺血性坏死的研究进展,为进一步研究打下基础.方法:以Avascular necrosis offemur head,Femur head necrosis,Osteonecrosis,Bone marrow mesenchymal stem cells, Mesenchymal stem cells,Multipotent stem cells为检索词,检索Pubmed数据库(2000-01/2009-04);以股骨头缺血性坏死,骨髓间充质干细胞为检索词,检索CNKI数据库(1989-01/2009-04).文献检索语种限制为英文和中文.纳入研究骨髓间充质干细胞的生物特性和功能、股骨头缺血性坏死的病因和病理、骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头缺血性坏死的相关研究;排除重复文献.结果与结论:计算机初检得到800余篇文献,根据纳入排除标准,对其中38篇文献进行分析.骨髓间充质干细胞在适当的培养条件下可以分化为软骨细胞、骨细胞和脂肪细胞.随着干细胞工程的发展,骨髓间充质干细胞移植可能是一种修复骨坏死有效的治疗方法.文章叙述了股骨头缺血性坏死的病因、病理,分析了骨髓间质干细胞治疗股骨头缺血性坏死的理论依据,通过比较国内外骨髓间质干细胞移植治疗股骨头缺血性坏死的动物实验研究和临床实验研究,来证实骨髓间充质干细胞治疗股骨头缺血性坏死的效果,希望以此找到更好的治疗方法.     

骨髓间充质干细胞联合茶黄素治疗兔激素性股骨头坏死

背景:股骨头坏死形成机制中,脂代谢紊乱学说受到许多学者的重视.茶叶提取物茶黄素具有降脂作用,在骨髓间充质干细胞培养中可抑制激素诱导的成脂分化,加强其成骨能力.目的:观察骨髓间充质干细胞联合茶黄素治疗激素性股骨头坏死的效果.设计,时间及地点:随机对照动物实验,于2008-03/06在安徽医科大学实验中心完成.材料:洁净级健康成年新西兰大白兔24只,随机分为4组:模型对照组、单纯减压组、细胞移植组、细胞联合茶黄素组,6只/组.实验所用茶黄素为茶黄素单体,纯度60%,由上海嘉会生物科技有限公司生产,批号20040828.方法:体外分离培养兔自体骨髓间充质干细胞,传至第3代后调整细胞密度为2×1010L-1复合于3 cra×2 cm明胶海绵上,每块明胶海绵含细胞悬液60μL,在细胞培养箱中孵育4 h备用.各组兔均采用液氮冷冻法建立激素性股骨头坏死模型,自然复温后钻孔,模型对照组不作任何处理,单纯减压组植入明胶海绵,细胞移植组、细胞联合茶黄素组植入复合有兔自体骨髓间充质干细胞的明胶海绵,同时细胞联合茶黄素组每天分3次灌服茶黄素250 mg,直至处死.主要观察指标:动物一般情况,髋部MRI扫描观察股骨头坏死区信号变化,以及股骨头标本组织学观察、扫描电镜观察结果.结果:造模后8周,细胞移植组、细胞联合茶黄素组兔活动明显增加,走路姿势逐步好转.造模后4周,各组均未见明显坏死区信号改变;造模后8周,模型对照组坏死低信号区明显扩大,单纯减压组低信号区无明显变化,细胞移植组低信号区范围略微缩小,细胞联合茶黄素组低信号区明显缩小,骨密度信号接近正常.与其余3组比较,造模后4,8周细胞联合茶黄素组空骨陷窝阳性数均明显减少(P<0.05).扫描电镜下,造模后8周模型对照组骨小梁多处断裂塌陷,髓腔内有大量脂肪细胞堆积;单纯减压组部分骨小梁可见裂痕;细胞移植组骨小梁不致密;细胞联合茶黄素组骨小梁结构规整致密,成骨细胞多,骨细胞及基质胶原纤维正常,髓腔规则.结论:茶黄奈能促进骨髓间充质干细胞成骨,在髓芯减压并骨髓间充质干细胞移植的基础上灌服给予茶黄素治疗兔激素性股骨头坏死的效果较好.     

MRI示踪超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头缺血性坏死

背景：骨髓间充质干细胞移植是治疗股骨头坏死的发展方向之一。近年来,利用超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记靶细胞再经MRI显像的方法已成为研究的焦点。目的：观察超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞在MRI信号上的变化情况及对兔股骨头坏死的修复效果。方法：将超顺磁性氧化铁标记的兔骨髓间充质干细胞、未标记的骨髓间充质干细胞、生理盐水采用原位移植方式移植入兔股骨头坏死区,行MRI检测,观察移植入坏死区的超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞在SE T2WI、FSE T2WI、GRE T2WI 三种扫描序列中信号变化情况;同时行组织学观察及高倍镜下缺损标本边缘新生骨小梁面积百分比行统计学分析。结果与结论：超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞原位移植侧,在SE T2WI、FSE T2WI、GRE T2＊WI 三种扫描序列中信号减低区即为实验中的靶点,MRI图像示靶点在3种扫描序列中信号强度均有不同程度的降低,而对照侧则无明显信号改变;移植后6周,超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞移植侧高倍镜下缺损标本边缘新生骨小梁面积百分比与未标记的骨髓间充质干细胞移植侧间差异无显著性意义（P〉0.05）,均高于生理盐水移植侧,差异有显著性意义（P〈0.01）。结果可见超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞与未标记的骨髓间充质干细胞原位移植治疗兔股骨头坏死有着同样的效果,MRI 可对超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞进行活体示踪检测。     

骨髓间充质干细胞及其载体在股骨头坏死治疗中的研究与进展

背景：骨髓间充质干细胞作为一种多能干细胞在股骨头坏死治疗中的应用越来越多,而单纯干细胞移植及注入往往效果不佳,联合支架材料或其复合物可更好地发挥作用。 目的：综述骨髓间充质干细胞联合载体治疗股骨头坏死的临床及实验研究现状,并展望发展前景。 方法：以＂股骨头坏死、骨髓间充质干细胞、载体或支架材料;osteonecrosis of the femoral head,avascularnecrosis, bone marrow mesenchymal stem cells,carrier or scaffold material＂为检索词,应用计算机检索1989至2013年中国知网及PubMed数据库关于骨髓间充质干细胞及其载体在股骨头坏死治疗方面的临床及实验文献报道,归纳综述各种载体的特性及局限性。 结果与结论：理想的载体可促进及诱导骨髓间充质干细胞修复股骨头的能力,现有的载体种类繁多,包括自体松质骨、异体骨、天然生物材料、有机材料、生物陶瓷、纳米材料等,各有利弊。所以人们通过将材料复合的手段来寻找理想的载体和支架材料,但仍有一些问题需要深入研究与解决,如支架材料来源没有统一的生产标准、规格及公认的制作方法;如何控制及避免支架植入后的免疫反应及炎症反应;如何保证降解速率与股骨头区域的骨与软骨生成速率一致;如何全面的检测植入后的细胞毒性、生物相容性及治疗效果等。     

骨髓间充质干细胞及细胞因子在股骨头坏死治疗中的应用与展望

背景：单纯应用骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的效果较差,若同时加入相关细胞因子可更好的发挥作用。目的：综述相关细胞因子诱导间充质干细胞在股骨头坏死治疗方面的应用。方法：由第一作者检索1989/2009PubMed数据库及万方数据库有关治疗股骨头坏死的新进展、骨髓间充质干细胞治疗骨科相关疾病、可促进间充质干细胞向成骨细胞分化的相关细胞因子及其作用机制等文献报道。结果与结论：骨形态发生蛋白、成骨生长肽、血管内皮生长因子、软骨源性形态发生蛋白1、生长转化因子β、胰岛素样生长因子1、血小板衍生生长因子等细胞因子被证实可诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞、软骨细胞,促进骨痂的愈合。因此临床中将骨髓间充质干细胞与细胞因子诱导技术相结合治疗股骨头坏死可最大程度优化治疗效果。     

柚皮甙诱导骨髓间充质干细胞修复兔股骨头坏死

背景:自体骨髓间充质干细胞体外诱导培养后的多方向分化潜能,体内植入能否修复股骨头坏死成为临床骨科的一个研究热点。目的:柚皮甙诱导的骨髓间充质干细胞修复兔股骨头坏死头的作用。方法:柚皮甙诱导兔骨髓间充质干细胞向成骨方向分化,用自制同种异体松质骨载体负载,制备兔股骨头坏死模型,造模后第3周将12只成年新西兰大白兔随机数字表法分为2组,实验组左侧置入空白载体,对照组左侧不植入任何物品;两组右侧均置入复合有诱导后骨髓间充质干细胞的载体。结果与结论:植入后8周植入物表面有大量骨痂形成,与骨端连接紧密,少部形成连续性骨桥。12周部分充填区广布相对较成熟的骨小梁,但较正常骨小梁粗、排列不够规则,可见缺损区完全被新骨代替,提示柚皮甙诱导的骨髓间充质干细胞可修复兔股骨头坏死。     

Treatment of avascular necrosis of the femoral head by hepatocyte growth factor-transgenic bone marrow stromal stem cells

The treatment of hormone-induced early-stage avascular necrosis of the femoral head (ANFH) with transplantation of hepatocyte growth factor (HGF)-transgenic bone marrow stromal stem cells (BMSCs) was examined. A rabbit model of hormone-induced early ANFH was first established. BMSCs were transplanted by core decompression under the guidance of computed tomography (CT). A supportive fibrinogen drug delivery mixture (FG) was tested for mechanical enhancement of stem cell delivery. Therapeutic efficacy was evaluated by CT, magnetic resonance imaging (MRI), CT perfusion imaging, ink artery infusion angiography, hematoxylin-and-eosin staining and immunohistochemical staining for extracellular signal-regulated kinase-1/2 of pathological sections. A regular arrangement of trabeculae and obvious bone regeneration were observed in the animals receiving transplanted transgenic BMSCs with FG. Newly generated capillaries were visible on the bone plates of the trabeculae, and the bone marrow was rich in hematopoietic tissue. These results demonstrate that the combination of core decompression and transplantation of HGF transgenic autologous BMSCs enhanced blood vessel regeneration and bone reconstruction in the ANFH model. This study provides experimental data that motivate possible clinical use of this therapeutic strategy.     

骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的进展

目的:股骨头坏死是一种对髋关节具有特殊破坏性的退行性病变。近10年来,随着对成人股骨头坏死研究的不断深入以及骨髓干细胞技术的应用,成人股骨头坏死的治疗效果有了明显提高。文章综述骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的研究进展。资料来源:应用计算机检索Pubmed1985-12/2006-12期间的相关文章,以“stem cell,mesenchymal cell,osteonecrosis of femoral head,femoral head necrosis,therapy”为检索词分别进行组合检索,文章语言种类限定为English。同时计算机检索中文CNKI全文数据库1980-12/2006-12期间的相关文章,以“干细胞,股骨头坏死,治疗”为检索词分别进行组合检索,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。纳入标准:①干细胞的生物学特性。②股骨头坏死的发病原因和机制。③干细胞治疗股骨头坏死的实验或临床研究文献。排除标准:重复研究、Meta分析或综述类文献。资料提炼:共收集76篇相关文献,31篇符合纳入标准,排除的45篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的31篇文献中,分别涉及股骨头坏死的发病原因与发病机制、骨髓间充质干细胞的特性、骨髓间充质干细胞与生长因子、转基因骨髓间充质干细胞、骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的适应证、骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的移植方法等内容。资料综合:股骨头坏死是由多种病因造成的股骨头缺血和骨细胞坏死的病理过程,围绕其发病机制目前主要存在脂肪栓塞学说、骨细胞脂肪变性坏死学说等,都支持在股骨头发生缺血坏死后,骨髓内间充质干细胞的数量和活性均受到抑制的观点。因此,也可以将股骨头坏死认为是一种骨细胞和(或)间充质干细胞的疾病。骨髓间充质细胞来源于中胚层,具有多向分化潜能,而转基因干细胞不仅具有多向分化能力,同时还能表达特定转染基因,分泌目标活性因子,极大提高了干细胞修复骨坏死的效能。骨髓干细胞治疗股骨头坏死的方法包括局部注射移植、超选择性股骨头供血动脉移植、支架复合材料的移植以及相互间的联合应用等。结论:骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死早期患者,可以使其病情缓解甚至出现逆转,具有较好的应用前景,但在临床应用中仍有许多问题亟待解决。