软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体修复兔膝关节骨软骨损伤

目的探讨骨髓基质干细胞(BMSCs)诱导的软骨细胞与聚乙醇酸-乳酸共聚物(PLGA)-Ⅱ型胶原支架通过管帽结构复合构建组织工程软骨复合体修复兔膝关节骨软骨损伤的效果及各界面耦合情况。方法BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后接种于PLGA-Ⅱ型胶原支架的底层,支架表层戴管帽。将该细胞-支架复合物置入软骨条件培养液中培养2周,扫描电镜观察。将45只新西兰大白兔随机分为A、B、C 3组,每组15只,并于股骨髁处造模。分别于缺损处植入戴管帽结构复合的软骨支架复合体(A组)、PLGA-Ⅱ型胶原支架(B组)、不植入任何材料(C组)。于第4周和第12周取材行大体观察和组织学分析。结果 A组和B组缺损处均有软骨生成;C组缺损明显,只有纤维组织生长。A组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复;两者耦合处犬牙交错,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于B、C组。软骨组织学评分A组优于B、C组(P0.05)。结论 BMSCs诱导分化成的软骨细胞与PLGA-Ⅱ型胶原支架经过管帽结构构建成的软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体可有效修复兔膝关节骨软骨损伤,新生软骨、骨与宿主软骨、骨及新生软骨与软骨下骨各界面耦合良好。     

自体骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养复合同种异体完全脱蛋白骨修复关节软骨全层缺损的研究

[目的]探讨自体骨髓间充质干细胞(bone m arrow-derived m esenchym al stem cells,BMSCs)与软骨细胞共培养复合同种异体完全脱蛋白骨(fu lly deprote in ized bone,FDB)修复关节软骨缺损的可行性,评价修复效果,为优化种子细胞源提供依据。[方法]取浓度为3×106/m l的第二代BMSCs和软骨细胞,按2:1比例混匀共培养作为种子细胞。FDB与共培养细胞复合接种植入修复缺损为实验A组、单纯FDB为对照B组和不处理为空白对照C组,移植8、16周后经人体观察、组织学评分和免疫组化染色评价缺损的修复。[结果]共培养的软骨细胞基质合成丰富,细胞增殖快。A组缺损修复组织呈软骨样,表面光滑平坦,与周围软骨整合的软骨细胞更为成熟。B组和C组的修复组织呈纤维组织和无修复。组织学评分表明A组优于B、C 2对照组,差异具有统计学意义(P<0.01),B组与C组差异无统计学意义(P>0.05)。免疫组化染色显示A组修复组织的细胞为透明软骨样细胞,柱状排列,Ⅱ型胶原染色阳性,与周围软骨及软骨下骨整合良好。[结论]自体BMSCs与软骨细胞共培养作为种子细胞,BMSCs能增强软骨细胞的增殖,促进软骨细胞基质合成,缩短软骨细胞培养时间和减少传代次数,节省大量的软骨细胞,与FDB复合后能有效修复关节软骨缺损。     

载柚皮苷复合支架对兔骨软骨缺损修复的实验研究

目的探讨载柚皮苷复合支架的性能及其对兔骨软骨缺损修复的效果。方法利用W/O/W方法制备载柚皮苷和无载柚皮苷缓释微球;以凹凸棒石和Ⅰ型胶原蛋白为材料,通过"3层夹心法"分别构建载柚皮苷、无载柚皮苷和载TGF-β_1复合支架。分别利用体外缓释、扫描电镜和细胞计数试剂盒8法评价载柚皮苷微球的缓释效果、支架的形貌和细胞相容性。取40只日本大耳白兔随机分为A、B、C、D4组,每组10只。于兔双侧股骨髁间窝处制备直径4.5 mm、深4 mm的骨软骨缺损模型,A组为缺损组(空白对照),B、C、D组分别于骨软骨缺损处植入无载柚皮苷复合支架(阴性对照组)、载柚皮苷复合支架(实验组)及载TGF-β_1复合支架(阳性对照组)。分别于术后3、6个月时取材,行大体、HE染色、甲苯胺蓝染色,分别观察骨软骨缺损修复效果;Western blot检测新生软骨Ⅱ型胶原蛋白表达水平。结果载柚皮苷微球具有良好的缓释效果;构建的骨软骨复合支架有较好的孔隙;载柚皮苷软骨层支架细胞的增殖率与无载柚皮苷支架比较明显增加,差异有统计学意义(P0.05)。兔体内植入实验大体观察示,术后3个月C、D组缺损范围与A、B组相比明显缩小;术后6个月C组缺损处被新生软骨所覆盖,D组新生软骨与周围正常软骨整合良好。组织学染色示,术后3个月A、B组缺损处被少量纤维组织填充,C、D组可见少量软骨生成;术后6个月C、D组新生骨软骨组织与正常骨软骨类似,A、B组缺损处以大量纤维组织为主。Western blot检测示,术后3、6个月C、D组缺损处新生组织中Ⅱ型胶原蛋白表达量均显著高于A、B组,差异有统计学意义(P0.05);C、D组间比较差异无统计学意义(P0.05)。结论载柚皮苷复合支架具有良好的组织相容性,并对兔关节骨软骨缺损有较好的修复效果。     

高纯度猪软骨Ⅱ型胶原修复兔膝关节软骨缺损的实验研究

目的 研制高纯度猪软骨Ⅱ型胶原海绵,探讨其修复关节软骨缺损的可行性.方法 将40只成年雄性新西兰兔制成膝关节软骨缺损模型,随机分成两组.A组20只兔的缺损区植入Ⅱ型胶原海绵,B组20只兔的缺损区旷置,不植入胶原作为对照.于术后2、4、8、12、24周分别做HE染色、Masson染色、Safranin O染色及Ⅱ犁胶原免疫组化检测.结果 ①HE染色及Masson染色显示A组在术后2周即出现新生软骨细胞,细胞以胶原纤维为支架迁移进入缺损区,并与胶原纤维生长融合;12周后新生骨和软骨组织完全填满缺损区并与周围组织整合,而B组直至术后24周仍由纤维组织所填充;②免疫组化检测结果 显示A组新生软骨细胞具有正常兔软骨细胞的表型;③Safranin O染色结果 显示A组新生软骨细胞具有分泌软骨基质的功能.结论 Ⅱ型胶原具有较强的诱导软骨细胞生长的能力,其诱导生长的新生软骨细胞具有正常透明软骨细胞的表型和功能,是良好的软骨缺损修复的生物填充材料.     

利用脂肪干细胞构建软骨修复兔膝关节软骨缺损的初步研究

目的 利用兔同种异体软骨脱细胞基质支架和脂肪干细胞体外构建组织工程软骨,探讨其修复关节软骨损伤的可行性.方法 将新西兰大白兔的脂肪干细胞与软骨脱细胞基质支架复合,于软骨细胞方向诱导培养基中培养两周,构建组织工程软骨.兔24只随机分为A、B、C 3组, A组关节软骨缺损处置入经诱导的脂肪源干细胞复合软骨基质支架, B组缺损处只置入软骨基质支架, C组软骨缺损处不做任何处理.分别于术后第12周处死动物,修复处行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化染色和透射电镜检测.结果 A组软骨缺损处被类软骨组织填充,修复区表面光滑;Ⅱ型胶原免疫组化染色和甲苯胺蓝染色阳性;电镜下可见软骨陷窝内有细胞结构存在,且有大量均匀颗粒状细胞分泌基质成分存在,细胞周围大量胶原纤维.B组软骨缺损处为纤维组织状物填充,C组软骨缺损处无修复组织填充.结论 脂肪干细胞与软骨脱细胞基质复合并向软骨诱导后可良好地修复关节软骨缺损,具有替代正常软骨的潜力.     

脱细胞羊膜负载骨髓间充质干细胞修复软骨缺损的实验研究

目的 研究人脱细胞羊膜(HAAM)负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复兔膝关节软骨缺损的效果.方法 分离、培养兔BMSCs,以1.63×105/cm2的密度接种于HAAM上,培养6～9d后行细胞与羊膜复合体的电镜及光镜检查.实验兔24只,随机分为A、B两组,每组12只,建立兔膝关节髁间窝非负重区关节软骨缺损模型,右膝为空白对照侧,不植入任何材料,左膝为实验侧.A组左膝植入BMSCs与HAAM复合体(复合组),B组左膝植入单纯HAAM(HAAM组).术后8、12周,对缺损部位行大体观察、组织学观察及Wakitani的评分,评估新生组织修复软骨缺损的效果. 结果 大体观察结果表明,A组术后8、12周实验侧出现类软骨组织,而对照侧由纤维样组织填充；B组术后8、12周无类软骨组织出现,对照侧新生组织质地较硬.组织学观察结果表明,A组术后8、12周实验侧均类软骨细胞密集,而12周类软骨细胞数较多,并出现类软骨基质,对照侧无类软骨细胞形成.B组实验侧术后8、12周出现少量的类软骨细胞,对照侧只有纤维组织.组织学评分:术后8周复合组为5.31±0.68,而术后12周为3.23±0.52,较其他组差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 人脱细胞羊膜负载BMSCs在体内环境下能够较好的修复关节软骨缺损.     

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.     

无细胞支架修复家兔关节软骨缺损的实验研究

[目的]探讨无细胞的软骨修复支架对动物模型关节软骨损伤的修复效果,及其临床应用的可能性和优势。[方法]成年新西兰大白兔构建软骨缺损动物模型。A组为空白对照组,仅做缺损手术;B组为无细胞支架组,植入不含细胞的支架;C组为负载细胞的支架组,植入负载种子细胞的支架。术后6、12周取材,体视显微镜观察、HE染色和甲苯胺蓝染色观察。术后12周的标本参考国际软骨修复协会组织学评分(International Cartilage Repair Society Histological Scoring,ICRS)标准评分,并对修复后新生组织力学性能进行检测。[结果]体视显微镜观察显示:A组,缺损周边仅有少量修复。B、C组,修复平面略低于周边正常组织,关节面较光滑,修复组织与周围软骨整合较好。HE染色与甲苯胺蓝染色显示:A组,缺损区域主要为纤维组织。B、C组,缺损区域中有大量软骨样组织生成。B、C两组评分的差别无统计学意义(P0.05),但两组的评分均显著高于A组(P0.05)。生物力学检测结果显示,正常软骨组织压缩模量为(0.61±0.06)MPa,A、B、C三组压缩模量分别为(0.08±0.05)MPa、(0.16±0.06)MPa、(0.22±0.06)MPa。与A组相比,B组与C组的压缩模量均有显著改善,但与正常软骨组织相比仍有明显降低(P0.05)。[结论]单纯支架植入与支架负载细胞共同植入,对关节软骨的修复效果无显著性差异,提示负载细胞并未对软骨修复效果有明显的改善。因此,本研究基于无需细胞种植的软骨再生技术理念,使用无细胞支架修复关节软骨损伤/缺损,有可能作为一种更为简便的再生医学方法在软骨损伤、缺损的治疗中发挥重要作用。     

关节软骨源性多孔支架复合自体软骨细胞修复兔关节软骨缺损的长期疗效观察

[目的]对关节软骨源性多孔支架复合自体软骨细胞复合体修复兔膝关节软骨缺损的长期效果进行观察和评价。[方法]实验动物新西兰大白兔共10只,分两组:(1)关节软骨源性支架对照组:缺损内置入关节软骨源性支架;(2)关节软骨源性支架复合细胞组:缺损内置入关节软骨源性支架-自体软骨细胞复合体。手术后15个月取材做大体摄像,甲醛固定、10%EDTA脱钙,石蜡切片,采用四种组织化学染色法(HE、奥新兰(AB)、甲苯胺兰(TO)、藩红花"O"染色)和Ⅱ型胶原免疫组化染色,观察修复后的兔关节软骨组织细胞形态特征。[结果]关节软骨源性支架对照组,大体观察关节表面有凹陷。石蜡切片HE染色见未修复缺损处为梭形细胞,纤维软骨,缺损处AB、甲苯胺兰、藩红花"O"染色为阴性,Ⅱ型胶原染色为阳性;关节软骨源性支架复合细胞组,大体见关节软骨表面修复平整、光滑。常规HE染色镜下见软骨全层修复良好,为透明软骨细胞,可见软骨陷窝潮线排列结构。细胞外基质特染:AB、甲苯胺兰、藩红花"O",Ⅱ型胶原特种染色均为阳性。[结论]组织学观察结果发现,关节软骨源性支架组为纤维软骨组织结构,未能完全修复膝关节软骨缺损;而关节软骨源性支架复合细胞组关节软骨缺损修复良好,未见退变,具有软骨组织的特征。     

BMP-12联合自体骨髓间充质干细胞（BMSCs）藻酸钙载体复合物移植修复兔软骨缺损

目的 观察BMP-12诱导的BMSCs移植修复兔软骨缺损的效果,试图发现有效治疗软骨缺损的策略.方法 新西兰大白兔20只,兔龄3个月,体重2kg左右,左、右膝关节造成软骨缺损模型,左膝为实验组（A组）,右膝为对照组（B组）,将含有BMP-12的BMSCs藻酸钙载体复合物植入A组,将BMSCs藻酸钙载体复合物植入B组.结果 A,B组软骨缺损处均被透明软骨充填,A组透明软骨数量多于B组,随时间后移,缺损处被填充的越充分,A组填充的软骨细胞具有明显的陷窝且功能旺盛.结论 BMSCs可作为软骨缺损的组织工程种子细胞,BMP可加速诱导其分化为软骨细胞.黄云鹏为本文通讯作者     

脱细胞骨软骨支架复合自体骨髓间充质干细胞修复羊骨软骨缺损的研究

目的探讨脱细胞骨软骨支架接种自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复羊骨软骨缺损效果,探索骨软骨缺损新的修复方式。方法制备直径为8mm骨软骨脱细胞支架,培养羊BMSCs,接种于骨软骨支架,制备羊负重区骨软骨缺损模型,分空白、空白支架及细胞支架复合物3组,每组4只羊,3个月后处死动物取标本行大体及组织学检测。结果修复羊负重区骨软骨缺损模型实验结果显示细胞支架复合修复组骨软骨有较好修复,空白支架组软骨下骨基本修复、软骨侧无明显修复,空白对照组未见明显修复,缺损边缘软骨退变。结论含骨软骨连接结构的脱细胞骨软骨支架接种种子细胞能较好的修复羊负重区骨软骨缺损。     

以软骨细胞外基质与脱细胞骨基质构建组织工程骨软骨双层支架及其性能的研究

目的 探讨采用软骨细胞外基质(CECM)与脱细胞骨基质(ACBM)为材料制作新型组织工程骨软骨双层支架的可行性,并检测其性能.方法 双层支架的骨部分以犬松质骨制备的ACBM为原料,软骨部分以人CECM为材料,采用冷冻冻干法制备CECM/ACBM双层支架并交联.测定支架孔隙率,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法分析支架浸提液毒性.分离培养犬骨髓基质干细胞(BMSCs),成软骨诱导后种植到支架上,倒置显微镜、电镜、Dead/Live荧光染色观察细胞在支架的生长、分化情况.结果 扫描电镜及Micro-CT观察显示支架内孔洞相互贯通呈海绵状,CECM部分孔径(155±34)μm,孔隙率为91.3%±2.0%;ACBM部分具有大然骨的孔径和空隙率,骨软骨部分结合良好.培养1～6 d不同浓度支架浸提液与对照培养液吸光度值比较羌异均无统计学意义(P＞0.05).倒置显微镜、电镜检查结果表明BMSCs在支架上黏附良好,细胞基质分泌增加,Dead/Live荧光染色表明双层支架内细胞均呈绿色.结论 CECM/ACBM骨软骨双层支架具备良好的孔径和孔隙率,骨、软骨两层间结合良好,无毒,生物相容性良好,可作为支架载体用于组织工程骨软骨复合体的构建.

Abstract：

Objective To fabricate a novel bilayered scaffold constructed with cartilage extracellular matrix (CECM) and acellular bone matrix (ACBM) for osteochondral tissue engineering.Methods The bone layer of the osteochondral scaffold was prepared using canine bone cancellous bone columns, and the cartilage layer was fabricated using CECM.After CECM microfilaments were decellularized, the biphasic scaffolds were fabricated by soaking the ACBM columns into cylindrical silicon moulds with a 30 g/L CECM suspension using simple freeze-drying method.After the scaffolds were cross-linked, the porosity was measureed.MTT test was also done to assess cytotoxicity of the scaffolds.Canine bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) were induced by chondrogenic medium and seeded into novel scaffold.Cell proliferation and differentiation were analyzed using inverted microscopy, scanning electron microscopy (SEM)and Dead/Live staining method.Results SEM and Micro-CT revealed a 3-D interconnected porous structure, with the CECM pore diameter of 155 ± 34 μm and the porosity of 91.3% ± 2.0%.Cytotoxicity testing with MTT revealed no significant difference in absorbance among different extracts, showing no cytotoxic effect of the scaffold on BMSCs.Inverted microscopy and SEM showed that the novel scaffold could provide a suitable 3-D environment to support the adhesion, proliferation and differentiation of BMSCs to chondroeytes in culture with chondrogenic medium.Confocal microscopy of cell-scaffold constructs revealed cells with green fluorescence.Conclusion Since the novel CECM/ACBM bilayered integrated osteochondral scaffold has good mircostructure, non-toxicity and good biocompatibility, it may be a suitable candidate as an alternative cell-carrier for osteochondral tissue engineering.     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

Orderly osteochondral regeneration in a sheep model using a novel nano‐composite multilayered biomaterial

The objective of this article was to investigate the safety and regenerative potential of a newly developed biomimetic scaffold when applied to osteochondral defects in an animal model. A new multilayer gradient nano‐composite scaffold was obtained by nucleating collagen fibrils with hydroxyapatite nanoparticles. In the femoral condyles of 12 sheep, 24 osteochondral lesions were created. Animals were randomized into three treatment groups: scaffold alone, scaffold colonized in vitro with autologous chondrocytes and empty defects. Six months after surgery, the animals were sacrificed and the lesions were histologically evaluated. Histologic and gross evaluation of specimens showed good integration of the chondral surface in all groups except for the control group. Significantly better bone regeneration was observed both in the group receiving the scaffold alone and in the group with scaffold loaded with autologous chondrocytes. No difference in cartilage surface reconstruction and osteochondral defect filling was noted between cell‐seeded and cell‐free groups. In the control group, no bone or cartilage defect healing occurred, and the defects were filled with fibrous tissue. Quantitative macroscopic and histological score evaluations confirmed the qualitative trends observed. The results of the present study showed that this novel osteochondral scaffold is safe and easy to use, and may represent a suitable matrix to direct and coordinate the process of bone and hyaline‐like cartilage regeneration. The comparable regeneration process observed with or without autologous chondrocytes suggests that the main mode of action of the scaffold is based on the recruitment of local cells. © 2009 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 28:116–124, 2010     

胶原/羟基磷灰石骨软骨一体化支架的生物学特性研究

[目的]对体外条件下胶原/羟基磷灰石一体化复合材料的生物学特性进行评价,探讨其作为骨软骨组织工程支架的可行性。[方法]以胶原和羟基磷灰石为原料,研制出由胶原逐层过渡到羟基磷灰石为主的一体化支架材料,其软骨层主要成分为胶原,骨层主要成分为羟基磷灰石。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率。将材料与兔骨髓基质细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况。[结果]胶原/羟基磷灰石一体化复合支架具有疏松多孔结构,其中软骨层孔径大小(90±15)μm,骨层孔径大小(120±20)μm,孔隙率(75±5.0)%。细胞在材料上生长良好。[结论]胶原/羟基磷灰石一体化复合材料具有适宜的孔隙结构和良好的生物相容性,可用作骨软骨组织工程支架材料。     

组织工程骨-软骨复合体修复犬股骨头负重区大面积骨软骨缺损的实验研究

目的 探讨采用犬股骨头负重区骨和天然软骨制备的骨-软骨双层支架复合成软骨诱导的骨髓间质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)修复犬股骨头负重区大面积骨软骨缺损的疗效.方法 利用软骨细胞外基质作为软骨支架部分,犬股骨头负重区骨柱经脱细胞处理后作为骨支架部分,采用相分离技术制备骨-软骨双层支架.将成软骨诱导的BMSCs种植到双层支架上体外构建组织工程骨-软骨复合体,并以此修复犬股骨头负重区大面积骨软骨缺损(直径11 mm,高10 mm),第3、6个月时分别取材,行大体、X线片、组织学、Micro-CT和生物力学等检测.结果 X线片及大体观察:3个月时可见股骨头负重区出现轻度塌陷;6个月时出现严重塌陷,呈重度骨关节炎改变.组织学观察:第3、6个月时软骨缺损部分均以纤维组织或纤维软骨充填,周围软骨退变,骨缺损部分不同程度塌陷,与宿主骨质结合紧密.第3、6个月时骨软骨缺损的骨体积分数均低于正常股骨头,差异有统计学意义.6个月时重建软骨下骨的刚度明显低于正常股骨头,差异有统计学意义.结论 结构性骨-软骨双层支架复合成软骨诱导的BMSCs修复犬股骨头负重区骨软骨缺损效果不佳,易导致股骨头塌陷.

Abstract：

Objective To investigate the effects of the novel scaffold on repairing large,high-loadbearing osteochondral defects of femoral head in a canine model.Methods The biphasic scaffolds were fabricated using cartilage extracellular matrix (ECM)-derived scaffold (cartilage layer) and acellular bone matrix (bone layer) by phase separation technique.Articular high-load-bearing osteochondral defects with a diameter of 11-mm and the depth of 10-mm were created in femoral heads.The defects were treated with constructs of a biphasic scaffold seeded with chondrogenically induced bone marrow-derived mesenehymal stem cells (BMSCs).The outcomes were evaluated for gross morphology,histological,biomechanical and micro-CT analysis at the third and sixth month after implantation.Results The gross and X-ray results showed femoral head slightly collapsed at the third month and severely collapse at the sixth month.Histological analysis showed cartilage defects were repaired with fibrous tissue or fibrocartilage with severe osteoarthritis and the varied degrees of the collapse of femoral heads were presented.Micro-CT showed that the values of bone volume fraction in defect area were always lower than those of the normal area in the femoral heads.Biomechanical analysis showed rigidity of the subchondral bone in defect area was significantly lower than that in normal area in the femoral heads at the sixth month.Conclusion The ECM-derived,integrated biphasic scaffold seeded with chondrogenically induced BMSCs could not successfully repair the large high-load-bearing osteochondral defects of the femoral head.     

组织工程骨软骨复合体修复犬膝关节负重区骨软骨缺损的实验研究

目的 观察以骨软骨支架复合骨髓基质干细胞(bone-fflarrow mesenchymal stem cells,BMSCs)修复犬膝关节负重区骨软骨缺损的疗效.方法 利用软骨细胞外基质作为软骨支架部分,以脱细胞骨作为骨支架部分,采用相分离技术制备骨软骨双相支架,将成软骨诱导的BMSCs种植到双相支架上构建组织工程骨软骨复合体,并以此复合体修复犬膝关节股骨髁负重区骨软骨缺损,分为细胞-双相支架组(实验组)和单纯支架组(对照组).分别在术后3和6个月时取材,根据大体、组织学、Micro-CT等检测结果进行半定量或定量评估.结果 大体及组织学评价表明:同一时间点实验组的修复效果优于对照组,且实验组在术后6个月时的修复效果优于其术后3个月时,两项差异均有统计学意义;而对照组小同时间点修复效果的差异无统计学意义.Micro-CT检测结果表明实验组与对照组软骨下骨均得到重建,两者的差异尤统计学意义.结论 骨软骨双相支架复合成软骨诱导的BMSCs能成功修复犬膝关节负重区的骨软骨缺损,其修复效果明显优于单纯支架植入组.     

隔离层在组织工程骨软骨复合支架中的作用

目的研究隔离层在一种新型组织工程骨软骨复合支架中对支架生物力学的影响以及在修复关节骨软骨缺损中的作用。方法在体外,检测具有隔离层的实验组骨软骨复合支架和没有隔离层的对照组支架的最大抗拉、抗剪切强度。将向软骨方向和成骨细胞方向诱导后的兔骨髓间充质干细胞（BMSCs）,分别接种在实验组和对照组的骨软骨复合支架的软骨支架和骨支架上,然后将两组骨软骨复合支架分别回植于兔自体股骨髁间窝骨软骨全层缺损处。术后3、6个月取材,对新生骨软骨组织的Micro-CT三维重建和HE组织学染色的结果进行观察;对新生软骨下骨的骨矿物质密度（BMD）、新生软骨的压缩模量进行检测。结果具有隔离层的实验组骨软骨复合支架的最大抗拉和抗剪切强度明显高于对照组（P〈0．05）;实验组新生骨软骨的Micro—CT三维重建和HE组织学染色的形态明显优于对照组;实验组新生软骨下骨的BMD值与新生软骨的压缩模量明显高于对照组（P〈0．05）。结论隔离层能显著增强骨软骨复合支架的力学性能,并显著提高骨软骨复合支架修复骨软骨缺损的能力。     

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.