三维丝素支架材料制备及其与骨髓间充质干细胞的生物相容性

目的:成为组织工程合适的三维支架材料,关键在于支架材料与骨髓间充质干细胞的生物相容性,实验应用天然高分子材料丝纤维制备三维丝素蛋白支架材料,并探索其方法的可行性。方法:实验于2006-07/2007-06在华中科技大学同济医学院协和医院中心实验室和骨科实验室完成。①用全物理相过程制备三维疏松多孔的丝素蛋白支架材料,将鼠骨髓骨髓间充质干细胞与上述载体材料体外复合培养。②观察指标:应用倒置显微镜、扫描电镜观察细胞与材料复合生长情况;复合培养1周后流式细胞仪检测细胞周期了解材料有无致畸性;在培养第2,4,6,8天用MTT法测定细胞增殖情况;诱导培养条件下在第2,4,6,8天测定碱性磷酸酶活性,了解材料对骨髓间充质干细胞分化的影响。结果:①倒置相差显微镜和扫描电镜观察显示材料为疏松多孔结构,孔隙大小较均一,骨髓间充质干细胞能在材料上良好地黏附、增殖和生长。②复合培养条件后流式细胞仪检测显示细胞周期未受材料的影响,未检测到有异倍体细胞。③MTT法检测显示细胞增殖未受材料的影响,诱导培养条件下检测碱性磷酸酶活性显示其未受到材料的影响结论:用全物理相过程可初步制备具有良好的生物相容性和较好孔隙率的三维疏松多孔的天然支架材料,其有望作为组织工程理想支架材料。     

膨体聚四氟乙烯与人脂肪干细胞的体外生物相容性

背景：膨体聚四氟乙烯多孔高分子聚合材料是临床常用的植入假体,具有良好的生物相容性,不易变形、变质,不产生炎症吸收反应,可允许细胞游走和组织向内生长。目的：观察人脂肪干细胞与膨体聚四氟乙烯材料的生物相容性。方法：将第4代人脂肪干细胞与膨体聚四氟乙烯体外复合培养,采用倒置相差显微镜观察细胞在支架上黏附、生长及增殖情况,计算细胞黏附率,MTT比色法检测细胞增殖率。结果与结论：刚接种的细胞呈圆形透亮,在支架材料表面分布均匀,细胞活性佳,3 h后大量细胞贴壁,24 h后可见少量呈短梭形的脂肪干细胞贴壁,3d首次换液,细胞清晰可见,低密度生长时呈短梭形或多角形,分布均匀,种植7 d后细胞数量明显增加,极少细胞从支架上掉落,细胞黏附率平均达95.7%,并且细胞仍保持正常的分裂增殖速度。说明膨体聚四氟乙烯材料具有良好的细胞相容性,可作为脂肪组织工程的种子。     

人牙源性间充质细胞与陶瓷化骨支架材料相容性的实验研究

目的:观察人牙源性间充质细胞在陶瓷化骨表面的贴附、生长和增殖情况,探讨陶瓷化骨作为支架材料应用于构建组织工程牙本质的可行性。方法:组织块法原代培养人牙源性间充质细胞并传代扩增,将经过诱导的牙源性间充质细胞接种于陶瓷化骨三维支架上,通过细胞计数和扫描电镜观察细胞在陶瓷化骨表面的生长和增殖情况。结果:人牙源性间充质细胞在陶瓷化骨表面贴附良好,有较强的增殖能力,扫描电镜见细胞在支架上伸展充分,生长旺盛,细胞表面可见多数分泌颗粒。结论:陶瓷化骨具有良好的生物相容性,可望作为人牙源性间充质细胞的载体用于构建组织工程牙本质的研究。     

骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架的生物相容性

背景：骨髓间充质干细胞与细胞载体联合移植治疗中枢神经系统损伤还处于实验研究阶段。目的：评价大鼠骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架的生物相容性,探讨脱细胞脑组织支架作为中枢神经系统组织工程材料的可行性。方法：以全骨髓法分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞,通过物理及化学方法相结合制各脱细胞脑组织支架。将转染携带绿色荧光蛋白基因的骨髓间充质干细胞种植到支架材料上共培养,通过倒置相差显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法观察脱细胞脑组织支架的内部结构及复合支架上细胞的生长状况。结果与结论：制备的脱细胞脑组织支架材料呈三维立体网状结构。骨髓间充质干细胞可在支架上黏附生长,形态良好。大鼠骨髓间充质干细胞与脱细胞脑组织支架具有良好的生物相容性,有望作为中枢神经系统组织工程的载体材料。     

胶原-壳聚糖支架材料与间充质干细胞的组织相容性

背景：近年来一些研究发现胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料可作为神经组织工程的支架材料,但相关细胞相容性研究较少。目的：观察兔骨髓间充质干细胞在胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料表面生长及分化情况。方法：分离培养兔骨髓间充质干细胞,无血清培养液培养,流式细胞仪检查细胞表型;然后,将其接种到凝胶支架材料表面（实验组）及多聚赖氨酸包被的盖玻片表面（对照组）,神经诱导培养基内培养,倒置相差显微镜观察干细胞的生长及分化情况。结果与结论：细胞表型为CD29＋、CD44＋、CD166＋。倒置相差显微镜观察：实验组中,接种的骨髓间充质干细胞生长良好,7d后可见有突起神经细胞,细胞生长情况与对照组未见有明显差别。证实胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料对骨髓间充质干细胞有良好细胞相容性。     

新型纳米纤维支架的细胞生物相容性

背景:高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架具有适合血管平滑肌细胞黏附、增殖的多级孔径结构,具有良好的细胞生物相容性.目的:探讨高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架的细胞相容性.方法:根据支架的制作工艺不同分为传统支架组、新型纳米纤维支架组两组,另设单纯细胞组为对照组.采用组织块贴壁法体外原代培养兔主动脉平滑肌细胞并进行传代,用3～6代细胞作为实验用种子细胞.应用WST-1法测定平滑肌细胞黏附率、增殖力,光镜及扫描电镜观察细胞形态,评估支架的细胞生物相容性.结果与结论:高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架对细胞形态无明显影响,新型支架上的种子细胞黏附、增殖及代谢活性情况较传统支架好.提示,高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架具有较高的细胞相容性.     

胶原-壳聚糖支架材料与间充质干细胞的组织相容性

背景:近年来一些研究发现胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料可作为神经组织工程的支架材料,但相关细胞相容性研究较少。目的:观察兔骨髓间充质干细胞在胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料表面生长及分化情况。方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,无血清培养液培养,流式细胞仪检查细胞表型;然后,将其接种到凝胶支架材料表面(实验组)及多聚赖氨酸包被的盖玻片表面(对照组),神经诱导培养基内培养,倒置相差显微镜观察干细胞的生长及分化情况。结果与结论:细胞表型为CD29+、CD44+、CD166+。倒置相差显微镜观察:实验组中,接种的骨髓间充质干细胞生长良好,7d后可见有突起神经细胞,细胞生长情况与对照组未见有明显差别。证实胶原蛋白-壳聚糖复合支架材料对骨髓间充质干细胞有良好细胞相容性。     

新型纳米纤维支架的细胞生物相容性

背景：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架具有适合血管平滑肌细胞黏附、增殖的多级孔径结构,具有良好的细胞生物相容性。目的：探讨高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架的细胞相容性。方法：根据支架的制作工艺不同分为传统支架组、新型纳米纤维支架组两组,另设单纯细胞组为对照组。采用组织块贴壁法体外原代培养兔主动脉平滑肌细胞并进行传代,用3~6代细胞作为实验用种子细胞。应用WST-1法测定平滑肌细胞黏附率、增殖力,光镜及扫描电镜观察细胞形态,评估支架的细胞生物相容性。结果与结论：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架对细胞形态无明显影响,新型支架上的种子细胞黏附、增殖及代谢活性情况较传统支架好。提示,高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架具有较高的细胞相容性。     

输尿管支架的生物相容性及临床应用

目的:总结近年输尿管支架材料的生物相容性及临床应用情况.方法:由作者应用计算机检索维普数据库中与输尿管支架材料有关的文章,检索时限1998-01/2010-04.检索关键词:输尿管;支架材料;双J管.纳入标准:①输尿管支架材料生物相容性有关的文章.②输尿管支架的应用效果以及出现的不良反应.排除标准:重复研究或较陈旧文献.根据纳入排除标准共保留相关文献28篇.结果:目前应用于输尿管支架的生物材料,最常见的是人工合成多聚物,但并发症较多,生物相容性较差.金属输尿管支架具有价格较贵、置入后不易取出,容易出现支架移位等并发症.可降解材料支架能够有效的保持输尿管引流通畅,并发症发生率低,安全性好,生物相容性较好,目前该领域尚处在基础研究阶段.临床上应根据患者病情的选择合适的支架材料进行置入治疗.支架置入时操作应严格,出现并发症时进行积极对症治疗,可有效防治并发症.结论:各种输尿管支架的生物相容性均有待提高;输尿管内支架操作简便,作用显著,患者耐受良好,但是必需了解及注意预防支架置入后可能发生的并发症.     

骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质的生物相容性

背景:在尿路缺损修复中,骨髓间充质干细胞-膀胱脱细胞基质复合物有望形成上皮层、肌层及血管化。目的:观察骨髓间充质干细胞与膀胱脱细胞基质的生物相容性。方法:将第4代兔骨髓间充质干细胞按1.0×109L-1种植于同种异体兔膀胱脱细胞基质支架上,以单独培养骨髓间充质干细胞为对照。绘制两组细胞生长曲线图,对比观察两条生长曲线有无差异。结果与结论:骨髓间充质干细胞在膀胱脱细胞基质表面能够很好的贴附、分裂生长,且细胞生长曲线与对照组相似,说明骨髓间充质干细胞在膀胱脱细胞基质表面生长良好,相容性较好。     

人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙的生物相容性

背景：体内实验显示,β-磷酸三钙多孔陶瓷是较为理想的骨组织工程支架材料,但由于体内植入实验受多种因素的影响,不能很好反映细胞的生长、增殖和表型变化。目的：观察体外人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙多孔陶瓷的生物相容性。方法：将培养的第6代人脐血间充质干细胞悬液滴注入β-磷酸三钙内部进行复合,然后将干细胞-支架材料复合物置入含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM培养体系中培养,于培养第4,8,12天电镜下观察人脐血间充质干细胞在材料表面及内部生长情况,采用MTT测试法绘制细胞生长曲线,并进行DNA含量、蛋白质含量测定。结果与结论：人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙体外复合后能够在β-磷酸三钙支架材料表面及内部的孔隙内贴附,且生长良好,其DNA复制和蛋白合成功能不受β-磷酸三钙的影响。说明人脐血间充质干细胞和β-磷酸三钙支架材料生物相容性良好,二者可作为种子细胞和支架材料用于组织工程化骨与软骨的构建。     

人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙的生物相容性

背景:体内实验显示,β-磷酸三钙多孔陶瓷是较为理想的骨组织工程支架材料,但由于体内植入实验受多种因素的影响,不能很好反映细胞的生长、增殖和表型变化。目的:观察体外人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙多孔陶瓷的生物相容性。方法:将培养的第6代人脐血间充质干细胞悬液滴注入β-磷酸三钙内部进行复合,然后将干细胞-支架材料复合物置入含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM培养体系中培养,于培养第4,8,12天电镜下观察人脐血间充质干细胞在材料表面及内部生长情况,采用MTT测试法绘制细胞生长曲线,并进行DNA含量、蛋白质含量测定。结果与结论:人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙体外复合后能够在β-磷酸三钙支架材料表面及内部的孔隙内贴附,且生长良好,其DNA复制和蛋白合成功能不受β-磷酸三钙的影响。说明人脐血间充质干细胞和β-磷酸三钙支架材料生物相容性良好,二者可作为种子细胞和支架材料用于组织工程化骨与软骨的构建。     

共培养诱导人脐血间充质干细胞向软骨细胞分化

背景：研究发现共培养可诱导人源干细胞向特定细胞分化,但如何控制两种细胞间比例以最大效率获得目的细胞是研究中的难题。目的：观察人脐血问充质干细胞与兔软骨细胞按不同比例共培养后向软骨细胞分化的情况。方法：复苏人脐血间充质干细胞并进行传代,将经流式细胞仪鉴定的人脐血间充质干细胞与体外分离的兔软骨细胞按照2：1或3：1的比例共培养,并用100pg／L的胰岛素样生长因子1进行诱导。在共培养14d,提取细胞RNA和蛋白质,实时定量PCR检测聚集蛋白多糖和Ⅱ型胶原mRNA的表达,Westernblot检测聚集蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白的表达。结果与结论：人脐血间充质干细胞与兔软骨细胞共培养14d,共培养的细胞聚集蛋白多糖和Ⅱ型胶原mRNA及蛋白的表达高于单纯胰岛素样生长因子1诱导的细胞。在人脐血间充质干细胞与软骨细胞比例相同时,加入胰岛素样生长因子1可提高细胞聚集蛋白多糖和Ⅱ型胶原mRNA及蛋白的表达。同时人脐血间充质干细胞与兔软骨细胞按3：1共培养更能促进细胞Ⅱ型胶原mRNA和蛋白及聚集蛋白多糖蛋白的表达;而按2：1共培养时,细胞聚集蛋白多糖mRNA表达更多。可见人脐血问充质干细胞与兔软骨细胞共培养后可诱导人脐血间充质干细胞向软骨细胞分化,且按3：1的比例共培养可获得更多的软骨细胞。     

脐带间充质干细胞的归巢机制

背景：脐带间充质干细胞因其具有取材方便、无污染、易扩增、无伦理学差异、多向分化等优点被作为用于组织工程学及再生医学的理想种子细胞。目的：对脐带间充质干细胞的归巢机制进行阐述。方法：以“Umbilical cord mesenchymal stem cells,homing mechanism or home,脐带间充质干细胞,归巢机制,归巢特点”为关键词应用计算机检索Pubmed数据库、CNKI数据库2003至2012年,选择内容与脐带间充质干细胞、归巢机制、临床应用相关的文章,这些文献为近期发表或发表在权威杂志,共纳入31篇文献。结果与结论：脐带间充质干细胞的免疫调节、多向分化等优势使其作为一种新的治疗手段应用于临床,使众多疾病的治愈成为可能,其中向缺血或损伤组织炎性归巢的特征是脐带间充质干细胞安全有效的应用于临床的关键。了解脐带间充质干细胞归巢特点,研究其归巢机制,使其高效归巢是脐带间充质干细胞应用于细胞治疗的关键问题。     

新型神经导管复合材料与骨髓间充质干细胞的相容性

背景：理想的神经修复材料要有良好的生物相容性、生物可降解性、可塑性以及一定的机械强度. 目的：观察自行研制的精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸多肽接枝聚（羟基乙酸-L-赖氨酸-乳酸）/聚乳酸/β-磷酸三钙/神经生长因子复合材料与大鼠骨髓间充质干细胞的细胞相容性. 方法：将从SD大鼠骨髓中分离纯化的第3代骨髓间充质干细胞与精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸多肽接枝聚（羟基乙酸-L-赖氨酸-乳酸）/聚乳酸/β-磷酸三钙/神经生长因子复合材料或浸提液共同培养作为实验组,并以含体积分数10%胎牛血清的培养液培养骨髓间充质干细胞作为对照组.观察细胞在复合材料上的生长、存活及凋亡情况. 结果与结论：MTT检测结果显示,共培养5,7 d,实验组吸光度值高于对照组（P〈0.05）;流式细胞仪Annexin V-FITC/PI双染法结果显示,实验组细胞凋亡率显著低于对照组（P〈0.05）;扫描电镜观察见骨髓间充质干细胞在精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸多肽接枝聚（羟基乙酸-L-赖氨酸-乳酸）/聚乳酸/β-磷酸三钙/神经生长因子复合材料表面生长良好,胞体发出多个突起,并交织成网状,呈典型的神经元样细胞表现.可见精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸多肽接枝聚（羟基乙酸-L-赖氨酸-乳酸）/聚乳酸/β-磷酸三钙/神经生长因子复合材料与骨髓间充质干细胞具有良好的细胞相容性,可作为优良的载体用于构建人工仿生神经.     

体外定向诱导人脐带间充质干细胞分化为胰岛样细胞

背景：人脐带间充质干细胞具有获取容易、免疫原性低等优点,目前尚缺乏体外诱导其分化为胰岛样细胞的成熟方案。目的：探讨人脐带间充质干细胞在体外一定条件下分化为胰岛样细胞的可能性。方法：无菌条件下分离培养人脐带间充质干细胞,细胞传3代后,采用两步法诱导其向胰岛样细胞分化：第1步,加入含100pg／L13-神经生长因子,4nmol／LActivinA,10mmol/L尼克酰胺,25pg／L表皮生长因子,体积分数为10％胎牛血清的DMEM／F12培养基中培养7d;第2步,将诱导液换为含10mmoI／L尼克酰胺,10pg／L碱性成纤维细胞生长因子,1％胰岛素一转铁蛋白一硒的DMEM／F12培养基,诱导时间为14d。对照组单纯加入DMEM／F12培养基进行培养。结果与结论：诱导2周后脐带间充质干细胞开始聚集成团,诱导3周后,葡萄糖刺激试验阳性、PDX-1和Insulin基因表达。而对照组细胞无胰岛素分泌,胰岛细胞相关基因表达阴性。实验成功地将脐带间充质干细胞诱导成了胰岛样细胞。     

肌源干细胞在组织工程和再生医学的应用

背景：肌卫星细胞是肌组织损伤后修复的主要细胞来源,在肌组织再生研究领域受到广泛关注。目的：综述肌源干细胞生物学特点及在组织工程和再生医学领域的应用,探讨肌源干细胞的临床应用价值和前景。方法：应用计算机检索维普数据库和Pubrned数据库中2000年1月至2011年4月关于肌源干细胞研究应用的文章,在标题和摘要中以“肌源干细胞,肌卫星细胞,组织工程,再生医学,成体干细胞”或“MDSCs, MSCs, ASCs, regenerative medicine; tissue engineering”为检索词进行检索。选择文章内容与肌源干细胞研究应用相关文献,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到189篇文献,根据纳入标准选择25篇文献进行综述分析。结果与结论：已有的动物实验和成功的临床试验表明,结合基因工程技术和组织工程的基本原则,以肌源干细胞为基础的组织工程化组织和细胞学治疗可以通过安全的措施应用于各种骨骼肌疾病、心肌疾病、泌尿系统和神经系统,为临床医生及相关疾病领域患者提供良好治愈前景。但肌源干细胞研究仍面临着许多问题。     

携带人胰岛素基因腺病毒载体转染人脐带间充质干细胞及其成脂分化

背景：胰岛素是成脂诱导剂的重要组成成分。然而胰岛素存在半衰期,会随着体内代谢不断灭活及降解,植入体内的细胞或材料无法像体外那样以更换培养液来达到目的。实验拟通过转染胰岛素基因,使转染后的干细胞稳定分泌胰岛素,促进其成脂分化。目的：探讨携带人胰岛素基因腺病毒载体转染人脐带间充质=F细胞后对其成脂分化能力的影响。方法：取第3代人脐带间充质干细胞,以感染复数为20转染腺病毒载体。实验分为4组：对照组为第4代人脐带间充质干细胞;实验组1为腺病毒转染的第4代人脐带间充质干细胞;实验组2为第4代人脐带间充质干细胞＋成脂诱导液;实验组3为腺病毒转染的第4代人脐带间充质干细胞＋成脂诱导液。结果与结论：转染48h后实验组1和实验组3的人脐带间充质干细胞在荧光显微镜下显现弱荧光,72h后荧光较强。经脂肪诱导培养液培养14d后,实验组1,2,3油红O染色后显微镜下呈红色,对照组未见脂滴形成,实验组1可见一些细小脂滴形成;实验组3与实验组2相比,脂滴大且多,定量分析显示,实验组3油红0染色阳性的面积和吸光度大于实验组2（P〈0．05）。由此说明携带人胰岛素基因腺病毒载体转染人脐带间充质干细胞后可促进其成脂能力。     

人脐血单个核细胞和脐带间充质干细胞移植用于大鼠脊髓损伤的实验研究

目的:探讨人脐血单个核细胞和脐带间充质干细胞(MSCs)移植对脊髓损伤功能恢复的影响,寻找一种更适合治疗脊髓损伤的细胞源。方法:采集新鲜人脐带血和脐带,分离培养单个核细胞和MSCs。将脊髓损伤模型随机分成3组:单个核细胞移植组、MSCs移植组和低糖必需培养基(L-DMEM)培养组。采用免疫组化和免疫荧光检测细胞移植后1—4周细胞在脊髓内的存活情况和迁移情况,使用BBB行为学评分评估大鼠脊髓功能恢复情况。结果:L-DMEM培养液组在术后各时间点观察评分无明显差异,而细胞移植组脊髓功能处于逐渐恢复过程,与L-DMEM培养液比较,差异有显著性意义。单个核细胞移植组对损伤脊髓功能的修复作用较MSCs移植组显著,且差异有显著性意义。结论:与MSCs相比较,人脐血单个核细胞更适合作为治疗脊髓损伤的细胞源。