永生化人骨髓基质干细胞系的生物学特征

[目的]明确永生化人骨髓基质干细胞系MSCxj的生物学特征.[方法]MSCxj细胞在连续体外培养过程中,相差显微镜及透射显微镜观察细胞的形态特征;计算群体倍增时间,测定细胞增殖周期,计算克隆形成率等生长增殖特征并与原代人骨髓基质干细胞BMSCs-2比较.[结果]细胞形态为成纤维细胞样,细胞器发达;群体倍增时间40.8 h,较BMSCs-2的43.82 h短,MSCxj生长增殖活跃;MSCxj克隆形成率10.9%,BMSCs-2为11.5%,具有克隆形成能力.[结论]MSCxj细胞保持了人骨髓基质干细胞的生物学特征.     

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。     

阶段注射法预防椎体成型术中骨水泥渗漏的实验研究

目的通过离体实验评价两阶段注射法在椎体成型术中对骨水泥渗漏的预防作用。方法50个新鲜绵羊腰椎随机分成实验组及对照组。分别采用两阶段注射法及常规椎体成型方法,在X线透视引导下向椎体内注射总量为3mL的PMMA,模拟临床椎体成型术。实验组首先向椎体后部注射0.5mL的PMMA,待其固化后,再次向椎体内注射2.5mL的PMMA。对照组以常规方法向椎体内注射3mL的PMMA。通过X线及肉眼直视,统计两组骨水泥渗漏的发生率。结果对照组有8例出现骨水泥向椎管内渗漏,而实验组中仅2例,显著低于对照组(P=0.032)。尽管实验组骨水泥总体渗漏发生率56%高于对照组44%,但无统计学差别。结论两阶段注射法可显著降低骨水泥向椎管内方向渗漏的发生率。     

4002/骨髓基质细胞源性软骨细胞修复兔关节软骨缺损的实验研究（英文自译）

目的：在体外将MSC扩增、诱导为软骨细胞后,探讨以PLGA为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。方法：选取2月龄新西兰兔36只,自双侧股骨粗隆处抽取骨髓4－6ml,行原代及传代培养,传代培养时培养液中含BMP-2（100ng/ml）, 培养瓶底预涂高分子透明质酸,细胞爬片经组织化学染色、免疫组织化学染色证实诱导为软骨细胞。调整第3代细胞密度为2.0×107/ml,与PLGA共培养24小时,即制成PLGA-细胞复合物。 在兔髌股关节股骨髁部造成直径4mm,深达髓腔的缺损,在右侧36个膝关节植入PLGA-细胞复合物,为实验组,左侧18膝植入PLGA,为单纯载体组,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4w、8w、12w、24w取材,行大体及组织学观察,组织学评分。结果：1.体外实验。传代细胞甲苯胺兰染色、S-100蛋白染色、Ⅱ型胶原染色均阳性,碱性磷酸酶染色阴性,培养液中未测到骨钙素。2.动物实验。24W时细胞组缺损内充填白色半透明新生软骨组织,色泽与正常软骨相似,质韧,表面平整,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,有柱状排列的趋势,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。对照组缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。组织学评分经统计学分析,24W、12W分别与8W、4W时比较具有显著差异（P<0.01）,各时间点实验组与对照组具有显著差异（P<0.01）。结论：用BMP-2和高分子透明质酸成功地在体外将骨髓基质细胞诱导为软骨细胞,骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞; PLGA在新生软骨形成的同时,逐渐降解吸收,是组织工程修复关节软骨缺损的适宜的支架材料,具有良好的应用前景。     

应用重组合异种骨促进前交叉韧带重建术后腱-骨愈合的研究

[目的]通过影像学、组织学及生物力学手段探讨重组合异种骨(RBX)对前交叉韧带重建术后腱-骨愈合的影响.[方法]25只新西兰白兔,利用双侧趾长伸肌肌腱重建前交叉韧带(ACL),其中一侧移植物两端固定有RBX,另一侧作为对照组,分别于术后2、6、12周取材,进行Micro-CT扫描,组织学染色(包括HE、甲苯胺蓝)以及生物力学检测,观察腱-骨之间愈合状况.[结果]影像学结果显示,术后6、12周RBX治疗组腱-骨之间的骨矿化组织密度(BMD)数值均高于对照组,并具有显著性差异;组织学结果显示,术后2周,RBX组腱-骨之间被大面积不规则分布的软骨样细胞填充;术后6周,治疗组的腱-骨之间已见大量成熟软骨细胞,并开始分泌基质.而对照组术后腱-骨间一直被纤维样结缔组织连接,至术后12周,治疗组部分标本出现类ACL正常肌腱止点.生物力学结果同样证实,RBX组的最大牵拉力均显著高于对照组.[结论]RBX可显著提高ACL重建术后腱-骨之间的愈合,较早恢复膝关节功能.     

过氧化氢处理时间对异种骨移植替代物的影响

目的 探讨H2O2处理时间对牛松质骨粒生物学特性的影响.方法 健康24月龄秦川牛10头,雌雄不限,体重150～170 kg.取牛肱骨头松质骨,切割成5 mm×5 mm×5 mm大小骨粒,分别以8.8 mol/L H2O2浸泡0、12、24、36、48、60、72 h后,行灰化组分测定、扫描电镜观察、X射线能谱分析及显微CT观察,研究牛松质骨粒的组分、结构、骨质及骨量变化.结果 随H2O2:处理时间延长,骨粒有机物含量逐渐减少,0～24 h和60～72 h有机物含量差异有统计学意义(P<0.05)24～60 h无明显变化(P>0.05).骨粒中钙、磷元素含量逐渐减少,60h后几乎检测不到(P<0.05).骨密度、骨矿物质含量呈下降趋势,且60 h后下降明显(P<0.05);骨小梁逐渐变细,骨小梁分离度增加.结论 H2O2能有效去除异种骨粒中有机物抗原成分,但处理时间超过60 h会严重破坏骨粒组分和结构,故合理掌握处理时间对消除异种骨移植替代物抗原性并维持其生物学特性具有重要意义.     

以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料修复犬桡骨骨缺损的实验研究

目的 了解以纤维蛋白胶(FS)为载体的注射型骨修复材料对犬桡骨节段性缺损的修复作用.方法 18只成年健康家犬随机均分为实验组b(FS bFGF bBMP)、实验组r(FS bFGF rhBMP-2)和对照组(FS),制成右侧桡骨中上段2.0cm骨缺损实验模型,然后严密缝合皮下组织及皮肤,将实验材料经伤口周围正常皮肤注射到骨缺损处,于术后4、8、12、16、20、24周进行放射学检查,术后24周进行组织学和骨密度检查,研究其成骨效应.结果 实验组b和实验组r骨缺损区在成骨活跃程度、骨密度和再生髓腔结构等方面均显著优于对照组(P＜0.01),骨缺损得到了成功修复.结论 以FS为载体复合BMP和bFGF的注射型骨修复材料具有高效的骨修复能力,对犬的骨缺损有良好的修复作用.     

三维动态培养构建注射型组织工程软骨远期修复效果的实验研究

目的三维诱导自体细胞软骨分化构建注射型组织工程软骨，探讨动物模型的远期修复效果。方法 分离培养兔自体骨髓间充质干细胞，分别三维动态诱导及二维平面培养诱导，诱导软骨细胞分化并鉴定，比较分化效果。分别收获两种方法诱导后的细胞，与蛋白胶混合制备注射型组织工程软骨，注射修复兔关节软骨缺损。随机设定三维动态培养组、二维平面培养组及空白对照组3组，24、48周后，观察大体和组织学形态，组织学评分比较远期效果。结果二维平面培养诱导后只有低水平的蛋白多糖沉积和Ⅱ型胶原等标志物表达，三维动态培养后的分化质量明显提高，大量表达蛋白多糖及Ⅱ型胶原。在动物模型中，三维动态培养组：24、48周后缺损基本修复，表面光滑坚韧，修复组织与周围软骨无界限，仍保持类透明软骨形态。二维平面培养组：24、48周后明显退化，失去软骨组织形态。空白对照组：无明显修复，缺损长期残留。结论三维动态培养显著改善自体MSC注射型组织工程软骨的修复效果，为提高关节软骨的微创修复提供新思路。     

动态力学信号对人骨髓基质细胞、骨膜细胞生长和成骨表达的作用

目的 探讨动态力学信号对体外分离培养的人骨髓基质细胞、骨膜细胞生长与分化特征的生物学效应。方法 使用Flexcell应力系统，将频率为1Hz、振幅为5％变形、正弦波状力学信号作用于体外分离培养的正常人骨髓基质细胞和骨膜细胞，在不同时间段检测其对细胞DNA、总蛋白合成、碱性磷酸酶（ALP）表达和骨钙素分泌量的影响。结果 动态力学刺激对人骨髓基质细胞、骨膜细胞蛋白与DNA合成无明显作用。接受力学刺激信号后骨膜细胞受维生素D3刺激后分泌骨钙素显著增加，而骨髓基质细胞则显著下降。结论 动态力学信号能够促进人骨膜细胞向成骨细胞分化，这可能是其对骨的生物学作用的机制之一。     

携载rhBMP-2微球的新型复合人工骨的制备及生物相容性研究

目的制备一种具有良好生物相容性、降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。方法采用复乳溶剂挥发方法制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合，制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。探讨材料特性包括形貌和体外rhBMP-2释放速度，采用体外细胞培养的方法测定复合材料的细胞黏附能力及其浸提液对于人骨髓基质干细胞（MSCs）增殖和成骨分化的影响。结果与单纯rhBMP-2／CPC材料相比较，复合材料rhBMP-2体外释药明显提高。材料与MSCs可良好黏附并使其增殖。体外培养时材料不同时间的浸提液对MSCs细胞的增殖具有促进作用，对于细胞成骨分化的影响与单纯CPC无明显差别。结论rhBMP-2／PLGA微球／磷酸钙骨水泥新型复合人工骨具有良好的生物相容性和活性因子缓释功能，是一种有良好应用前景的骨修复材料。