nHA-PLGA支架材料与兔软骨细胞体外培养的生物相容性研究

目的 研究新型多孔复合支架材料纳米羟基磷灰石(nHA)-聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)的生物相容性,探讨其作为骨组织工程支架的可行性.方法 将胎兔膝关节软骨细胞接种于制备的nHA-PLGA复合支架上,体外共同培养后采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测软骨细胞增殖活性,倒置荧光显微镜、扫描电镜观察支架材料表面和孔隙内软骨细胞黏附情况,流式细胞术检测软骨细胞周期情况.结果 实验组(A组)复合支架材料上细胞增殖活性与空白对照组(B组)相比,无统计学差异(P＞0.05);倒置荧光镜、扫描电镜观察显示A组细胞在复合支架材料表面和孔隙内大量黏附、生长,其数量随着共培养时间增加呈几何级增长;流式细胞仪检测显示A组与B组细胞周期差异无统计学意义(P＞0.05).结论 nHA-PLGA多孔复合支架生物相容性好,是一种性能良好的骨组织工程支架材料.     

关节软骨组织再生动物模型研究进展

动物模型广泛用于开发和评估人类受损关节软骨重建的组织工程技术研究。关节软骨组织再生动物模型研究,旨在通过比较动物关节软骨损伤修复前后某项治疗措施对关节软骨功能解剖、组织学和机械力学等方面的影响,进一步评估该治疗措施对关节软骨再生的可能效应,为寻找人体关节软骨缺损有效治疗方法提供可靠的理论基础。每个动物模型均具有特定优点和缺点,能否匹配所要验证的研究假设是评价动物模型合理性的标准之一。该文就不同动物模型优缺点、动物模型与人体差异、动物模型选择要求、软骨缺损再生模型及临床应用展望作一综述。     

低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定

背景：低温快速成型技术具有支架成型可控性、保持材料生物学活性和易于实现支架材料的三维多孔立体结构等优势,被迅速用于骨组织工程支架的制备。目的：采用低温快速成型制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,并检测其性能。方法：采用低温快速成型设备分别制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石与聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,通过电镜观察支架超微结构,以介质（乙醇）浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机检测支架力学性能;将两种支架材料分别与大鼠成骨细胞共培养,培养12 h采用沉淀法检测细胞黏附率,培养1,3,5,7,9,12 d采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论：两组支架孔径均在理想范围内并具有较高孔隙率,但聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的孔径波动范围大,孔径均值较聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架小且部分有闭塞现象。聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的细胞黏附率及表面细胞增殖活性高于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）,力学性能低于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）。表明聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石复合聚乳酸人工骨的研究进展

随着材料学和医学的发展,新型人工骨复合材料一直以来都是生物材料领域的研究热点之一。人工骨复合材料的研究不仅要具有良好的生物相容性,而且能够与天然骨组织间形成骨性结合,从而使植入生物体内人工骨复合材料能够长期发挥相应的生理功能[1]。     

纳米羟基磷灰石人工骨在骨缺损修复中的临床应用研究

目的　探讨纳米羟基磷灰石人工骨（Nano-HA）修复骨缺损的临床效果。  方法　回顾性分析了2009年9月~2012年6月采用Nano-HA人工骨治疗的27例骨缺损患者,骨缺损范围为0.3cm×1.0cm ~3.0cm×6.5cm,人工骨植入量为3~15 g。部位包括肱骨、桡骨、尺骨、股骨、胫骨、跟骨。骨缺损原因包括骨折22例,骨肿瘤5例。分别在术后1周、1个月和3个月进行临床和X线片检查,观察治疗效果。  结果　随访时间11个月～26个月,平均18.5个月,骨缺损区Nano-HA与宿主骨直接愈合,相容性好,与原骨界面间无间隙,术后观察未见不良反应。  结论　Nano-HA人工骨具有良好的生物相容性,是一种理想的骨缺损修复材料。     

自体软骨细胞移植术治疗关节软骨损伤的研究进展

关节软骨再生能力非常有限。目前临床上治疗关节软骨损伤常采用自体软骨细胞移植术(autologous chondrocyte implantation,ACI),其临床效果已得到肯定,但仍不十分理想。随着软骨细胞体外培养、软骨组织工程等相关学科及技术的发展,自体软骨细胞移植术已得到很大改进。然而,要达到理想的透明软骨组织完全修复关节软骨缺损仍有差距。本文从ACI技术的临床效果、软骨细胞体外培养、软骨组织工程、组织学评价和移植后软骨细胞示踪五个方面进行综述。     

骨髓间充质干细胞转染HIF-1α复合纳米人工骨对兔桡骨骨缺损的修复作用

目的：以骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）为种子细胞,将携带低氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α）的慢病毒感染BMSCs后与纳米羟基磷灰石人工骨（Nano-hydroxyapatite, Nano-HA）复合,填充植入兔桡骨缺损部位,探讨HIF-1α对骨缺损的修复作用。方法：将构建的重组HIF-1α慢病毒质粒转染293Ta细胞。取兔胫骨的骨髓,使用全骨髓贴壁筛选法分离培养BMSCs,通过形态观察及流式细胞仪检测细胞。将携带HIF-1α慢病毒感染BMSCs。将感染携带HIF-1α慢病毒后的BMSCs与Nano-HA共培养得到HIF-1α-eGFP/BMSCs/Nano-HA人工骨材料,将体外复合培养后的人工骨材料填充植入兔桡骨骨缺损部位,使用新西兰大白兔30只,随机分为3组,每组10只。实验后12周分别检测兔桡骨大体标本、X光、病理切片,分析比较桡骨缺损的愈合情况。结果：1、将携带HIF-1α慢病毒质粒转染293Ta细胞48小时,收取病毒,计算得出病毒滴度为5.0×107TU/ml。流式细胞仪对细胞表面标记物CD90、CD105和CD34、CD45检测,CD90、CD105阳性率为99.3%,CD34、CD45为阴性。2、动物实验：在术后12周对各组大体标本、X线、组织切片进行检测,发现A组HIF-1α-eGFP/BMSCs/Nano-HA复合人工骨、B组BMSCs/Nano-HA复合人工骨均可促进骨缺损修复,而A组HIF-1α-eGFP/BMSCs/ Nano-HA复合人工骨的新骨形成量更大,骨缺损修复能力优于B组。C组骨缺损区无骨性连接,骨缺损未能修复。结论：BMSCs作为骨组织工程种子细胞参与成骨,HIF-1α基因促进BMSCs诱导成骨、成血管,增强新生骨组织的形成,更有效地修复骨缺损,Nano-HA具有良好的骨传导性,HIF-1α-eGFP/BMSCs/Nano-HA复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,具备成为一种理想骨缺损修复材料的可能。     

三维打印双相磁性纳米复合支架材料的性能测定

目的研究制备出一种新型双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3),通过各项生物学性能检测,评价并探讨其作为骨组织工程支架的可行性。方法通过低温快速成型方法制备双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3),采用电子试验机检测支架材料的抗弯,抗压,弹性模量评价其力学性能,通过电镜观察支架材料超微结构;以介质(乙醇)浸泡法测定支架材料的孔隙率,将支架材料与骨髓间充质干细胞复合共培养,检测其生物相容性。结果双相磁性纳米复合支架材料力学检测结果显示其具有良好的力学性能,电镜观察结果显示上下两层孔径均匀分布,上层软骨相孔径较小,中间连续相良好融合,孔径及孔隙率检测结果显示软骨层支架的孔径为189um,孔隙率86.5%。骨层支架的孔径为364um,孔隙率77.1%,符合双层支架材料的设计要求。双相磁性纳米复合支架材料与骨髓间充质干细胞共培养,结果显示骨髓间充质干细胞的增殖效果很好,能更好的促进分化为目的细胞,说明双相磁性纳米复合支架材料具有良好的生物相容性。结论双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3)有很好的力学性能和生物相容性,孔径及孔隙率达到细胞粘附生长的要求,与正常的关节软骨及软骨下骨生理结构更加接近,有望可以更好的修复骨关节炎或者外伤等疾病带来的软骨和软骨下骨损伤。     

低氧诱导因子-1α诱导分化的骨髓间充质干细胞复合纳米人工骨修复兔桡骨缺损

目的探讨低氧诱导因子-1α（hypoxia?inducible factor?1α, HIF?1α）诱导分化的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）复合纳米羟基磷灰石（nano?hydroxyapatite, nano?HA）人工骨修复兔桡骨缺损的效果。方法取兔胫骨的骨髓分离培养并鉴定BMSCs;制备携带HIF?1α的慢病毒表达系统,感染BMSCs后与nano?HA共培养得到HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA人工骨材料。将30只2月龄新西兰大白兔随机分为3组,每组10只,均通过手术截骨后制成桡骨骨缺损模型,实验组填充HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA人工骨材料,对照组填充BMSCs/nano?HA,空白组不填充任何材料。于术后4、8、12周摄X线片观察骨缺损处,并于术后12周获得兔桡骨的大体标本和病理切片,比较桡骨缺损的愈合情况。结果经鉴定,分离培养得到的BMSCs形态良好,高表达CD90、CD105;所有实验动物的桡骨中段缺损模型均构建成功,通过对实验兔的大体标本、X线片及病理切片进行比较分析,实验组和对照组的骨缺损均有所修复,但实验组的新骨形成量更大,骨缺损修复能力优于对照组,空白组骨缺损区未能得到修复。结论 HIF?1α诱导分化的BMSCs与nano?HA复合制成的HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,可能成为一种理想的骨缺损修复材料。