骨关节炎的细胞生物学研究进展

骨关节炎的细胞生物学变化主要包括:软骨细胞增殖和凋亡、细胞的合成和降解活动改变、软骨细胞的表型变化和骨赘形成。骨关节炎中软骨细胞的最初变化是重新合成软骨大分子、ⅡA型和Ⅲ型原胶原,分泌活性蛋白水解酶。“去分化”到成纤维细胞样表型在早期并不明显。软骨细胞增生并在近软骨表面处形成“丛”,在钙化软骨中有细胞凋亡。此外,随着年龄的增长,软骨细胞进行性衰老,关节软骨的修复能力下降,使骨关节炎的发病率增高。     

纯化海藻酸钠在间充质干细胞微囊化中的应用

目的 应用纯化海藻酸钠(PSA)制备间充质干细胞(MSCs)的微胶囊.方法 制备MSCs细胞悬液,MTT法分别测定PSA或海藻酸钠(SA)处理对MSCs增殖的影响.分别以PSA和SA为囊材,制备MSCs的海藻酸钠-聚赖氨酸微囊.倒置显微镜下观察微囊形态;以微胶囊破损率为指标考察其机械强度;EB/Calcein-AM染色并于荧光显微镜下分析微囊化细胞存活率.SD大鼠体内移植试验对比不同回收时间点两种微囊的完整性和囊周纤维化程度.结果 MTT法测定结果显示,PSA处理组MSCs的吸光度值明显高于SA处理组.与SA制备的微囊比较,PSA制备的微囊粒径均匀,微囊膜破损率较低,不同时间点的细胞存活率回升明显.SD大鼠体内移植试验显示,SA组回收微囊约25%破损,而PSA组回收微囊的破损率＜10%.同时,PSA组囊周纤维化程度低于SA组.结论 PSA可应用于MSCs的微囊化中,其具有机械强度高及生物相容性好的优点.     

灌注式生物反应器中大段多孔磷酸三钙载体内流场分布的模拟研究

目的　对灌注式生物反应器中大段多孔磷酸三钙载体内流场分布进行模拟研究。方法　使用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对我们自行设计的灌注式生物反应器中大段多孔β-TCP载体内流场分布情况进行了模拟研究,并对不同灌注速度条件下载体材料内的流体剪切应力进行了计算。结果利用CFD方法可以很好的模拟三维载体材料内的流场分布,并可以对载体材料内部的流体剪切应力进行计算。在我们的灌注反应体系中,3ml/min, 6ml/min及9ml/min灌注速度条件下载体内主要区域的流速值分别为(0.227±0.062)mm/s、(0.459±0.125)mm/s以及(0.701±0.193)mm/s,而相应的流体剪切应力值分别为5.2±1.5mPa、10.6±3mPa以及16.2±4.6Pa。结论　利用计算流体动力学(CFD)这一计算模型可以进行不同灌注系统之间结果的比较及不同显微结构载体之间结果的比较。并且可以根据细胞实验结果选择适于细胞分布增殖或者分化的流体剪切应力值。进而为组织工程中生物反应器的流速选择以及载体材料结构的加工提供依据。     

生物反应器在组织工程研究中的应用

生物反应器在组织工程研究中的应用非常广泛,从最初的种子细胞增殖、分化,到关键的组织体外构建,都可以利用生物反应器来模拟细胞和组织在体内的生长环境,提高工程化组织构建的效率。本文结合本期发表的6篇相关文献,介绍了组织工程中研究中生物反应器的作用,建议通过包括生物力学在内的多学科的研究手段,获得调控不同类型细胞生长和组织构建的关键参数,实现功能化组织工程的研究目标。     

巨噬细胞对聚乙烯和钛合金颗粒吞噬反应的差异性

目的观察巨噬细胞对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)颗粒和钛-6铝-4钒(Ti-6A l-4V)颗粒吞噬反应的差异。方法将巨噬细胞分别在含UHMWPE和Ti-6A l-4V颗粒的培养基中培养,在不同时段观察细胞吞噬颗粒的情况,并计算含有吞噬颗粒的巨噬细胞所占的比例。结果UHMWPE颗粒在培养后1 h即被巨噬细胞吞噬,且随时间延长,含有吞噬颗粒的巨噬细胞比例快速大量增加。而Ti-6A l-4V颗粒引起巨噬细胞吞噬现象出现的较晚,且在相同时段内含颗粒细胞的比例相对较小。结论UHMWPE颗粒能够引起巨噬细胞迅速而显著的吞噬反应,可能是其导致假体周围骨溶解的原因之一。     

细胞微囊技术在再生医学领域的应用

细胞微囊具有良好的免疫隔离作用.微囊体内移植仍面临炎性细胞浸润和纤维化包襄的难题,微囊制备、材料选择及体内移植部位对提高其生物相容性尤为重要.目前细胞微囊化技术在再生医学领域的应用受到广泛重视,转基因干细胞微囊化后可持续分泌组织再生所需生长因子,微囊创造的微环境也为干细胞分化提供了有利场所.     

组织工程联合自体骨软骨柱移植促进大面积骨软骨缺损的修复整合

目的:为了解决关节骨软骨急性损伤后的修复问题,通过观察研究组织工程联合自体骨软骨柱移植能否满意修复大面积骨软骨缺损并实现修复组织间的整合,以寻找一种适合临床应用的大面积骨软骨损伤修复方法。方法:2004-01/07于上海第二医科大学附属第九人民医院骨科实验室进行组织工程联合自体骨软骨柱移植修复大面积骨软骨缺损的研究。首先体外培养骨髓基质干细胞(BMSCs),胰岛素样生长因子-I(insulin-likegrowthfactor-I,IGF-I)及转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)进行诱导,最后复合藻酸钙凝胶。在自体骨软骨柱移植修复山羊股骨内髁负重区骨软骨缺损的同时,将细胞/基质材料复合物填充于骨软骨柱间的空隙。以单纯自体骨软骨柱移植为对照,通过组织学及免疫组织化学等方法进行检测。结果:两组的自体骨软骨柱的移植软骨均存活,和周围的原始软骨之间没有差别,维持透明软骨的特性。实验组软骨间的空隙区有新生软骨修复,结构与周围正常软骨类似,软骨交界区整合良好;对照组各时间点见软骨间的空隙区为纤维组织或纤维软骨修复,交界区有裂隙。4,12,24周O'Driscoll,KeeleyandSalter组织形态学评分实验组分别为(15.00±0.63),(18.83±1.17)和(22.17±0.75)分,对照组分别为(7.50±1.38),(8.00±0.63)和     

阿仑膦酸钠预防假体周围骨溶解的分子生物学观察

目的:阿仑膦酸钠可预防由磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解,但对其作用机制还需要做较深入地研究。方法:实验于2004-05/09在上海第二医科大学附属第九人民医院SPF级动物中心及骨科实验室完成。选取300～350g的SD雄性大鼠12只,经右侧膝关节胫骨上端植入定制的钛合金假体,同时在假体周围植入高浓度钛合金微小磨损颗粒,随机分成对照组和实验组,每组6只,对照组术后每日空腹生理盐水灌胃;实验组术后每日空腹阿仑膦酸钠灌胃,剂量0.1mg/(kg·d),连续6周。术后12周处死取材,行半定量RT-PCR检测假体周围组织中骨保护素配体/骨保护素(ligandofosteo-protegerin/osteoprotegerin,OPGL/OPG)的比率。结果:半定量RT-PCR检测发现,对照组假体周围OPGL/OPG比率明显大于实验组,差异具有显著性意义(F=6.97,P=0.025<0.05)。结论:阿仑膦酸钠可能通过成骨细胞系增加骨保护素的分泌,同时减少骨保护素配体(OPGL)的分泌,从而降低OPGL/OPG比率,在预防磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解中发挥一定的作用。     

神经生长因子协同重组人骨形态发生蛋白-2诱导成骨的研究

目的在重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)异位成骨过程中,局部应用神经生长因子(NGF),探讨NGF对BMP诱导成骨的作用.方法 ICR小鼠36只,随机分为实验组和对照组,于右侧股后部肌间隙内植入rhBMP-2胶原复合物.术后第3天开始,连续7 d,在实验组和对照组rhBMP-2植入部位,分别注射NGF和磷酸盐缓冲液(PBS).术后第10、20和30天取材,进行放射学、生化和组织学检测.结果两组均于术后第10天有新骨形成,但实验组新骨生成量明显大于对照组;术后第10和第20天,实验组局部组织碱性磷酸酶活性明显高于对照组;术后各时间段实验组局部组织钙和磷含量均明显高于对照组;术后第30天,实验组骨组织胶原纤维排列明显较对照组规则.结论 NGF具有协同rhBMP-2诱导成骨的作用.     

Effects of cyclic tensile strain onβ-actin mRNA expression in articular chondrocytes

Objective To investigate the effects of cyclic tensile strain on β- actin mRNA expression in articular chondrocytes.Methods The normal and articular chondrocytes with osteoarthritis were obtained and exposed to 3% , 6% and 15% cyclic tensile strains, respectively.The real-time quantitative PCR was used to determine the altered expressions of the P-actin mRNA under different cyclic tensile strains.Results Both 6% and 15% cyclic tensile strains significantly up-regulated the β-actin mRNA expressions (1.34±0.05, 1.36±0.04, P＜0.05) in normal articular chondrocytes, whereas only 15% cyclic tensile strain was shown to be associated with up-regulated β-actin mRNA expressions in articular chondrocytes with osteoarthritis.Conclusions The β-actin mRNA expressions of articular chondrocytes may change along with different level of cyclic tensile strains.Reaction of articular chondrocytes to cyclic tensile strains may vary under different internal or external circumstances.Therefore, the β-actin appears ineligible as a housekeeping gene in studies on biomechanical of chondrocytes.