3D打印β-TCP多孔复合支架的力学和生物学特性

目的研究3D打印β磷酸三钙[β-Ca_3(PO_4)_2,β-TCP]多孔复合支架的力学和生物学特性,为进一步动物实验中复合支架的设计提供指导。方法用新型可降解材料聚柠檬酸-1,8-辛二醇酯[poly(1,8-octanediol citrate),POC]为粘合剂,采用熔融成型(fused deposition modeling,FDM)技术实现β-TCP支架的3D打印,并用多肽甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(Gly-Arg-Gly-Asp-Ser,GRGDS)对复合支架修饰,以改善复合支架的细胞黏附性。使用光学显微镜和扫描电镜观察复合支架的微观孔隙结构,使用材料试验机对复合支架进行压缩测试,并测量支架的水表面接触角;通过体外细胞实验检测支架的细胞黏附率和促细胞增殖能力;利用支架修复SD大鼠颅骨缺损模型,进一步研究其体内成骨能力。结果多肽在复合支架上均匀分布且不失活;复合多肽后支架的微观孔隙结构发生改变,细胞黏附率提高,但支架压缩模量、水表面接触角和体内成骨能力等特性未受明显影响。结论多肽修饰后的β-TCP多孔复合支架细胞黏附能力明显改善,而力学、亲水性和体内成骨能力等未受明显影响。研究结果为临床骨缺损修复支架的构建提供新思路,也为该支架技术的进一步临床应用提供实验室依据。     

荧光素酶报告基因在干细胞体内示踪研究中的应用

活体生物发光技术是一种新兴的成像技术,是利用荧光素酶在活体内的可检测性、可视性和持续表达性,以暗视野CCD(Charge-coupled device,电荷偶联设备)相机系统为基础的一种成像技术,它能有效地对报告基因标记的实验对象进行实时、原位的观测.可在完整的体内环境中快速获得时     

脂肪基质血管成分移植促进随意皮瓣成活的实验研究

目的探讨脂肪基质血管成分(Stromal vascular fraction,SVF)移植是否可以促进随意皮瓣成活,及其作用的相关机制。方法分离4周龄Wistar大鼠脂肪中的SVF及骨髓中的单个核细胞(BM-MNCs),RT-PCR检测VEGF和bFGF在两种细胞中的表达。根据移植细胞的不同,将24只Wistar大鼠分成3组,分别为对照组、BM-MNCs组和SVF组。在大鼠背部设计一个10 cm×3 cm大小的矩形皮瓣,分别将含有5×107个SVF及BM-MNCs的混悬液各1 mL均匀注射至皮下组织层,对照组单纯注射1 mL PBS。2 d后,皮瓣掀开原位缝合,术后7 d统计皮瓣的成活率。取各组皮瓣相同部位的组织,实时定量PCR检测组织中VEGF和bFGF基因的表达。结果 SVF和BM-MNCs细胞中VEGF和bFGF的表达无明显差别(P>0.05)。皮瓣原位缝合后7 d,SVF组和BM-MNCs组皮瓣的成活率分别为(72.2±2.0)%和(76.4±3.1)%,均明显高于对照组的(56.8±4.6)%(P<0.05)。实时定量PCR检测发现SVF组和BM-MNCs组皮瓣组织中VEGF和bFGF基因的表达明显升高。结论 SVF移植入皮瓣后可以通过旁分泌生长因子如VEGF和bFGF等增加皮瓣的成活面积。     

前胡甲素上调实验性自身免疫心肌炎巢蛋白表达

目的:研究前胡甲素(Pd-Ia)对心肌炎中间丝巢蛋白表达的影响及其心肌保护作用。方法:采用大鼠实验性自身免疫心肌炎(experimental autoimmune myocarditis,EAM)模型,通过Western blot法检验巢蛋白的表达,同时测量其心重/体重比,并对血液和心肌组织做心肌酶谱和病理学分析。结果:Pd-Ia能增加巢蛋白表达,减轻心肌损伤。结论:Pd-Ia能上调巢蛋白表达,起到心肌保护作用。     

BMSCs联合3D打印PLLA支架促进兔颅骨PDO的研究

目的探讨骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)促进骨膜牵张成骨(Periosteal distraction osteogenesis,PDO)的可行性。方法全骨髓贴壁培养法获取新西兰白兔BMSCs,体外扩增培养并进行成骨、成脂、成软骨诱导分化。用3D打印(Three-dimensional printing,3D printing)的左旋聚乳酸(Poly l-lactic acid,PLLA)支架牵张兔颅骨骨膜,在牵张期结束时,实验组于骨膜与颅骨间隙内注射兔BMSCs,对照组则注射等量生理盐水(Normal saline,NS)。分别在固定期后的4周和8周,对兔颅骨的牵张部位进行取材,行Micro-CT扫描和组织学染色,评价新骨形成情况。结果全骨髓培养法获取的兔BMSCs具有多向分化能力。Micro-CT显示实验组和对照组的牵张区域在4周和8周均有新骨生成,实验组在两个时间点的新生骨量(Bone volume,BV)、骨量/组织量(Bone volume/Tissue volume,BV/TV)、骨密度(Bone mineral density,BMD)、骨小梁数量(Trabecular number,Tb.N)和厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)均明显高于对照组,骨小梁间隔(Trabecular separation,Tb.Sp)小于对照组。HE染色显示,实验组与对照组均有新骨生成,实验组新生骨小梁增厚增多,比对照组成熟,且与颅骨皮质的界线不明显。结论在兔颅骨PDO区域内注射自体BMSCs可以补充成骨细胞的不足,有利于骨膜牵张成骨。     

3D打印PLA-HA复合材料与骨髓基质细胞的相容性研究

目的 探讨骨髓基质细胞与3D打印聚乳酸-羟基磷灰石(Three-dimensional printed polylactic acid-hydroxyapatite,3D printed PLA-HA)复合支架材料的相容性,为骨组织工程选择合适的支架材料提供理论依据。方法将标记绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的骨髓基质细胞分别与3D打印PLA-HA复合材料和β-磷酸三钙(betatricalcium phosphate,β-TCP)材料体外复合培养,采用荧光显微镜观察细胞在支架材料上的生长黏附情况,并通过扫描电镜观察细胞在支架中的形态变化;CCK8(Cell Counting Kit8)法检测细胞于不同时间点在材料上的黏附率以及增殖情况;碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性测定法检测3 d、7 d、14 d的碱性磷酸酶活性变化。结果 骨髓基质细胞能够在3D打印PLA-HA复合材料和β-TCP材料上黏附生长;β-TCP组细胞黏附率高于3D打印PLA-HA组(P<0.05),但3D打印PLA-HA组在12 h细胞黏附率可达到60%以上;细胞增殖实验显示,3D打印PLA-HA组在体外培养第4天和第7天的细胞增殖量(OD值)均高于β-TCP组与对照组(P<0.05);3D打印PLA-HA组以及β-TCP组在第3天、第7天和第14天的ALP含量均高于对照组,且3D打印PLA-HA组第7天ALP含量较β-TCP组增多(P<0.05)。结论 3D打印PLA-HA复合材料具有良好的细胞相容性,可作为骨组织工程的支架材料。