骨髓间充质干细胞复合异种骨基质明胶修复大鼠桡骨缺损

目的:在骨组织工程学领域内,主要集中种子细胞、支架载体和细胞支架复合体的构建3个方面的研究,在干细胞方面大多数学者认为骨髓间充质干细胞较为理想,支架材料虽然种类繁多,但却没有一种理想的载体.实验拟通过观察骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体植入骨缺损处成骨性细胞的变化以及钙化情况,认识同种骨髓间充质干细胞复合异种骨基质明胶修复大鼠桡骨节段性骨缺损的可行性.方法:实验于2006-10/2007-08在辽宁医学院解剖学试验室与科学实验中心完成.①骨髓间充质干细胞体外培养、纯化、扩增、Brd-U体外标记后并在体外与骨基质明胶复合培养,制成骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体.②60只SD大鼠采用随机数字表法分为骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组、单纯骨基质明胶治疗组和单纯骨髓间充质干细胞治疗组,每组20只;每组分2,4,8,12周4个时间段,每个时间段5只.实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求.③制备同种异体SD大鼠桡骨骨干5mm节段性骨缺损模型.骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组缺损处植入骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体,单纯骨基质明胶治疗组缺损处植入单纯骨基质明胶(骨基质明胶由完全培养液同等条件下培养7d),单纯骨髓间充质干细胞治疗组缺损处植入单纯骨髓间充质干细胞(Brd-U标记的第3代骨髓间充质干细胞,密度1×109个/L).④大体观察大鼠的术肢活动情况;X射线放射学、组织学对比观察各组大鼠骨缺损的修复情况.结果:除骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组有1例动物因麻醉过深死亡外,其余59只大鼠进入结果分析.①各组术后各时间段骨缺区X射线片表现:骨髓间充质干细胞,骨基质明胶复合体治疗组:2周桡骨缺损处略见骨痂形成,8周可见明显形成骨缺损区的桥接,12周骨缺损区完全被新生骨组织填充,已有骨髓腔出现.单纯骨基质明胶治疗组:12周骨缺损区骨痂形成增多,但未出现桥接,并可见两端有骨质硬化现象.单纯骨髓间充质干细胞治疗组:12周可见两断端有骨质硬化现象,最后形成骨不连.术后2,4,8,12周复合体治疗组与单纯治疗组放射学检查评价新骨生成差异有显著性意义(P＜0.01).②组织学检测结果:术后2,4,8,12周复合体治疗组与单纯治疗组组织学榆查新骨生成速度、生成量差异均有显著性意义(P＜0.01).结论:骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体有较强的成骨能力,对节段性骨缺损有较好的修复作用,有望成为骨组织工程中可以选择的植骨材料.

Bone marrow mesenchymal stem cells combined with heterogeneous bone matrix gelatin for the repair of segmental radial defects in rats