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带部分松质骨小牛皮质骨复合骨髓间充质干细胞植入兔体内成骨及骨形态发生蛋白2的表达
背景:前期研究已证实兔骨髓间充质干细胞在体外成骨诱导培养下可定向成骨分化,并能够稳定表达成骨细胞的特异性表型,具有成骨能力;且已证实带部分松质骨的小牛皮质骨支架材料具有良好的生物相容性和降解性,可以作为骨髓间充质干细胞的载体材料.目的:在前期研究基础上,根据骨组织工程学的基本原理,将骨髓间充质干细胞与小牛异种骨复合,植入新西兰大白兔髂骨内观察其成骨情况,为构建理想的初步组织工程骨工程化产品提供理论依据.方法:分别将兔骨髓间充质干细胞成骨诱导后复合的带部分松质骨小牛皮质骨(组织工程骨组)、单纯小牛异种骨(异种骨组)、自体髂骨(自体髂骨组)随机植入兔髂骨.观察各组植入物的表面变化和周围组织反应,植入后4,8,12,24周摄X射线片观察成骨情况,取材后利用免疫组织化学染色观察骨形态发生蛋白2的表达情况.结果与结论:异种骨植入兔髂骨后,伤口生长良好,没有全身和局部的炎症和毒性反应.X射线片显示组织工程骨组在术后24周时与宿主骨结合部基本愈合,而异种骨组术后24周与宿主骨愈合不满意.苏木精-伊红染色可观察到软骨化骨过程,免疫组织化学染色显示各时间点骨形态发生蛋白2染色阳性.体内实验结果表明兔骨髓间充质干细胞复合带部分松质骨的小牛皮质骨支架材料经体外诱导后具有在新西兰兔体内构建组织工程骨的能力.
关键词： 干细胞 骨髓干细胞 骨髓间充质干细胞 带部分松质骨的小牛皮质骨 骨形态发生蛋白2 -
兔骨髓间充质干细胞复合带部分松质骨的小牛皮质骨成骨实验研究
目的:探讨带部分松质骨的小牛皮质骨材料作为组织工程材料的可能,为该材料的临床应用提供实验依据.方法:分离兔骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs);BMSCs与带部分松质骨的小牛皮质骨复合培养,测定细胞黏附率及细胞毒性,应用电镜观察细胞在骨材料表面生长情况.并饲养3月龄新西兰大白兔60只,随机分为3组(n=20),即BMSCs/异种骨组、单纯异种骨组和自体髂骨组,在髂骨翼分别植入BMSCs成骨诱导后复合的异种骨、单纯异种骨和自体髂骨.术后4,8,12,24周取材并应用RT-PCR检测骨形态诱导蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)mRNA.结果:BMSCs对小牛骨黏附率良好,材料毒性评级0-1级.电镜观察细胞均在小牛骨表面生长,并可延入材料孔隙之中,有基质分泌.在各时间点,单纯异种骨组BMP-2 mRNA的表达低于BMSCs/异种骨组和自体髂骨组(P＜0.05),BMSCs/异种骨组低于自体髂骨组(P＜0.05).结论:复合兔BMSCs的带部分松质骨的小牛皮质骨在新西兰大白兔体内具有良好的成骨能力.
