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可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架与骨髓间充质干细胞、骨形态发生蛋白2修复骨缺损的体外实验
背景:骨形态发生蛋白2对间充质干细胞的分化及成骨能力有很强的诱导和促进作用.目的:评估骨形态发生蛋白2对骨髓间充质干细胞在可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上增殖及成骨分化的影响.方法:①实验1:取生长良好的第3代骨髓间充质干细胞,分2组培养,实验组与可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架共培养,对照组单独培养骨髓间充质干细胞,培养1,3,5,7,14 d后,CCK-8法检测细胞增殖;培养7 d后,扫描电镜观察细胞在支架上的黏附情况;②实验2:取生长良好的第3代骨髓间充质干细胞,接种于可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表面,分2组培养,实验组加入含骨形态发生蛋白2的细胞培养基,对照组不加入,培养3,6,9,12,15 d,检测细胞碱性磷酸酶活性;培养1,3,5, 7,14 d,CCK-8法检测细胞增殖;培养1,2周,茜素红染色观察成骨分化情况.结果与结论:①实验1:随着培养时间的延长,两组细胞增殖A值逐渐增加,两组间A值比较差异无显著性意义;培养7 d后,骨髓间充质干细胞紧紧黏附于支架表面;②实验2:随着培养时间的延长,两组碱性磷酸酶活性逐渐升高,实验组培养不同时间点的碱性磷酸酶活性高于对照组(P < 0.05);随着培养时间的延长,两组细胞增殖A值逐渐升高,实验组培养不同时间点的A值高于对照组(P < 0.05);实验组培养1,2周的钙结节数多于对照组;③结果表明,骨形态发生蛋白可促进骨髓间充质干细胞在可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖与成骨分化.
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纳米HA/CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损
[目的]观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CSscaffold)通过特殊的穿“靴”结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力.[方法]原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形“靴”结构.把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿“靴”的nano-HA/CS支架底部,把细胞一支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周.扫描电镜观察nano-HA/CS支架结构及细胞一支架复合体结构.30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4mm、深8mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿“靴”结构复合的软骨支架复合体、不经穿“靴”结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况.[结果]BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92％,平均孔径为125μm,与软骨细胞有较好的粘附性.大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长.苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组.3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组.[结论]BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性；软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿“靴”结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力.
关键词： 纳米羟基磷灰石/壳聚糖 软骨细胞 软骨和软骨下骨缺损
