可吸收性珊瑚羟基磷灰石为载体构建组织工程骨的实验研究

发布时间：2020-05-09 22:49

【摘要】： 骨的再造和骨缺损的修复一直是临床治疗的一个难题，组织工程技术的出现、发展为此提供了新的前景。其优越性在于可利用少量的组织细胞，通过体外培养扩增后接种到可吸收的基质上，植入体内来修复大型的骨组织缺损。目前在骨组织工程研究领域中存在着以下问题尚未解决：①如何通过体外扩增获得大量的成骨细胞；②如何改进支架材料的性能使之达到理想的要求；③如何构建组织工程骨可达到最佳应用效果等。上述问题制约着骨组织工程的进一步临床应用。针对于此，本实验进行了如下的研究： 1．人骨髓基质干细胞生物学特性的研究：体外获取培养人骨髓基质干细胞(hMSCs)，将hMSCs向成骨细胞方向进行诱导，行钙化结节Von-kossa和碱性磷酸酶(ALP)钙钴染色；测定细胞内ALP含量变化；绘制诱导前后细胞的生长曲线。结果显示hMSCs生长旺盛，易于诱导为成骨细胞。经诱导hMSCs增殖速度变慢，但合成ALP的能力明显增强(P0.05)；细胞ALP染色呈阳性。表明hMSCs可作为骨组织工程的种子细胞。 2．可吸收性珊瑚羟基磷灰石-Interpore500R特性分析：应用X-射线衍射分析仪、X-射线能谱分析仪、体视学显微镜等手段分析Interpore500R组成成分、三维立体结构及其降解率。结果显示Interpore500R是文石和羟基磷灰石的混合物，其中碳酸钙含量达90％，，在组成成分上与Interpore500、天然滨珊瑚不同。材料孔隙均匀，交通良好。Interpore500R在兔体内可降解，6月降解率达第四军医大学博士学位论文 50％。表明 nterpore 500R①具有可脚性；②仍具有可促进MSCs分化、表达成骨细胞表型的组分和构型；③具有利于骨生长的三维多孔结构，孔径大小符合引导骨再生的要求，孔隙交通良好。它是较为理想的骨组织工程支架材料。 3．以nte仰re500R为载体体外培养人骨髓基质干细胞：将生长状态良好的 hMSCs接种于 nterpore 500R上行体外培养，通过细胞计数检测附着后 hMSCs 生长增殖特性、扫描电镜观察附着情况及细胞形态，共聚焦显微镜观察细胞分泌二型胶原情况。同时测定细胞内ALP含量变化。结果显示WSCS接种后可继续增殖，并表达成骨细胞特性。表明Interpore500R具有促进hMSCs表达成骨细胞表型、合成细胞外基质的功能，是良好的细胞载体。 4．＊比仰re500R复合人骨髓基质干细胞构建组织工程骨：将诱导分化的 hMSCs与Interpore50（）复合后植人裸鼠体内构建骨组织，60天后观察成骨情况。结果显示 hMSCs IInterpore500R复合体植人体内短期体积丧失不明显，新骨形成良好。进一步证明Interpore500R作为支架材料能够引导种子细胞成骨， Inte啊re500R复合hMSCs构建组织工程骨的方法可行。 5．犬骨髓基质干细胞的生物学特性：应用前述方法体外培养犬骨髓基质干细胞 …MSCS），并对dMSCS、hMSCS生物学特性进行了比较，结果显示犬和人的 MSCS均可在体外快速增殖、诱导分化为成骨细胞。但也存在一些差异① dMSCS增殖能力较强；②原代dMSCS生长时细胞克隆较多，可形成钙化结节。 6．Interpore50（）复合自体骨髓基质干细胞修复狗下颌骨缺损：应用前面的方法，将 Interpore500R与 dMSCs复合。2周后在犬下颌角稍前方作 3 X IcmZ大小的矩形缺损，将细胞－支架复合体颗粒填人缺损区域，用相应大小的钛网绕下颌骨下缘包裹缺损，钢丝结扎固定钛网，术后X线观察成骨情况。结果显示 SO天时 X线阻射影密度轻度降低，钛网固定良好。术后 100天骨缺损区域 X线阻射影密度仍较周围正常骨质低，但与植人初期。中期相比较密度增强。可见植人的细胞－支架复合体与周围正常骨质交界处部分融合，呈现明显的阻 3 第四军医大学博士学位论文射影。100天标本可见缺损区修复组织质地坚硬，与周围界限不明显，表面残留材料细小颗粒。组织切片中新骨形成良好，可见骨小梁结构，成骨细胞位于其中：新骨组织中及其周围无明显的炎细胞浸润。说明自体骨髓基质干细胞复合Interpore500R预构的组织工程骨可达到修复大型缺损的目的。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：R782

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