利用BMP-胶原丝和BMSC-明胶微球构建大尺寸生物仿生骨组织

发布时间：2017-05-27 01:03

  本文关键词：利用BMP-胶原丝和BMSC-明胶微球构建大尺寸生物仿生骨组织，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微构技术构建大尺寸组织在再生医学领域(特别是骨组织工程方面)已被广泛应用。我们则是利用由大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)、cultispher-s明胶微球构成的细胞单元和由骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)和有序胶原丝构成的分化调控单元来构建厘米级的生物仿生骨组织。细胞单元为BMSCs和cultispher-s明胶微球在细胞培养转瓶内培养7天后所获得的长满细胞的微组织。方法为BMSCs以5X104/ml的密度接种到上述细胞培养瓶内,培养基补至500ml;37℃、5%CO2培养箱中间歇搅拌接种(off 30min,on3min,30r/min),8h后将磁力搅拌器调为50r/min连续搅拌,每2天全量换液1次,7天后收获细胞单元。实验证明骨髓间充质干细胞能够很好地接种到cultispher-s胶原微球,并在微球上迅速扩增。分化调控单元则是由有序胶原丝和实验室制备的与胶原具有特殊结合区域的BMP(简称CBD-BMP)构成。有序胶原丝具有很好的有序结构和生物相容性,且无体外致突变性。CBD-BMP是将胶原结合区(collagen-binding domain,CBD)融合入骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP),通过体外活性以及LOCS特异结合能力检测,说明CBD结合区并不影响因子的活性,而且可以特异地与胶原结合,靶向锚定在LOCS上并发挥作用。CBD-BMP与LOCS特异性结合,构建分化调控单元。体外实验我们把细胞单元和分化调控单元的混合物进行连续灌注培养10天,以同样条件灌注培养细胞单元作为对照组。经过10天的连续灌注培养,实验组和对照组均形成了直径为2厘米,高为1.1厘米的大尺寸生物仿生骨组织。形态学观察可知大尺寸生物仿生骨组织具有较高的细胞密度,且细胞分布均匀,死细胞较少。ALP染色、茜素红染色、ALP活性检测、钙离子含量测定等均发现实验组在钙沉积、ALP活性等方面显著优于对照组。实验组连续灌注培养出的生物仿生骨组织更加接近正常骨组织。体内实验则是用1ml注射器把细胞单元和分化调控单元混合后注入到SD大鼠(200-225g)背部皮肤下,同样以单注入细胞单元作为对照组。SD大鼠在相同的饲养条件下生长30天。30天后,用戊巴比妥钠麻醉SD大鼠后、切开皮肤、钝性分离暴露生物仿生骨组织后取出组织,实验组可见椭圆形骨组织生成,组织质地较硬,形态规整。HE染色、ALP染色、茜素红染色、ALP活性检测、钙离子含量测定、micro-CT分析结果说明了分化调控单元具有很好的促进成骨作用,且可以通过此方法获得骨组织。通过上述两种方法培养出的生物仿生骨组织可以用于治疗临床上需要骨移植的患者,不久的未来,这种生物仿生骨很可能会被广泛应用。同时,利用细胞单元和分化调控单元构建大尺寸生物仿生组织这一观念对未来组织工程中培养出复杂多功能组织提供了新的思路。
【关键词】：组织工程 微构方法 模块 大尺寸组织
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687;R318.08
【目录】：

• 中文摘要7-9
• 英文摘要9-11
• 前言11-12
• 材料和方法12-20
• 1.1 实验材料12
• 1.2 主要试剂及配置12-13
• 1.3 实验仪器和设备13-14
• 1.4 实验方法14-20
• 1.5 数据分析20
• 实验结果20-35
• 2.1 有序胶原丝的特性及 CBD-BMP-2 与胶原丝的特异结合能力、释放曲线20-21
• 2.2 细胞单元的构成及特性21-22
• 2.3 连续灌注装置的构造22
• 2.4 连续灌注培养大尺寸生物仿生骨组织22-29
• 2.5 SD 大鼠皮下构建生物仿生骨组织29-35
• 讨论35-37
• 结论37-38
• 参考文献38-41
• 综述41-47
• 参考文献44-47
• 论文二 颈椎后路单开门椎管扩大成形Arch钢板固定术的临床疗效研究47-55
• 中文摘要47-48
• 英文摘要48-49
• 前言49
• 资料和方法49-50
• 结果50-51
• 讨论51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-55
• 致谢55-56

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