PHA生物材料支架对脐带间充质干细胞向成骨分化的影响

发布时间：2020-08-25 03:24

【摘要】：大量的实验证明:聚羟基脂肪酸酯(PHAs,polyhydroxyalkanoates)作为组织工程的支架材料具有优越的应用前景,间充质干细胞(MSCs, Mesenchymal stem cells)在治疗各种组织缺损和器官修复方面具有来源广、分离易、无免疫性、增殖分裂能力强,可以分化为神经细胞、脂肪细胞、成骨细胞等多种分化能力。本论文将由人脐带沃顿胶质组织(Wharton’s jelly)分离所得的脐带间充质干细胞(UC-MSCs, umbilical cord mesenchymal stem cells)植入到PHA生物材料家族的PHBHHx、P3HB4HB和PHBVHHx支架内,将UC-MSCs诱导分化为成骨细胞,通过CCK8方法检测支架内细胞的增殖能力,采用对生物材料物理性能的检测确定各种材料的机械性能,采用Von Kossa和ALP染色法和RT-PCR分析法检测UC-MSCs向成骨细胞的分化,并且比较这三种PHA生物材料支架在成骨组织工程中的应用。本论文将UC-MSCs植入PHBHHx、P3HB4HB和PHBVHHx支架内培养不同的天数,与在24孔细胞培养板内培养相比,支架对细胞生长有明显的促进作用,并且,PHBVHHx对细胞生长的促进作用最强。通过对物理性能的检测表明:在这三种PHA材料中,P3HB4HB的硬度最大,比较脆,PHBVHHx最软,韧性最好,PHBHHx介于两者之间。Von Kossa和ALP染色法显示:在PHBHHx、P3HB4HB和PHBVHHx支架内,UC-MSCs能够分化为成骨细胞,在支架内可见黑色钙沉淀和红色碱性磷酸酶(alkaline phosphatase)的表达。采用RT-PCR方法检测成骨分化特异性基因的表达也进一步证明:这三种PHA材料能够支持UC-MSCs的成骨细胞。综上所述,PHBHHx、P3HB4HB和PHBVHHx支架具有很好的生物相容性,能够促进UC-MSCs的生长和支持UC-MSCs向成骨细胞的分化,其中PHBVHHx支架促进UC-MSCs生长的能力最强。然而,从物理性能上来说,P3HB4HB材料的硬度最大,适用于骨和软骨等组织的修复,而PHBVHHx材料的硬度最小,适用于软体组织的修复。
【学位授予单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R329
【图文】：

细胞图片

1. UC-MSCs 细胞图片。A 图为 100×的细胞图片，B 图为 200×细胞图片，在 A 图中能亮的圆点，就是刚分裂增殖的细胞，细胞生长很好；B 图在 200×下看到一些细胞中间圆环，圆环中间即为细胞核。C-MSCs 成骨分化后的成骨细胞形态将 UC-MSCs 细胞进行传代到六孔板中，第二天给细胞换液，换成成骨分化培1 天的成骨分化培养。培养一个星期以后，细胞开始成团生长，部分细胞形成的三角形，特别是团的中心，细胞密集，大部分细胞变成方形和三角形，很 2）。由于成骨分化需要 21 天，为了避免细胞长的太满死掉，在配置培养液的少 FBS 的用量，最少不能低于整个成骨分化培养液体积的 2%。

支架,硬度,烧杯,冻干机

UC-MSCs 成骨分化 21 天（100×）。UC-MSCs 在 24 孔板中用成骨分化液培养 21状变成椭圆状，或者三角形。制作出的支架按照实验方法中的支架制作技术，将 PHBHHx、P3HB4HB 和 PHBVH和 1’4-二氧六环混合液加入到磨具或者小烧杯中，小烧杯立即转移到-8冻过夜的支架在冻干机中快速抽真空。30 分钟后就能看到支架的轮廓。圆润、光滑，虽然比较光滑，不过如果从外面看，能发现支架的中间是触摸整个支架，能够分辨出几种支架材料的硬度，P3HB4HB 硬度最大，HHx 的硬度稍微软一点，不过韧性比较好，而 PHBVHHx 最软。（图 3）

支架,图片

UC-MSCs 成骨分化 21 天（100×）。UC-MSCs 在 24 孔板中用成骨分化液培养 21 天，一状变成椭圆状，或者三角形。制作出的支架按照实验方法中的支架制作技术，将 PHBHHx、P3HB4HB 和 PHBVHHx 三种和 1’4-二氧六环混合液加入到磨具或者小烧杯中，小烧杯立即转移到-80℃中急冻过夜的支架在冻干机中快速抽真空。30 分钟后就能看到支架的轮廓。支架的圆润、光滑，虽然比较光滑，不过如果从外面看，能发现支架的中间是比较低触摸整个支架，能够分辨出几种支架材料的硬度，P3HB4HB 硬度最大，但是HHx 的硬度稍微软一点，不过韧性比较好，而 PHBVHHx 最软。（图 3）

【参考文献】