组织培养法保存软骨移植移植物体积对软骨细胞存活率及力学性质的影响

发布时间：2017-07-29 06:03

  本文关键词：组织培养法保存软骨移植移植物体积对软骨细胞存活率及力学性质的影响

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【摘要】：目的 通过在体外组织培养液中保存不同体积大小的羊膝关节软骨一定时间后比较其软骨细胞存活率及生物力学性质差异，并且观察新型组织培养液TSMU-1液对软骨细胞存活率的影响，为进一步寻找最佳的骨软骨移植物保存方式及保存液提供有效的实验依据。 材料与方法 以羊膝关节软骨为实验材料，无菌条件下用ARTHREX骨软骨移植器械在羊膝关节股骨髁关节面内外侧负重区获取圆柱状骨软骨块100枚，包括软骨下骨全长约10mm，直径约为6mm，PBS液冲洗3遍备用。将骨软骨块随机分为2组（每组各50枚），即两个不同培养液成分的无菌培养瓶中进行保存。A1组： TSMU-1液（泰山医学院1号软骨保存液），TSMU-1液具体成分为基础保存液中添加部分改善细胞活性的因子（具体配置方法及成份正在申请专利）；B1组：基础保存液。基础保存液成份为99%EMEM培养液和1%的青链霉素（各100UI/ml）。在4℃、每隔两天换液的条件下，于保存第1天、35天每瓶随机各取出20块进行检测软骨细胞存活率（EB/FDA双荧光法）。第35天A1组取出10枚标本，以特制骨刀切取软骨试样标本加工成长度6mm，宽度4mm，厚度2-3mm的试样，在日本岛津AG-10TA自动控制电子万能实验机上对10个软骨试样进行一维拉伸实验。实验机的拉伸实验速度为5mm/min。主要观察试件拉伸最大载荷、最大位移、最大应力、最大应变等力学指标。 无菌条件下，用消毒钢锯切取羊股骨髁半髁关节面（包括软骨下骨约10mm）20个，随机分2组（每组各10个），同样分配至以上A、B两种保存液中保存，并标记为A2组（TSMU-1液+半股骨髁关节面）,B2组（基础保存液+半股骨髁关节面组）。同样条件下，再切取完整的羊股骨髁关节面（包括软骨下骨约10mm）20个，分组及保存方式同上，标记为A3组（TSMU-1液+完整股骨髁关节面组）,B3组（基础保存液+完整股骨髁关节面组）。保存第1天、35天，无菌条件下用ARTHREX骨软骨移植器械在不同种类保存液中的全髁和半髁关节面负重区随机获取直径约为6mm的圆柱状骨软骨块，，每组每次各20枚，检测软骨细胞存活率。保存第35天时，A2组和A3组再随机各取10枚圆柱状骨软骨块，同样加工成长度6mm，宽度4mm，厚度2-3mm的试样，与A1组共同进行一维拉伸力学性质实验。拉伸实验速度为5mm/min。观察试件拉伸最大载荷、最大位移、最大应力、最大应变等力学指标。 采用SPSS17.0统计分析软件进行统计处理，所有数据均用x s表示。对各个保存组及每组不同时间点之间细胞存活率采用重复测定数据的方差分析，然后对具有统计学意义的处理因素（A因素即不同营养液，35天；B因素指同一种营养液不同的软骨保存体积，35天），分别进行单因素方差分析q检验（S-N-K法）。一维拉伸力学性能指标数据的统计学分析采用单因素方差分析q检验。P0.05代表有统计学差异。 结果 第1天时各组软细胞成活率均保持在90%以上，各组之间差异无统计学意义（P＞0.05）。第35天时,骨软骨块各组中软骨细胞成活率均出现降低。A液（TSMU-1液）各组比较，A1组＞A2组，A1组＞A3组，A2组＞A3组,各组之间差异有统计学意义(P0.05)。B液(基础保存液)各组之间比较，B1组＞B2组，B1组＞B3组，B2组＞B3组。结果是同种保存液里，柱状软骨块保存效果最佳，半髁关节面组好于全髁关节面组（见表1） A、B两种保存液之间比较，可见A1组＞B1组，A2组＞B2组，A3组＞B3组。各组之间差异有统计学意义(P0.05)。表明A液（TSMU-1液）好于B液(基础保存液)（见表1） A液各组中一维拉伸实验结果表明，最大载荷、最大位移、最大应力、最大应变等生物力学数据为A1组＞A2组，A1组＞A3组，A2组＞A3组。柱状软骨块的软骨拉伸力学性能保持的最好，半髁关节面组好于全髁关节面组（见表2） 结论 体外组织培养中骨软骨移植物的体积大小对其软骨的细胞存活率及生物力学有一定影响，体积较小的骨软骨移植物软骨细胞存活率更高，力学性质更好。另外，新型骨软骨组织培养液TSMU-1液能够有效提高体外液体保存的骨软骨移植物的软骨细胞存活率。 意义 关节软骨缺损的修复方法一直是困惑运动医学及骨科医生的难题。目前在临床上用新鲜的同种异体骨软骨移植治疗全层软骨损伤取得了一定的效果，但由于新鲜异体软骨的取材受到许多方面的限制，影响了异体骨软骨移植的临床应用与推广。因此，延长骨软骨移植物的体外保存时间并保持其活性成为学者研究的焦点。本课题研究发现体外组织培养法中较小的骨软骨移植物与大块移植物比较有更好的保存效果，另外泰山医学院运动医学研究所课题组多年研究，创新研制的新型骨软骨组织培养液TSMU-1液具有提高软骨细胞成活率以及组织活性的作用，从而为研究更为理想的组织培养保存液以及临床推广应用奠定了基础。
【关键词】：体外组织培养 骨软骨移植物大小 软骨细胞成活率 生物力学
【学位授予单位】：泰山医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R87
【目录】：

• 中文摘要4-7
• ABSTRACT7-10
• 符号说明10-11
• 前言11-13
• 材料与方法13-18
• 结果18-20
• 讨论20-29
• 结论29-30
• 附图表30-34
• 参考文献34-40
• 综述40-52
• 参考文献47-52
• 致谢52

【参考文献】

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1 张云昌,刘植珊,沈志鹏,郑亚萍;新鲜及冷冻同种异体胎兔软骨移植的实验研究[J];中华骨科杂志;1996年02期

2 胡蕴玉,孙磊,刘建,李雪冰,吕荣,王军,王臻,桑宏勋;建立同种异体骨库与骨制备的临床应用[J];中华外科杂志;1996年08期

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本文编号：587702