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《第四军医大学》 2002年
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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

曹罡  
【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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