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电磁场刺激自体骨髓间充质干细胞经皮注射治疗大鼠胫腓骨骨折的实验研究

刘朝旭  
【摘要】:目的 1.研究强度为1.0mT电磁场对大鼠骨髓间充质干细胞体外凋亡,增殖以及FGF-2和FGFR-2 mRNA表达的影响。 2.研究经皮注射接受频率为15Hz、强度为1.0mT电磁场曝磁处理的自体骨髓间充质干细胞对大鼠胫腓骨骨折愈合的影响。 方法 1.体外分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),倒置相差显微镜观察细胞形态及生长特征。取第3代细胞,按电磁场频率及作用时间的不同分组,接受强度为1.0mT的电磁场曝磁处理。研究电磁场对细胞凋亡和增殖的影响,绘制出生长曲线,采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测各组细胞的FGF-2和FGFR-2 mRNA表达,并进行定量分析。 2.将30只SD大鼠,随机分为BMSCs+EMF组,BMSCs组和对照组。麻醉下抽取股骨骨髓,贴壁法分离纯化获取骨髓间充质干细胞,体外培养至第三代。BMSCs+EMF组大鼠的骨髓间充质干细胞接受频率为15Hz、强度为1.0mT的电磁场刺激,BMSCs组大鼠的骨髓间充质干细胞进行假刺激。建立大鼠右侧胫腓骨中段骨折模型。将BMSCs+EMF组和BMSCs组的自体骨髓间充质干细胞经皮注入骨折部位,对照组注入等体积生理盐水。分别于术后当日及第1,2,3,4周末,拍摄X线片评价骨折愈合情况;相同时间点鼠尾静脉取血,采用对硝基苯磷酸盐法检测血清碱性磷酸酶(ALP)活性,酶联免疫吸附法检测大鼠血清骨钙素(BGP)含量,于术后第2,4周末行病理学切片检查,观察骨痂组织学变化。 结果 1.经电磁场刺激的骨髓间充质干细胞仍呈长梭形或多边形,细胞生长曲线呈S形。与非刺激组相比,刺激组细胞生长旺盛,其中频率为15Hz,强度为1mT的电磁场每天刺激2小时促进细胞增殖效果最明显,该组细胞FGF-2和FGFR-2 mRNA的表达量较非刺激组也显著增高。 2.与对照组相比,BMSCs+EMF组大鼠血清中ALP活性提高(P0.05),血清中BGP的含量增加(P0.05),在4周内骨折区域新生骨的数量和质量明显优于BMSCs组,骨折线消失所用时间更短,而对照组骨折区域以纤维组织为主,直到第4周末也未达到完全愈合。 结论通过以上研究,我们认为频率为15Hz、强度为1.0mT的电磁场可以促进大鼠骨髓间充质干细胞增值,增高FGF-2和FGFR-2 mRNA的表达;骨髓间充质干细胞经皮移植可以加快骨折部位骨痂的形成,联合应用电磁场刺激进一步增强骨髓间充质干细胞促进骨折愈合修复的能力。


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