兔活骨组织体外促同种成骨细胞与支架粘附的实验研究

【摘要】： 由于创伤、炎症及肿瘤等因素造成的骨缺损在临床上非常常见，通常导致患者功能障碍、生活质量下降。骨缺损的修复与功能重建是骨科一大难题，也是近年的研究热点之一。目前临床所用修复骨缺损的主要方法包括自体带血管骨移植、同种异体骨移植和骨外固定技术等。这些方法及材料各有优缺点，总体来说，效果不太理想。组织工程学技术为骨缺损的再生与修复提供了新的思路和方法。 体外构建组织工程化活性骨需要三个基本要素：种子细胞、支架和使两者复合的环境，目前种子细胞和支架材料的研究渐趋成熟，为什么在体外构建的活性骨质量仍不理想呢？关键在于缺乏使种子细胞与支架有效结合的方法，因此解决种子细胞和支架材料粘附的研究是目前骨组织工程研究中最关键的问题之一。我们针对这一问题，本实验用兔活骨组织体外与同种骨髓基质细胞或诱导分化的成骨细胞共培养观察是否能提高其粘附特性；同时将复合支架与兔活骨组织在体外共培养后接种种子细胞观察其能否提高体外构建组织工程化活性骨的质量。 首先，通过骨髓穿刺获取骨髓基质细胞，并进行成骨诱导，以获取种子细胞；用兔活骨组织分别与骨髓基质细胞和成骨细胞共培养，然后测细胞的贴壁率。结果显示：1、以3×105个细胞/cm2的密度接种骨髓基质细胞，10-14d长满单层；2、成骨诱导后细胞形成钙化结节，表达碱性磷酸酶、I型胶原和骨钙素；3、超微结构显示骨髓基质细胞为幼稚细胞，成骨诱导后则表现为成熟细胞，分泌功能旺盛；4、骨髓基质细胞可向成骨细胞分化；5、兔活骨组织体外与同种骨髓基质细胞或成骨细胞共培养后可提高这两种细胞的贴壁率。 其次，采用熔铸颗粒沥取法制备CPPf/PLLA复合支架并与兔活骨组织在体外共培养后，接种同种MSCs源成骨细胞，用MTT法测成骨细胞的上架率。将这种细胞-支架复合物植入兔皮下，4w后取出标本进行组织学和免疫组化方法检测。结果显示：1、CPPf/PLLA复合支架具有良好的细胞相容性；2、兔MSCs源成骨细胞的MTT光吸收值（A492）与直接计数之间具有较好的线性相关性，可以检测活细胞数；3、用兔活骨组织与CPPf/PLLA复合支架共培养后接种成骨细胞可以提高细胞的上架率；4、采用这种促细胞粘附的方法可提高体外构建组织工程化活性骨的质量。 综上所述，我们从本实验可以得出如下结论：1、骨髓基质细胞的增殖能力强，在 WP=8 诱导条件下可向成骨细胞分化，表达碱性磷酸酶、I型胶原和骨钙素，适合作为骨组织工程的种子细胞；2、兔活骨组织在体外与同种骨髓基质细胞或成骨细胞共培养后可提高这两种细胞的早期贴壁率；3、CPPf/PLLA具有良好的生物相容性，成骨细胞-支架复合体具有异位成骨能力；4、兔MSCs源成骨细胞的MTT光吸收值（A492）与直接计数之间具有较好的线性相关性，可以检测活细胞数；5、CPPf/PLLA复合支架在体外与兔活骨组织共培养后接种成骨细胞可以提高细胞的上架率；6、采用这种促细胞粘附的方法可提高体外构建组织工程化活性骨的质量。