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自体骨髓基质细胞体外培养促分化及经皮注射修复兔骨缺损的研究

常红星  
【摘要】:骨缺损的修复是骨科临床的重要课题。目前修复方法是手术植入自体骨、异体骨及各种人工修复材料,均有不足之处。随着组织工程和细胞外科的发展和应用,成骨细胞和骨生长因子的局部移植成为研究的重点。骨髓基质细胞因能在体外增殖并分化为成骨细胞,移植后直接增加缺损区成骨细胞数量,改善局部成骨能力,使得基于细胞的骨修复技术成为该研究领域中新的希望。为寻找一种有效、微创的治疗方法,本研究采用组织工程学原理,将自体MSC与BMP复合经皮移植修复骨缺损,并对其作用与机制进行了探索。 方法 1.骨髓基质细月包的动员和培养:随机选取新西兰兔一侧胫骨抽取骨髓1ml进行培养,对侧在G-CSF 2.5ug/kg连续静脉注射5天后抽取骨髓;利用倒置显微镜观察细胞形态及生长情况,计算克隆形成率;并且观察细胞的ALP活性和钙化结节形成情况。 2.多种生长因子对骨髓基质细胞增殖分化的影响:分别以50、100ng/ml浓度的BMP、bFGF、G-CSF作用于骨髓基质细胞,检测细胞增殖速度及细胞的ALP活性,比较不同因子的效应、同因子不同浓度的效应以及各因子相互组合后的效应。 3.经皮注射骨髓基质细胞和BMP修复骨缺损的研究:(1)兔骨缺损制备:无菌条件下切除双侧连同骨膜在内的桡骨干15mm,形成标准骨缺损模型;(2)术后24小时,经皮将体外扩增的基质细胞悬液0.5ml(细胞数量达5×10~6)注射到骨缺 2002年硕士研究生毕业论文骨科 解放军军医进修学院 一 损处;门)术后分别于2、4、8周行X线、组织病理学检查。 采用光镜、组化染色、图象分析等方法检测骨缺损修复的程度。 结果 1.兔骨髓基质细胞能够在培养条件下形成集落并持续扩 增,其中部分集落碱性磷酸酶表达阳性,细胞接近汇合时有近 半数ic胞有ALP活性表达;汇合后能够形成钙化,J、结;G-CSF 虽能够增加骨髓中有核细胞数量,但克隆形成率并未有明显增 力。。 2.随rhBMP齐量增高,MSC内ALP活性显著增力。,bFGF 剂量增高可显著促进MSC的增殖(OD值升高),二者合用以 ALP升高为主。 3.X线、组织病理切片表明BMP+MSC组术后2周有明显 的骨痴生成,术后48周连续性骨痴桥接骨缺损,与单纯注射 骨髓组有显著性差异。 结论 1.G-CSF对MSC的数量无明显动员作用。 2.BMP和bFGF能够促进MSCS大量扩增并定向分化为成 骨细胞的能力,符合作为骨组织工程种子细胞的要求。 3.证实了3*P在体夕!、促进细胞间通讯和增加增殖期细胞 比例的作用能够在体内表达,直接促进局部骨修复能力。 4.实验表明经皮注射自体MSC+BMP能够促进兔挠骨缺 损处新骨形成,疗效优于新鲜骨髓。


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