深低温冻存组织工程化软骨在关节软骨缺损修复的应用

目的：探讨经深低温冻存组织工程化软骨修复关节软骨缺损的可行性。方法：分离收集3周龄新西兰大白兔关节软骨细胞进行体外培养,接种于PGA三维支架材料上,复合物体外培养1周后冻存,冻存1个月后解冻、复苏及体外培养,1周后接种于已建立的双侧兔膝关节软骨缺损模型的膝关节软骨缺损处,并设对照组。分别于手术后4周、8周、12周行大体标本及组织观察。结果：大体观察结果表明,实验组与对照组缺损处均由软骨组织修复;组织学观察可以见到实验组和对照组关节软骨缺损处有密集的软骨细胞,均有软骨生成及基质分泌,两组差异无统计学意义。结论：应用深低温冻存组织工程化软骨修复关节软骨缺损的方法是有效可行的,为其进一步临床应用提供了实验依据。     

软骨基质来源定向结构支架复合软骨细胞体外构建组织工程软骨的研究

目的：探讨采用软骨细胞外基质材料制备的定向结构软骨支架复合软骨细胞,在体外静态培养条件下生成组织工程软骨的可能性。方法：制备牛关节软骨细胞外基质材料,利用温度梯度热诱导相分离技术构建具备垂直定向孔道结构的软骨支架,同时采用传统冷冻干燥方法制备非定向支架,检测两组支架的力学性能;提取兔关节软骨细胞,分别接种两组支架,体外静态培养2周及4周后取材,对构建的组织工程软骨进行组织切片染色、生物化学分析及生物力学检测。结果：定向软骨支架的压缩弹性模量数值明显高于非定向软骨支架,体外培养时定向支架上种子细胞在3-9d内增殖高于非定向支架,差异有统计学意义（P〈0．05）;体外静态培养4周后形成的两组新生组织工程软骨进行软骨特异性染色均呈阳性,在定向组新生软骨切片中在垂直方向上可见大量呈规则平行排列的粗大胶原纤维,两组新生软骨的生物化学检测包括总DNA、总GAG及总胶原含量差异无统计学意义（P〉0．05）。定向组织工程软骨压缩弹性模量在2周及4周时均高于非定向组织工程软骨,差异有统计学意义（P〈0．05）。但两组组织工程软骨上述指标均显著低于正常关节软骨（P〈0．05）。结论：软骨细胞外基质材料制备的定向结构软骨支架复合软骨细胞,在体外静态培养条件下能够成功生成具有定向纤维结构的组织工程软骨,并可以有效促进新生软骨组织力学性能的提升,在软骨组织工程中具有良好的应用前景。     

深低温冻存组织工程化软骨在喉狭窄功能重建中的应用

目的:探讨低温保存组织工程化软骨在喉狭窄功能重建中的应用价值。方法:取3周龄新西兰兔关节软骨细胞,体外培养,取第2代对数生长期培养细胞,制成细胞悬液,调整软骨细胞悬液浓度约为5×107个/ml左右,接种于PGA三维支架材料上,复合物体外培养2周后冻存,冻存6个月后解冻复苏,再行体外培养观察,2周后接种于已建立的喉甲状软骨缺损模型的软骨缺损处,并设对照组。术后12周取材,行大体及组织学观察。结果:经低温冻存的组织工程化软骨生长良好,组织学观察有软骨形成,与周围软骨组织结合紧密,与非冻存组相比差异无统计学意义。结论:深低温冻存对组织工程化软骨的生物活性无明显的影响,低温冻存的组织工程化软骨可用于喉软骨缺损的修复,重建喉功能。     

深低温冻存组织工程化软骨在喉狭窄功能重建中的应用

目的：探讨低温保存组织工程化软骨在喉狭窄功能重建中的应用价值。方法：取3周龄新西兰兔关节软骨细胞,体外培养,取第2代对数生长期培养细胞,制成细胞悬液,调整软骨细胞悬液浓度约为5×10^7个／ml左右,接种于PGA三维支架材料上,复合物体外培养2周后冻存,冻存6个月后解冻复苏,再行体外培养观察,2周后接种于已建立的喉甲状软骨缺损模型的软骨缺损处,并设对照组。术后12周取材,行大体及组织学观察。结果：经低温冻存的组织工程化软骨生长良好,组织学观察有软骨形成,与周围软骨组织结合紧密,与非冻存组相比差异无统计学意义。结论：深低温冻存对组织工程化软骨的生物活性无明显的影响,低温冻存的组织工程化软骨可用于喉软骨缺损的修复,重建喉功能。     

以可注射性纤维蛋白封闭剂为支架体内构建组织工程软骨

目的: 研究以纤维蛋白封闭剂（FS）为载体复合人胚关节软骨细胞体内构建可注射性组织工程软骨的可行性。方法:常规分离消化,体外单层培养胎儿关节软骨细胞,观察软骨细胞的生物学特性。分别将1×107、2×107、3×107第4代软骨细胞与FS混合接种于裸鼠皮下, 并于第10周取材判断体内形成软骨的能力。结果: 3~4代软骨细胞保持了很高的增殖和分泌基质的能力。软骨细胞与FS的复合物体内接种后各组均可形成软骨样组织块,其湿重、GAG含量随着接种细胞数量的增多而增高,各组之间差异具有显著性（p<0.05）。3×107细胞组GAG含量与正常人胚关节软骨没有差异（p>0.05）。组织切片显示软骨细胞位于类似正常软骨组织的陷窝中,阿尔新蓝染色及II型胶原表达阳性,细胞内富含高尔基体、粗面内质网及大量分泌泡。结论: FS和人胚关节软骨细胞可以作为理想的支架材料和种子细胞应用于可注射软骨组织的构建。     

Ⅱ型胶原-硫酸软骨素支架的制备及组织工程软骨的构建

研究经乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)处理的Ⅱ型胶原-硫酸软骨素支架材料的性能特点,并在体外构建组织工程软骨。从鸡软骨中提取Ⅱ型胶原,以不同浓度的EDC为交联剂通过冷冻干燥的方法制备Ⅱ型胶原与硫酸软骨素复合支架并测定其理化性质。将体外培养的新生兔关节软骨细胞接种在Ⅱ型胶原与硫酸软骨素复合支架上,观察软骨细胞在支架上的生长形态并检测支架上软骨细胞分泌的糖胺聚糖含量及Ⅱ型胶原含量。结果表明:采用EDC与硫酸软骨素交联增加了支架的稳定性,最适的交联剂质量浓度为7 mg/mL。软骨细胞在复合支架上增殖分化良好,并保持软骨细胞特异分化的表型,分泌Ⅱ型胶原与蛋白多糖(GAG)。培养14 d后已有软骨样组织形成。     

体外构建组织工程化软骨的初步研究

观察用藻酸钠凝胶在体外长期培养软骨细胞的情况,为求进一步用藻酸钠凝胶在体外构建组织工程化软骨提供初步研究.将传代培养的、细胞终浓度为1×107/mL的软骨细胞复合藻酸钠凝胶,注入圆柱形模具中,将模具分别浸入100、200、300 mmol/L的固化剂氯化钙溶液中,固化15 min使其成形,于体外培养2、4、6周后,行HE染色、阿尔新蓝染色,了解软骨细胞的生长情况.2、4、6周时软骨细胞与藻酸钙凝胶复合良好并能在其中保持活性及分裂能力,且在6周时出现类软骨变化.因此藻酸钠凝胶是可用于体外构建组织工程化软骨的生物材料.     

不同浓度藻酸钙复合软骨细胞体外培养的实验研究

为探寻复合软骨细胞生长的最佳藻酸钙浓度,将传代培养的、细胞终浓度为1×107/mL的软骨细胞复合藻酸钠凝胶,然后滴入浓度分别为100、200、300、400、500mmol/L的氯化钙溶液中,固化15min形成藻酸钙凝珠,于体外培养7d后,行HE染色及Masson’s三色染色,结果显示软骨细胞与固化剂氯化钙浓度为100、200、300mmol/L的藻酸钙凝胶复合良好并能在其中保持活性及分裂能力;而在氯化钙浓度为400mmol/L和500mmol/L的藻酸钙凝胶中,软骨细胞的活性及分裂能力明显下降.因此固化剂氯化钙的浓度可以提高到300mmol/L,该浓度不仅对软骨细胞的生长无影响,而且能适当提高藻酸钙凝胶的机械强度,可以作为一种较理想的软骨组织工程支架材料.     

周期性静水压对人软骨细胞活性的时间依赖性影响

目的：目前软骨细胞体外研究多为动物模型,本研究以正常成人软骨细胞研究对象,探讨在适当强度、类型的周期性静水压下不同持续时间对软骨细胞活性的影响,探究人软骨细胞体外培养、构建组织工程软骨合适的时间参数。方法：将体外培养的正常成人膝关节软骨第3代软骨细胞随机分为4组：4h组、8h组、12h组、对照组。应用高压恒温静水压加压系统,充入含有95％的空气和5％的CO2混合气体,以2MPa压力大小对3个实验组进行周期性加压,分别每天加压4h、8h、12h,三组加压时间均为10d。10d后倒置相差显微镜下观察4组细胞形态,甲苯胺蓝及II型胶原免疫细胞化学染色进行细胞鉴定,并对II型胶原免疫细胞化学染色行半定量分析。MTT法分析各组软骨细胞增殖情况,流式细胞术检测细胞凋亡率。结果：3个实验组细胞增殖均快于对照组（P〈0．05）,与对照组相比4h组、8h组均抑制凋亡,12h组促进凋亡。12h组第6代细胞开始细胞形态即逐渐发生改变。结论：软骨细胞的增殖和凋亡水平对静水压的作用时间具有依赖性。在2MPa静水压力下,8h组更适合细胞生长,细胞活性更强。为进一步构建组织工程软骨人类模型及组织工程软骨的临床应用提供了一定的实验基础。     

成熟软骨细胞促进小鼠胚胎干细胞向软骨分化

为诱导胚胎干细胞向软骨细胞分化,采用胚胎干细胞与成熟软骨细胞共培养的方法以提供软骨诱导微环境．小鼠胚胎干细胞经初步分化,形成类胚体后,从中分选出Flk-1阳性细胞,其与猪关节软骨细胞混合后,接种于可降解材料支架,并植入裸鼠皮下．4周后经组织学检查及Ⅱ型胶原抗体免疫荧光检查证实,细胞材料复合物形成软骨组织．经小鼠主要组织相容性抗原染色,证实其中部分软骨细胞源自于小鼠胚胎干细胞．本研究建立了胚胎干细胞定向诱导分化的新方法．     

碱性成纤维细胞生长因子与胶原对组织工程软骨体外构建的影响

目的：以三维成团培养为培养系统,探讨bFGF与胶原对组织工程软骨体外构建的影响。方法：成团培养兔生长板软骨细胞,设bFGF、胶原及联合作用组。HE染色观察新生组织形态;免疫组化检测Ⅰ、Ⅱ型胶原表达以观察细胞表型;Hoechst 33258法检测细胞DNA含量;羟脯氨酸法与阿新蓝法测定基质中胶原与蛋白多糖的合成。结果：新生软骨的组织学形态近似自然软骨;各实验组软骨细胞DNA含量明显上升;胶原可以显著促进基质的合成;各实验组Ⅰ型胶原的表达少于对照组,Ⅱ型胶原的表达则高于对照组;联合作用组效果更加明显。结论：三维的成团培养可以促进基质合成,有效维持软骨细胞表型;bFGF与胶原有利于工程化软骨构建,其效果具有协同效应,两者联合应用可进一步促进软骨再生。     

几丁质支架对间充质干细胞成软骨分化中Ⅱ型胶原表达的影响

目的将间充质干细胞诱导分化为软骨细胞,观察分化后的细胞在单层培养和几丁质支架上培养的差别。方法抽取兔股骨骨髓,密度梯度离心分离BMSCs,用TGF-β1诱导第3代的BMSCs向软骨方向分化,2周后用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。将分化后的软骨样细胞传代,用无TGF-β1的培养基分别进行单层培养和接种在几丁质支架上培养2周,再用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。结果BMSCs经TGF-β1诱导后,具有软骨细胞特点,然而进行无TGF-β1的继续培养后,单层培养的类软骨细胞很快呈去分化表型,而接种在支架上的细胞仍能较好表达Ⅱ型胶原。结论几丁质支架具有延缓软骨样细胞去分化和老化的作用。     

rhBMP-2对壳聚糖复合成骨细胞后的成骨活性影响

将重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)与壳聚糖为主要基质的支架材料相复合,γ射线辐射灭菌后接种上原代培养的大鼠成骨细胞。体外培养3天后扫描电镜观察细胞与材料的黏附情况,可见成骨细胞紧密黏附于材料孔隙内并保持良好的生长状态。将接种有成骨细胞的复合材料植入裸鼠背部皮下,植入8周后X-ray摄片、组织学染色观察植入部位骨形成及支架材料降解情况。X-ray下可见与植入物大小、位置相符的高密度影,组织学染色证实材料的降解及孔隙内硬骨的生成。     

以人胎盘来源干细胞为种子细胞构建组织工程软骨

通过胰酶消化法分离培养人胎盘来源干细胞（human placenta-derived stem cells,hPDSCs）,对其生物学性状进行检测,在一定条件下使其向软骨细胞诱导分化;将hPDSCs和制备的胶原海绵支架材料复合体外构建组织工程软骨组织,移植到裸鼠体内后观察其形成软骨组织的能力,为以hPDSCs作为种子细胞进行组织工程软骨组织的构建提供理论基础.研究发现hPDSCs具有间充质干细胞性状和良好的增殖能力,能连续培养30代以上保持未分化状态;将hPDSCs培养于软骨细胞诱导培养基中,可以分化形成具有生物学功能的软骨细胞.将hPDSCs与胶原海绵支架材料在诱导培养基中复合,7天后可以观察到有软骨样结构形成,Ⅱ型胶原表达阳性;裸鼠体内移植实验证实,hPDSCs与胶原海绵复合后可以在体内形成软骨组织,组织学观察软骨陷窝形成,并且Ⅱ型胶原阳性表达.研究结果表明hPDSCs具有向软骨细胞分化的潜能,与胶原海绵支架材料复合后可以构建形成具有生物学功能的软骨组织,为临床工作中软骨缺损的修复治疗提供了新的治疗策略,具有广阔的临床应用前景。     

树鼩背部肌肉植入多孔复合材料HAPw/n-ZnO的体内生物学性能

目的 初步探讨多孔复合材料HAPw/n-ZnO的体内生物学性能。方法 选用树鼩15只,雌雄不限,每只背部肌肉均植入多孔复合材料HAPw/n-ZnO、Bio-Oss骨粉、ATLANTIK人工骨、国产金世植骨灵人工骨,多孔复合材料HAPw/n-ZnO为实验组,其余为对照组。术后进行动物大体观察及手术部位观察,4周、8周、12周每次随机抽取4只动物处死,进行埋植部位肌肉组织病理学观察、碱性磷酸酶活性(ALP)及钙含量测定。结果 HE染色显示实验HAPw/n-ZnO组与各对照组肌间质内均可见钙化灶,实验组肌肉可见炎症细胞明显聚集;Masson染色显示实验组与各对照组植入材料周边均可见绿染的胶原纤维;碱性磷酸酶活性及钙含量测定实验组与金世植骨灵组及Bio-Oss骨粉组的差异有统计学意义,金世植骨灵组及Bio-Oss骨粉组优于实验组,与ATLANTIK人工骨组差异无统计学意义。结论 多孔复合材料HAPw/n-ZnO在植入树鼩背部肌肉后有成骨活性但未异位成骨,且引起炎症反应。     

冻融联合灌注法优化大鼠肾脏脱细胞支架的制备

本研究旨在探索优化肾脏脱细胞支架的制备方法,为肾脏组织工程及肾脏体外病理、毒理研究提供实验基础。取大鼠肾脏灌注PBS作为对照组 (Control组),在不同流速下分别以十二烷基磺酸钠 (Sodium dodecyl sulfate,SDS) 灌注 (S组),Triton X-100联合SDS灌注 (TS组),反复冻融后Triton X-100联合SDS灌注(FTS组),制备肾脏脱细胞支架,并测定其流体分布及脉管阻力。HE染色、DAPI染色、DNA定量检测脱细胞支架脱细胞程度,Masson染色、PAS染色、免疫组织化学染色检测脱细胞支架主要成分的保留和结构的完整,扫描电镜检测支架的超微结构,MTT法检测支架的细胞毒性,ELISA检测支架中生长因子的含量。结果显示,FTS组脱细胞用时较S组、TS组少,10 mL/min组支架脉管阻力较低,S组、TS组、FTS组流体分布与Control组存在差异。HE染色和DAPI染色显示各组支架未见细胞成分残留,DNA含量＜50 ng/mg。Masson染色和PAS染色可见细胞外网状胶原及多糖,免疫组织化学染色见Ⅰ型胶原 (CollagenⅠ)、Ⅳ型胶原蛋白 (Collagen Ⅳ)、纤维连接蛋白 (Fibronectin)、层粘连蛋白 (Laminin) 表达。扫描电镜见支架呈蜂窝状结构。MTT法检测支架细胞毒性分级在0–1级之间。ELISA检测提示FTS组VEGF、EGF、IGF-1、PDGF含量明显高于S组和TS组。综上,联合冻融和灌注法能够制备更为理想且有效的大鼠肾脏整器官脱细胞支架,为肾脏组织工程及肾脏体外病理、毒理学研究奠定基础。     

Jagged1蛋白在膝关节骨性关节炎软骨组织中的表达

目的:研究Jagged1蛋白在膝关节骨性关节炎关节软骨中表达的特点,探讨Jagged1蛋白的表达对关节软骨病理改变的影响。方法:选取宁夏医科大学总医院骨科2018年11月1日至2019年10月31日34例因膝关节骨性关节炎行全膝关节置换的患者,取术中去除的股骨髁软骨组织,磨损较重的一侧为负重区(实验组),磨损较轻的一侧为非负重区(对照组)。通过番红、HE染色观察软骨组织形态学变化,通过免疫组织化学检测Jagged1蛋白在不同软骨组织中的表达强度,对比分析Jagged1蛋白表达的差异对关节软骨病变的影响。结果:外观照可见实验组软骨面色泽暗淡,表面粗糙,有大量软骨缺失,对照组软骨面较平整,呈白色,未见软骨明显缺失;HE染色可见实验组软骨面不整,软骨细胞排列紊乱,呈簇状分布,对照组软骨面平整,软骨细胞数量多,胞质丰富;番红染色见实验组软骨组织残留较少,软骨层结构模糊不清,软骨细胞较少,对照组软骨层次结构清晰,软骨细胞及软骨下骨细胞排列整齐;免疫组化可见Jagged1蛋白实验组软骨中有较多阳性表达,在对照组中表达较少,差异有统计学意义(P0.05)。结论:Jagged1蛋白在软骨中的表达强度与关节软骨的磨损程度呈正相关,在膝关节骨性关节炎的病理变化过程中有着重要的作用。     

雪旺氏细胞与同种异体骨支架的体外共培养研究

目的:探讨雪旺细胞(Schwann’s cells,SCs)在同种异体骨支架上的生物相容性,体外构建组织工程骨神经化模型。方法:利用新鲜人体骨骼制备同种异体骨支架材料,检测其物理性能;采用优化方法提取新生SD大鼠坐骨、臂丛神经培养SCs,实验分为三维培养实验组(SCs+同种异体骨)、二维培养对照组(SCs+胶原玻片),S-100抗体免疫荧光染色鉴定SCs纯度;细胞计数法检测两组细胞增殖特点;细胞接种后第3、7天取样,扫描电镜观察。结果:同种异体骨支架具有良好的三维孔隙结构,适宜细胞贴附生长;S-100免疫荧光染色证实SCs纯度95%;扫描电镜检测显示两组SCs均可正常粘附增殖,细胞间排布规律相似,培养早期实验组SCs胞体更加细长,伪足更加明显,随着培养时间的延长表现出较强的迁移能力;细胞增殖检测:两组SCs生长曲线特征基本一致,支架材料对SCs无毒性作用。结论:同种异体骨支架SCs具有良好的生物相容性,其三维立体多孔结构有利于SCs的粘附与迁移,初步构建了体外组织工程骨神经化模型。     

兔膝关节损伤后软骨细胞中OPG与RANKL表达

目的:随着中国经济的高速发展,人民生活水平日益增高。体育运动,高能量机动车造成的膝关节损伤数量不断增加,关节软骨的损伤恢复一直不是很理想。针对其后期的恢复研究做了许多相关的实验。本实验通过对兔膝关节软骨细胞损伤后软骨细胞中OPG(骨保护素)与RANKL(核激活因子受体配体)两种因子在损伤后与正常软骨细胞中的表达的比较,探讨损伤后软骨细胞中OPG和RANKL的表达。方法:25只大耳白兔随机分成5组,每组5只。前4组在10天完成20只兔左后腿膝关节软骨损伤动物模型,最后1组5只做手术对照组,术后处置相同。在术后1周,2周,4周,8周时取膝关节软骨损伤处关节软骨制成标本对照组取正常膝关节软骨制成标本。应用HE染色观察软骨细胞恢复情况及SP免疫组化法检测软骨细胞中OPG与RANKL的表达。在光镜下观察,通过医学图像分析软件(media cybernetics image-proplus6.0)图片分析,测定镜下相对灰度值并计算每个标本的平均灰度值,单因素方差分析法进行数据分析。结果:OPG在膝关节损伤后2-4周表达最高,4-8周有下降趋势。RANKL在膝关节软骨损伤后明显表达并逐步的呈升高趋势。实验组镜下观察表达较强烈,测定镜下平均灰度值与对照组有显著性差异(P0.05)。结论:1.OPG在膝关节软骨损伤后显著性表达。2-4周表达较高,4-8周趋于降低。2.RANKL在膝关节软骨损伤后显著表达,1-8周呈平稳上升趋势。     

去细胞牛颈静脉构建组织工程右心带瓣管道体内实验初步研究

目的:将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,观测带瓣管道材料体内情况.方法:去细胞处理牛颈静脉体,无菌处理后种植标记过的犬骨髓间质干细胞,构建组织工程带瓣管道,犬开胸手术,将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,术后4、8、12行胸部B超检查;取出补片,HE染色;荧光显微镜下标记细胞检测;样本钙含量测定.结果:术后犬胸部B超观察:瓣叶无增厚,钙化,管道血流通畅,无血栓及钙化.术后4、8、12周除了瓣叶逐渐缩小外,补片无动脉瘤形成,瓣膜表面光滑,无血栓形成,弹性良好,血管壁内面光滑,无血栓形成.种植种子细胞牛颈静脉带瓣补片成活.4周钙含量增加,8周时候,钙含量又有增加,12周时钙含量与8周相比无明显变化.结论:组织工程技术构建组织工程右心带瓣管道有可行之处.