脂肪基质干细胞小肠黏膜下层双面复合的体外成软骨诱导

背景：使用体外构建的组织工程软骨治疗软骨损伤是目前的研究热点,材料与支架材料的选择仍有较多问题尚待解决。目的：观察脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物在体外经成软骨诱导培养基诱导分化的效果。方法：将第3代脂肪基质干细胞接种于复水后的小肠黏膜下层双面,加入成软骨诱导培养基,于体外诱导培养7d和14d后,使用实时荧光定量RT-PCR检测Ⅱ型胶原mRNA,免疫组织化学染色检测Ⅱ型胶原蛋白,甲苯胺蓝染色观察细胞外基质,扫描电镜观察体外成软骨诱导14d后细胞在支架材料上的生长状况。结果与结论：Ⅱ型胶原mRNA实时荧光定量RT-PCR检测提示,体外成软骨诱导后7,14d的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物Ⅱ型胶原mRNA的标化值与未诱导的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物差异有显著性意义（P〈0.05）,诱导14d与诱导7d相比,差异亦有显著性意义（P〈0.05）。脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物成软骨诱导后14d,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色为阳性,甲苯胺蓝染色可见基质异染,未诱导的复合物Ⅱ型胶原免疫组织化学染色为阴性。扫描电镜检测显示诱导14d时,细胞长满支架材料的双面。提示脂肪基质干细胞复合至小肠黏膜下层后,在体外经成软骨诱导培养基成软骨诱导后,能够向成软骨细胞分化。     

脱细胞猪小肠黏膜下层支架复合软骨细胞构建组织工程软骨

背景：关节软骨损伤后无论是否施加干预,都难以达到满意的修复效果。目的：观察以猪自体软骨细胞为种子细胞复合脱细胞猪小肠黏膜下层构建组织工程软骨的可行性。方法：将培养至第3代的猪膝关节软骨细胞接种于小肠黏膜下层膜上,复合培养48h,构建细胞-载体复合物,光学显微镜、扫描电镜观察软骨细胞在小肠黏膜下层膜上的生长情况。结果与结论：苏木精-伊红染色见细胞在小肠黏膜下层基质层表面呈单层或复层生长;免疫组织化学染色结果显示软骨细胞与小肠黏膜下层表面之间形成一条连续阳性表达条带;扫描电镜见软骨细胞在支架孔隙内贴壁良好生长。     

脂肪基质干细胞复合小肠黏膜下层治疗家兔生长板缺损

背景：小肠黏膜下层具有良好的生物相容性,与其主要的胶原成分在进化上的高度保守性及其快速降解性有关。目的：观察经体外成软骨诱导的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物用于治疗家兔胫骨近端内侧生长板缺损的疗效。方法：36只新西兰大耳白兔随机分为3组,均造成右侧胫骨近端内侧生长板50%的缺损。空白组不植入填充物,小肠黏膜下层支架组缺损填充空白小肠黏膜下层支架材料,脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组填充在体外进行成软骨诱导14d的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物。结果与结论：X射线片测量结果：16周时胫骨近端关节面成角差值,空白组〉小肠黏膜下层支架组〉脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组（P均〈0.05）。胫骨长度差值空白组〉小肠黏膜下层支架组〉脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组（P均〈0.05）。苏木精-伊红染色显示：16周时,空白组生长板骨桥未被吸收,生长板外侧闭合,小肠黏膜下层支架组生长板缺损内骨桥致密,生长板软骨中断,生长板外侧闭合;脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组生长板为软骨性修复,软骨呈柱状排列,生长板未闭合。提示,体外成软骨诱导分化后的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物,用于治疗家兔胫骨近端生长板缺损,有效避免了肢体的成角和短缩畸形,并且能够修复生长板软骨。     

半月板纤维软骨细胞与小肠黏膜下层的组织相容性

目的:观察小肠黏膜下层与半月板纤维软骨细胞的组织相容性,评价其作为组织工程半月板支架材料的可行性及应用价值。方法:实验于2005-06/12在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科实验室完成。①物理和化学方法处理猪小肠黏膜下层支架材料。②体外复合培养兔半月板纤维软骨细胞与小肠黏膜下层。③通过苏木精-伊红染色观察小肠黏膜下层的组织学结构表现;倒置相差显微镜观察细胞生长及与生物材料附着的情况;扫描电镜观察半月板纤维软骨细胞与小肠黏膜下层复合情况。结果:①小肠黏膜下层组织学检查:经物理方法处理后的小肠黏膜下层表面有大量残留的细胞碎屑;化学方法处理后的小肠黏膜下层表面没有残留的细胞碎屑,胶原纤维未受损。②细胞生长及附着情况:相差显微镜观察,复合培养第1～4天时细胞增殖不明显,第5天有较多细胞直接贴附于材料边缘,第7天有大量细胞向材料边缘聚集,细胞形态多为梭形或多角形,连成一片。③细胞与支架复合情况:扫描电镜观察,单纯小肠黏膜下层支架材料可见黏膜表面较粗糙,孔隙较多,大小不一。半月板纤维软骨细胞与小肠黏膜下层复合培养7d可见细胞间通过突起相互连接附着在材料表面,细胞在小肠黏膜下层支架材料上生长、黏附、增殖良好,并分泌大量的细胞外基质成分。结论:小肠黏膜下层具有良好的组织相容性,可以用作组织工程半月板的支架材料。     

脂肪基质干细胞小肠黏膜下层双面复合的体外成软骨诱导

背景:使用体外构建的组织工程软骨治疗软骨损伤是目前的研究热点,料与支架材料的选择仍有较多问题尚待解决.目的:观察脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物在体外经成软骨诱导培养基诱导分化的效果.方法:将第3代脂肪基质干细胞接种于复水后的小肠黏膜下层双面,入成软骨诱导培养基,体外诱导培养7 d和14 d后,用实时荧光定量RT-PCR检测Ⅱ型胶原mRNA,疫组织化学染色检测Ⅱ型胶原蛋白,苯胺蓝染色观察细胞外基质,描电镜观察体外成软骨诱导14 d后细胞在支架材料上的生长状况.结果与结论:Ⅱ型胶原mRNA实时荧光定量RT-PCR检测提示,外成软骨诱导后7,4 d的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物Ⅱ型胶原mRNA的标化值与未诱导的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物差异有显著性意义(P < 0.05),导 14 d与诱导7 d相比,异亦有显著性意义(P < 0.05).脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物成软骨诱导后14 d,型胶原免疫组织化学染色为阳性,苯胺蓝染色可见基质异染,诱导的复合物Ⅱ型胶原免疫组织化学染色为阴性.扫描电镜检测显示诱导14 d时,胞长满支架材料的双面.提示脂肪基质干细胞复合至小肠黏膜下层后,体外经成软骨诱导培养基成软骨诱导后,够向成软骨细胞分化.     

脱细胞猪小肠黏膜下层支架复合软骨细胞构建组织工程软骨

背景:关节软骨损伤后无论是否施加干预,都难以达到满意的修复效果.目的:观察以猪自体软骨细胞为种子细胞复合脱细胞猪小肠黏膜下层构建组织工程软骨的可行性.方法:将培养至第3代的猪膝关节软骨细胞接种于小肠黏膜下层膜上,复合培养48 h,构建细胞-载体复合物,光学显微镜、扫描电镜观察软骨细胞在小肠黏膜下层膜上的生长情况.结果与结论:苏木精-伊红染色见细胞在小肠黏膜下层基质层表面呈单层或复层生长;免疫组织化学染色结果显示软骨细胞与小肠黏膜下层表面之间形成一条连续阳性表达条带;扫描电镜见软骨细胞在支架孔隙内贴壁良好生长.     

脂肪基质干细胞复合小肠黏膜下层治疗家兔生长板缺损

背景:小肠黏膜下层具有良好的生物相容性,与其主要的胶原成分在进化上的高度保守性及其快速降解性有关.目的:观察经体外成软骨诱导的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物用于治疗家兔胫骨近端内侧生长板缺损的疗效.方法:36只新西兰大耳白兔随机分为3组,均造成右侧胫骨近端内侧生长板50%的缺损.空白组不植入填充物,小肠黏膜下层支架组缺损填充空白小肠黏膜下层支架材料,脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组填充在体外进行成软骨诱导14 d的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物.结果与结论:X射线片测量结果:16周时胫骨近端关节面成角差值,空白组>小肠黏膜下层支架组>脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组(P均 < 0.05).胫骨长度差值空白组>小肠黏膜下层支架组>脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组(P均 < 0.05).苏木精-伊红染色显示:16周时,空白组生长板骨桥未被吸收,生长板外侧闭合,小肠黏膜下层支架组生长板缺损内骨桥致密,生长板软骨中断,生长板外侧闭合;脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层组生长板为软骨性修复,软骨呈柱状排列,生长板未闭合.提示,体外成软骨诱导分化后的脂肪基质干细胞-小肠黏膜下层复合物,用于治疗家兔胫骨近端生长板缺损,有效避免了肢体的成角和短缩畸形,并且能够修复生长板软骨.     

体外构建人工仿生骨膜

背景：小肠黏膜下层既具有良好的生物相容性和降解性,又富含多种生长因子,能明显促进细胞的黏附、增殖及分化,在国外已被广泛应用于骨与软骨、血管、皮肤、膀胱、平滑肌及胰岛等组织的修复,且已表现出良好的组织工程化细胞支架性能。 目的：探讨兔骨髓间充质干细胞经体外诱导成成骨细胞与猪小肠黏膜下层复合构建组织工程骨膜的可行性。方法：采用贴壁筛选法分离2周龄健康新西兰大白兔骨髓间充质干细胞,并进行体外扩增培养、诱导分化及鉴定。将经成骨诱导分化的骨髓间充质干细胞与猪小肠黏膜下层复合构建组织工程骨膜,观察细胞在生物材料上的附着、生长、增殖情况。 结果与结论：接种5 d后,细胞散在附着于小肠黏膜下层材料上,细胞形态呈圆形,细胞之间无连接;10 d后细胞之间形成桥粒连接,成骨细胞伸出突起,与小肠黏膜下层贴附;15 d后细胞增殖,分泌基质,在小肠黏膜下层表面形成多层细胞组成的复层膜样结构。表明将骨髓间充质干细胞诱导成成骨细胞后与猪小肠黏膜下层复合可构建组织工程骨膜,有可能成为理想的组织工程支架材料。     

兔许旺细胞与猪小肠黏膜下层的体外复合培养

背景：国内外研究以大鼠许旺细胞与小肠黏膜下层复合修复神经缺损,取得了较好结果。目的：观察兔许旺细胞与猪小肠黏膜下层体外共培养的生物相容性。方法：采用分步酶消化法分离培养新西兰大白兔许旺细胞,取第3代许旺细胞接种在猪小肠黏膜下层上。结果与结论：①苏木精-伊红染色：复合培养24h后细胞在材料上良好黏附。1周时部分细胞在猪小肠黏膜下层基质层表面呈单层生长,细胞扁平,细胞核呈长梭形,细胞间连接紧密。2周后,细胞呈多层生长。②扫描电镜：复合培养2d,细胞黏附于材料表面并伸展,细胞体呈纺锤形,从胞体伸出两根细长突起,相邻细胞的突起首尾相接连成细胞链或融合或交联或在纤维的侧方平行生长;1周后细胞在材料上大量增殖,呈串珠链黏附于支架上,类似于神经中的Bunger带。表明小肠黏膜下层与许旺细胞有良好的相容性。     

同种异体软骨细胞直接体内构建组织工程软骨的实验研究

目的：研究兔同种异体软骨细胞直接在体内构建组织工程化软骨的可行性。方法：获取1个月龄兔耳郭软骨，分离消化后将软骨细胞种于PDLLA上形成复合物，6h后植于兔皮下，分别于6，12，18周取材行大体和组织学观察以及苏木精一伊红染色、甲苯胺蓝染色和Masson’s三色染色。结果：体内培养6周后，软骨细胞／PDLLA复合物中有基质分泌，软骨细胞不成熟，12周时，软骨细胞接近成熟并形成凹陷，18周时，新生软骨基本接近正常软骨。结论：利用同种异体软骨细胞直接构建组织工程化软骨的方法可以在动物体内形成新的软骨。     

组织工程化软骨修复软骨损伤

背景:目前临床上多采用自体或异体软骨移植、软骨膜或骨膜移植、软骨细胞移植等方法进行软骨损伤修复,但均因取材局限、免疫排斥等导致效果不佳。利用组织工程的方法再造软骨,为软骨缺损的临床修复提供了新的思路与途径。目的:利用SCI数据库文献检索和深度分析功能,对于组织工程软骨的文献资料趋势进行多层次探讨分析,根据检索文献结果分析组织工程软骨的发展趋势。方法:通过计算机检索SCI数据库中2001/2010有关组织工程软骨的文献,检索词为"软骨(cartilage);组织工程(tissueengineering);软骨细胞(chondrocyte/cartilage cell);软骨组织(cartilage tissue);支架材料(scaffold materials);种子细胞(seed cell)",以文字和图表的形式进行统计和结果分析,描述其分布特征。结果与结论:SCI数据库2001-01/2010-12收录组织工程软骨相关文献总计3137篇,中国在该领域的文献产出量逐渐增多,总体呈上升趋势,Biomaterials《生物材料》杂志发表文献量最多。美国在该领域文献产出量多于其他国家,对该领域研究起到重要作用,发表文献较多的机构集中在美国的哈佛大学,莱斯大学,麻省理工学院,哥伦比亚大学,加利福尼亚大学圣地亚哥分校等。     

组织工程化软骨修复关节软骨缺损

背景:目前治疗软骨缺损的方法均有明显缺陷,组织工程软骨修复关节软骨缺损为微创治疗软骨缺损提供了新方法.目的:总结组织工程软骨应用于修复关节软骨缺损的新进展.方法:由第一作者用计算机检索万方数据库(2000/2010)和PubMed 数据库(2000/2010),检索词分别为"软骨缺损,组织工程软骨"和"articular cartilage defects,tissue-engineered cartilage ",语言分别设定为中文和英文.从组织工程软骨及其新进展2 方面进行总结,对组织工程软骨的发展及构建等方面进行介绍.共检索到666 篇文献,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入23 篇文章.结果与结论:近年来随着细胞支架材料的不断发展和组织构建技术的日趋成熟,结合活性细胞和支架的组织工程软骨为微创修复关节软骨缺损提供了良好的治疗手段及方法,组织工程软骨修复软骨缺损是完全可行的,C-GP 凝胶与种子细胞相容性好,可做为组织工程软骨的理想支架,但细胞支架的制备及选择仍然是组织工程软骨的热点和难点.     

组织工程化软骨修复关节软骨缺损

背景：目前治疗软骨缺损的方法均有明显缺陷,组织工程软骨修复关节软骨缺损为微创治疗软骨缺损提供了新方法。目的：总结组织工程软骨应用于修复关节软骨缺损的新进展。方法：由第一作者用计算机检索万方数据库（2000/2010）和PubMed数据库（2000/2010）,检索词分别为＂软骨缺损,组织工程软骨＂和＂articular cartilage defects,tissue-engineered cartilage＂,语言分别设定为中文和英文。从组织工程软骨及其新进展2方面进行总结,对组织工程软骨的发展及构建等方面进行介绍。共检索到666篇文献,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入23篇文章。结果与结论：近年来随着细胞支架材料的不断发展和组织构建技术的日趋成熟,结合活性细胞和支架的组织工程软骨为微创修复关节软骨缺损提供了良好的治疗手段及方法,组织工程软骨修复软骨缺损是完全可行的,C-GP凝胶与种子细胞相容性好,可做为组织工程软骨的理想支架,但细胞支架的制备及选择仍然是组织工程软骨的热点和难点。     

软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损

背景:关节软骨缺损在临床上十分常见,随着分子生物学和组织工程学等学科的不断发展,为关节软骨缺损的修复提供了大量新的方法和思路,利用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损成为目前骨科领域研究的热点。目的:总结并讨论目前软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究现状,综述应用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究进展。方法:由第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2000/2010)和Medline(1990/2010)数据库中的相关文章,检索词分别为"关节软骨缺损,软骨组织工程"和"articular cartilage defects(ACD),cartilage tissue engineering",语言分别设定为中文和英文。共检索得文章786篇,从中选取相关文章44篇,从软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损过程中的种子细胞、支架材料和生物因子3个具体方面的研究进展进行归纳及总结。结果与结论:支架、种子细胞和可调控细胞生长、增殖及分化的生物因子是软骨组织工程的3大要素。软骨组织工程方法主要包括利用体外培养、扩增后的种子细胞,将其种植于支架材料中,在相关调节因素的作用下形成组织工程化软骨,此方法已成为目前治疗关节软骨缺损的重要方法之一,并取得不错的疗效,但迄今为止尚未出现一种法被广泛认可的治疗方案。利用不同新型复合支架材料如修复治疗关节软骨缺损将成为今后研究的主要方向。     

软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损

背景：关节软骨缺损在临床上十分常见,随着分子生物学和组织工程学等学科的不断发展,为关节软骨缺损的修复提供了大量新的方法和思路,利用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损成为目前骨科领域研究的热点。目的：总结并讨论目前软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究现状,综述应用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究进展。方法：由第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库（CNKI：2000/2010）和Medline（1990/2010）数据库中的相关文章,检索词分别为＂关节软骨缺损,软骨组织工程＂和＂articular cartilage defects（ACD）,cartilage tissue engineering＂,语言分别设定为中文和英文。共检索得文章786篇,从中选取相关文章44篇,从软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损过程中的种子细胞、支架材料和生物因子3个具体方面的研究进展进行归纳及总结。结果与结论：支架、种子细胞和可调控细胞生长、增殖及分化的生物因子是软骨组织工程的3大要素。软骨组织工程方法主要包括利用体外培养、扩增后的种子细胞,将其种植于支架材料中,在相关调节因素的作用下形成组织工程化软骨,此方法已成为目前治疗关节软骨缺损的重要方法之一,并取得不错的疗效,但迄今为止尚未出现一种法被广泛认可的治疗方案。利用不同新型复合支架材料如修复治疗关节软骨缺损将成为今后研究的主要方向。     

软骨修复材料对运动性膝关节软骨损伤的修复

膝关节是日常生活及运动中最易受伤的关节,尤其是关节软骨长期受高压应力的作用,发生损伤的概率较高,加之软骨的再生能力较差,治疗难度大,所以,其损伤修复的研究引起了运动医学领域的普遍关注.目前许多促软骨修复的方法还处在探索阶段.研究证明运动性膝关节软骨修复领域以自体软骨移植效果为最佳,但由于其取材困难的局限性,尚难广泛应用.而应用较广泛的是细胞移植修复法,但所需细胞的载体材料还存在着较多远期不稳定性,仍需进一步研究和解决.     

Computational model for the analysis of cartilage and cartilage tissue constructs

We propose a new non‐linear poroelastic model that is suited to the analysis of soft tissues. In this paper the model is tailored to the analysis of cartilage and the engineering design of cartilage constructs. The proposed continuum formulation of the governing equations enables the strain of the individual material components within the extracellular matrix (ECM) to be followed over time, as the individual material components are synthesized, assembled and incorporated within the ECM or lost through passive transport or degradation. The material component analysis developed here naturally captures the effect of time‐dependent changes of ECM composition on the deformation and internal stress states of the ECM. For example, it is shown that increased synthesis of aggrecan by chondrocytes embedded within a decellularized cartilage matrix initially devoid of aggrecan results in osmotic expansion of the newly synthesized proteoglycan matrix and tension within the structural collagen network. Specifically, we predict that the collagen network experiences a tensile strain, with a maximum of ~2% at the fixed base of the cartilage. The analysis of an example problem demonstrates the temporal and spatial evolution of the stresses and strains in each component of a self‐equilibrating composite tissue construct, and the role played by the flux of water through the tissue. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

组织工程化软骨的低温保藏

背景:如何保存大量的具有生物活性的组织工程化软骨,并且长时间保持组织工程化软骨的生物活性,建立组织工程软骨库,是组织工程尚待解决的课题.目的:观察低温冻存对组织工程化软骨生物活性的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-02/2008-12在解放军第四军医大学唐都医院中心实验室完成.材料:聚羟基乙酸无纺网为美国Albany公司产品.2周龄新西兰白兔5只,成年新西兰白兔20只由解放军第四军医大学实验动物中心提供.方法:体外培养2周龄新西兰兔关节软骨,取第2代对数生长期培养软骨细胞,制成细胞悬液,调整软骨细胞悬液浓度约为5×1010L-1,接种于聚羟基乙酸三维支架材料上,复合物体外培养1周后冻存,冻存4,8,12周后解冻复苏.1周后接种于成年新两兰兔皮下,术后12周取材.主要观察指标:采用光镜及扫描电镜观察冻存复苏后的组织工程化软骨的生长情况.采用四唑盐比色法测定细胞存活率.体内实验观察软骨细胞形态、软骨分泌胶原情况、基质分泌酸性黏多糖情况.结果:经低温冻存的组织工程化软骨生长良好,冻存4,8,12周细胞存活率差异无显著性意义.组织学观察冻存组织工程骨植入区有软骨生成、胶原和黏多糖生成丰富.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,可用于保存组织工程化软骨.