成人和胎儿骨髓间充质干细胞的比较研究

目的 比较成人和胎儿骨髓间充质干细胞（MSC）的表型和生物学性状差异，为临床选择使用MSC提供实验依据。方法 取正常人和胎儿骨髓单个核细胞，在SF培养基中进行MSC培养，测定生长曲线。电镜观察MSC形态，利用流式细胞仪进行SMC表型测定和细胞周期分析；SA方法测定Ⅰ，Ⅲ型胶原和vWF因子表达。通过碱性磷酸酶染色，苏丹黑染色及骨钙蛋白和脂蛋白酯酶mRNA的表达等来检测细胞向成骨，成脂肪细胞分化情况。结果 从成人和胎儿骨髓中可培养出MSC，并保持多向分化潜能。两者在细胞形态，生长特性，表面抗原表达等方面是相似的。胎儿骨髓MSC的扩增潜力及多向分化能力明显强于成人MSC。成人骨髓MSC的粘附功能则强于胎儿。结论 从成人及胎儿骨髓中可分离培养出MSC，在体外有效扩增且保持其低分化状态和多向分化能力。胎儿MSC较成人MSC更原始，具有更大的多向分化和体外扩增潜能，可作为组织工程的种子细胞；而成人MSC支持造血，促进造血功能恢复和重建造血的功能则强于胎儿，具有更广泛的临床移植应用前景。     

纳米仿生复合支架的生物相容性

背景：纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨,可以很好的模仿体内细胞外基质的结构,有利于细胞黏附、生长。目的：评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。方法：分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测;相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架,取生长良好的P3代,与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养,通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。结果与结论：骨髓基质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29、CD44和CD106,不表达CD34和CD45,细胞形态为长梭形,仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150μm,与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养;是理想的组织工程种子细胞;仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性,可用来做组织工程生物材料。     

人骨髓基质细胞在骨细胞工程临床应用中的探讨

目的：研究人骨髓基质干细胞经体外诱导表达成骨细胞表型，作为骨组织工程临床应用种子细胞的可行性。方法：人骨髓中密度梯度法分离骨髓基质干细胞，诱导组予条件培养液，对照组予单纯DMEM培养液，分别培养至第3代细胞，计算各代倍增时间和3代总的扩增倍数，经相差显微镜观察，钙结节茜素红染色，四环素荧光，免疫荧光检测骨钙蛋白，成骨细胞转录因子，RT－PCR检测I型胶原，骨钙蛋白mRNA表达。结果：诱导组骨髓基质干细胞（MSC）经体外诱导，三代平均扩增163．4倍后，形成钙结节，骨钙蛋白（OCN），成骨细胞转录因子（cbfal)免疫荧光结果阳性，RT－PCR证实I型胶原，骨钙蛋白mRNA的表达；对照组未能形成钙结节，无成骨细胞特征性蛋白OCN，cbfal的表达。结论：人MSC体外经条件培养液诱导培养三代后仍可表达成骨细胞表型，可以满足骨组织工程临床应用对种子细胞质和量的需要。     

兔骨髓基质干细胞诱导为骨髓源成骨细胞的时间及功能特征

目的：观察经体外培养、扩增后的兔骨髓基质干细胞，应用诱导剂促使其转化为功能活跃的成骨细胞的功能及其时间特征。 方法：实验于2004-03／10在为哈尔滨医科大学第一临床医学院实验中心进行。实验动物选择36只日本大耳白兔，均由胫骨髓腔抽取骨髓，每只抽取量为2．0mL，抗凝，将其加入淋巴细胞分离液，密度梯度离心，取有核细胞层，加入DMEM培养液进行贴壁培养、传代，取生长状态良好的第3代骨髓基质干细胞，以适量的地塞米松、β-甘油磷酸钠和抗坏血酸作为诱导剂进行诱导，使其向成骨细胞转化，并通过倒置相差显微镜、透射电镜分别对细胞的形态、细胞的内部显微结构进行观察，并应用反转录-聚合酶链反应方法检测其分泌的碱性磷酸酶和Ⅰ型胶原。 结果：原代骨髓基质干细胞于24-48h开始贴壁，细胞形态为长梭形，核小，呈椭圆形，核浆比例小，三四天细胞集落形成，逐渐增大，2周时集落边缘融合，细胞呈单层旋涡状分布，形态均一。传代培养的骨髓基质干细胞于24h内开始贴壁，均匀生长，体积大，无集落形成，细胞排列规则。骨髓基质干细胞在加入诱导剂3d后其形态逐渐由长梭形转变为短梭形，1周后变为多角形或鳞片形，其胞体、细胞核和核浆比例逐渐增大；诱导的细胞细胞器不发达，为低分化细胞，突起内见丰富的粗面内质网；在诱导1周后，细胞开始分泌碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原。碱性磷酸酶扩增产物长度为408bp，Ⅰ型胶原扩增产物长度为206bp。 结论：兔骨髓基质干细胞在加入诱导剂1周后，细胞开始分泌碱性磷酸酶和Ⅰ型胶原，并形成钙结节，细胞功能状态良好，说明诱导1周后骨髓基质干细胞已成功向成骨细胞转化，并形成为功能活跃的骨髓源成骨细胞，是与支架材料构建组织工程骨的最佳时机。     

人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的分化

背景：骨形态发生蛋白质是目前发现惟一的一类具有成骨能力的细胞因子，它能刺激基质干细胞向成软骨细胞和成骨细胞方向分化。目的：应用基因工程方法，观察人骨形态发生蛋白质7基因转染兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的定向分化。设计：单一样本观察。 单位：中山大学附属第一医院骨科。材料：pcDNA1．1／AMP-hBMP7质粒。 方法：实验于2004-05／2005-03在中山大学附属第一医院外科实验室完成。全骨髓培养法培养兔骨髓基质干细胞，在体外分别转染poD．NA1．1／AMP-hBMP7和pcDNA1．1／AMP并留置空白对照。检测转染基因的转录和表达，观察细胞形态和生长情况，通过对感染细胞的碱性磷酸酶染色、钙盐染色、电镜观察胞质中钙质成分以及检测骨钙素鉴定其成骨分化表型。 主要观察指标：①兔骨髓基质干细胞的形态及生长。②表达产物的鉴定。③碱性磷酸酶染色（钙钴法）结果。④茜素红染色结果。⑤透射电镜观察结果。⑥扫描电镜观察结果。⑦骨钙素的测定结果。 结果：人骨形态发生蛋白质7基因存在于转染后的骨髓基质干细胞中并表达相应的mRNA。目的基因表达后的细胞形态略有变化，但生长曲线与未转染组无明显变化。骨钙素表达较未转染组明显增强。转染组细胞的碱性磷酸酶染色和钙盐染色均为阳性。 结论：人骨形态发生蛋白质7基因转染可促进兔骨髓基质干细胞向成骨细胞表型分化。     

心脏瓣膜间质细胞的表型转化及其与瓣膜病理形态发生的关系

目的：研究风湿性心脏病瓣膜间质细胞的表型转化规律，探讨其与瓣膜病理形态发生的关系。方法：手术切除风湿性心脏瓣膜系列组织标本75例，依据大体病理形态进行分类，通过免疫组织化学方法进行瓣膜组织中间质细胞表达增殖细胞核抗原（PCNA)α－平滑肌肌动蛋白（α－SMA）和α1（I）型前胶原蛋白（PCα1I）检测。结果：PCNA蛋白表达主要集中在I、Ⅱ型瓣膜组织中，Ⅲ型及正常人瓣膜组织间质细胞内呈弱表达或无表达；政党人及I型瓣膜组织有少量α－SMA阳性细胞表达，Ⅱ、Ⅲ型瓣膜组织中α－SMA阳性细胞表达逐渐增加；PCα1I随病理形态发展逐渐增加，在Ⅲ型病变组织中最高。结论：心脏瓣膜间细胞在不同时期向增殖表型、合成表型或收缩表型变化，可能是风湿性心脏瓣膜病理改变的细胞学基础。     

猫骨髓基质细胞诱导为神经干细胞的实验研究

背景：骨髓基质细胞是贴壁黏附的非造血多潜能干细胞，其在一定条件体外培养、扩增可被诱导分化为神经元和胶质细胞。目的：观察家猫骨髓基质细胞体外培养及诱导分化成神经干细胞的生长情况。设计：随机取样。单位：南方医科大学附属珠江医院神经外科。材料：实验于2002-01／12在解放军第一军医大学珠江医院全军神经医学研究所中心实验室进行，实验动物是由第一军医大学动物中心提供健康家猫20只，年龄1．0～2．0岁，体质量2．5～4．0kg，雌雄各半。干预：随机抽取家猫左右下肢的骨髓，从中分离得到骨髓基质细胞，提取的骨髓基质细胞悬液在体外给予神经干细胞培养基培养，增殖后用维甲酸为分化诱导因子进行诱导骨髓基质细胞向神经干细胞转化。CK2型倒置相差光学显微镜(OLYMPAS，JAPAN)追踪观察活细胞培养生长情况，同时观察4，12，24，48h去除非贴壁细胞及不去除贴壁细胞骨髓基质细胞生长情况。采用免疫组织化学染色改良法对干细胞阶段的骨髓基质细胞进行免疫细胞化学检测，OLYMPAS光学显微镜观察。主要观察指标：对接受实验干预的骨髓基质细胞分别进行倒置相差显微镜下观察活细胞生长情况及光镜下观察免疫细胞化学染色情况。结果：20只家猫全部进入结果分析。猫骨髓基质细胞在体外培养中胞体增大，倒置相差显微镜下可见丰富的胞浆颗粒，继之出芽，贴壁生长，可形成克隆团，同时可传代培养。免疫组化染色分析结果显示能表达神经干细胞特异性抗原Nestin，而且能分化出胶质细胞样细胞和神经元样细胞。结论：家猫骨髓基质细胞具有干细胞特征，在合适条件下可扩增、形成克隆并诱导分化出神经胶质细胞和神经元特征细胞。     

动脉再生机制研究：骨髓间充质干细胞诱导分化内皮样细胞的体外实验

目的：探讨骨髓间充质干细胞体外扩增及其向内皮样细胞定向分化条件。方法：无菌条件下采集兔骨髓，肝素抗凝，经淋巴细胞分层液(相对密度为1.077)密度梯度离心分离骨髓单个核细胞，通过贴壁培养法获得骨髓间充质干细胞(bone marrow-mesenchymal stem cell，MSC)，然后在内皮细胞生长环境中进行诱导分化，观察细胞的体外生长特点及其生化特性。结果：MSC每扩增一代，细胞数量增加5～8倍，7.65&;#215;10^3个原代MSCs体外扩增3代即获得1.26&;#215;108个细胞。特定条件下贴壁细胞延展呈梭形，形成细胞簇、索状结构及“铺路石”样结构，扩增细胞免疫组化证实表达CD31和VIII因子相关抗原(factor VIII related antigen von Wille-brand factor，vWF)。具有吞噬乙酰化低密度脂蛋白的功能。结论：．MSC扩增能力强，在体外能诱导其向内皮细胞方向分化。     

应用人骨髓间质干细胞与脱细胞猪主动脉瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜

目的:应用动物来源的细胞构建组织工程化心脏瓣膜的研究较多,本实验特征在于观察人骨髓间质干细胞与脱细胞猪主动脉瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜,并探讨其作为种子细胞的可行性。方法:实验于2005-12/2006-10在解放军第二军医大学长海医院全军胸心外科研究所完成,研究方案获伦理委员会批准。①实验材料:取开胸术中切除的肋骨骨髓,术前已经患者知情同意。新鲜猪心脏瓣膜取自上海复新屠宰场。②实验方法:Ficoll密度梯度离心从肋骨骨髓中获取骨髓单个核细胞,体外扩增培养后鉴定。采用去污剂和酶消化法将猪主动脉瓣叶行脱细胞处理,种植人骨髓间质干细胞。③实验评估:采用EnVision二步法染色鉴定人骨髓间质干细胞形态及细胞表型;采用苏木精-伊红染色、维多利亚蓝染色和VanGieson氏染色法观察细胞在脱细胞猪主动脉瓣叶支架上的生长特点;扫描电镜观察静态构建组织工程心脏瓣膜的形态。结果:①人骨髓间质干细胞形态及细胞表型鉴定:人骨髓间质干细胞为梭形,抗平滑肌抗体和波形蛋白染色阳性,CD31及Ⅷ因子染色阴性。②脱细胞猪主动脉瓣膜支架的组织学观察:猪去细胞瓣膜支架去细胞完全,弹力纤维及胶原纤维保持完整,种植的人骨髓间质干细胞在脱细胞瓣叶表面形成完整的细胞层。③构建组织工程心脏瓣膜的形态学观察:扫描电镜示瓣膜表面细胞层完整,细胞呈梭形复层生长。结论:人骨髓间质干细胞体外具有自然分化为肌成纤维细胞的特性,在去细胞猪主动脉瓣膜上生长良好,可作为一种有前途的种子细胞构建组织工程心脏瓣膜。     

纳米仿生复合支架的生物相容性

背景:纳米材料构建具有生物活性的组织工程骨,可以很好的模仿体内细胞外基质的结构,有利于细胞黏附、生长。目的:评价新型仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架与SD大鼠骨髓基质干细胞的体外相容性。方法:分离培养SD大鼠骨髓基质干细胞,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行检测;相差显微镜观察细胞形态。聚电解质共凝聚技术制作仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架,取生长良好的P3代,与仿生壳聚糖/胶原纳米纤维支架体外联合诱导培养,通过细胞贴壁率、生长曲线、细胞活力、周期、细胞Ⅰ型胶原染色、扫描电镜观察综合评价材料与细胞的相容性。结果与结论:骨髓基质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29、CD44和CD106,不表达CD34和CD45,细胞形态为长梭形,仿生壳聚糖/胶原纳米纤维平均孔径为150μm,与骨髓基质干细胞有较好的黏附性。提示骨髓基质干细胞可在体外长期、稳定培养;是理想的组织工程种子细胞;仿生壳聚糖/胶原纳米纤维与骨髓基质干细胞有良好的相容性,可用来做组织工程生物材料。     

利用人骨髓基质干细胞构建组织工程心脏瓣膜的体外实验

背景：目前临床应用的人工瓣膜,无论机械瓣还是生物瓣都存在着诸如易感染、出血和血栓形成并发症,因瓣口狭窄需再手术等自身难以克服的缺陷。理论上具有生物活性的组织工程心脏瓣膜可克服上述缺点,但种子细胞和瓣膜支架的选取尚存在争议。目的：探讨应用人骨髓基质干细胞及脱细胞猪主动脉瓣支架体外构建组织工程瓣膜的可行性。方法：采用去垢剂一核酸酶消化法处理,去除猪主动脉瓣叶细胞成分,获取施行简单先心病修补患者胸骨来源的骨髓基质干细胞,将其种植于脱细胞猪主动脉瓣支架共培养5d。结果与结论：流式细胞技术证实接种的种子细胞的表面抗原符合人骨髓基质干细胞的特征;光镜及电镜检查证实,猪主动脉瓣膜中的细胞成分可完全去除,获得完整无细胞的纤维网状支架;瓣叶去细胞前后的生物力学性能无明显变化;种植的人骨髓基质干细胞可在脱细胞猪主动脉瓣支架表面形成一层连续的细胞层;接种的人骨髓基质干细胞有向成纤维细胞分化的趋势。以上结果提示种植人骨髓基质干细胞于脱细胞猪主动脉瓣支架上,可构建出组织工程心脏瓣膜。     

脂肪间充质干细胞分化为内皮细胞并体外构建组织工程心脏瓣膜

背景:组织工程心脏瓣膜是利用组织工程技术将种子细胞种植于瓣膜支架上所构建的一种人工瓣膜,目前国内外研究主要集中于种子细胞来源及支架选择上。目的:探讨人脂肪间充质干细胞体外向内皮细胞诱导分化后的细胞作为种子细胞,脱细胞猪主动脉瓣膜作为支架体外构建组织工程心脏瓣膜的可行性。方法:利用吸脂术采集脂肪组织,分离、培养脂肪间充质干细胞,流式细胞仪鉴定细胞表型;免疫细胞化学方法及RT-PCR检测细胞分化标志物;应用TritonX-100联合胰蛋白酶的方法制备脱细胞猪主动脉瓣支架,将体外培养扩增的诱导分化后的内皮细胞种植于支架上构建组织工程心脏瓣膜,光镜及电镜下观察组织工程心脏瓣膜的组织学结构。结果与结论:脂肪组织分离培养的脂肪间充质干细胞向内皮细胞诱导分化后表达CD31、CD34、CD144、Ⅷ因子和内皮型一氧化氮合成酶等内皮细胞特异性抗原;脱细胞猪主动脉瓣膜支架脱细胞完全,弹力纤维及胶原纤维保持完整;构建的组织工程心脏瓣膜可见支架上排列连续的单细胞层。提示脂肪间充质干细胞在体外向内皮细胞诱导分化后已初步具有内皮细胞功能,在脱细胞猪主动脉瓣膜支架上生长良好,可以在体外初步构建组织工程心脏瓣膜。     

人细胞外基质包被猪去细胞瓣膜支架构建的组织工程心脏瓣膜

背景:去细胞处理的猪主动脉瓣膜植入人体后发生了免疫排斥反应,分析引起免疫排斥反应的原因是由于猪瓣膜的细胞外基质与宿主发生接触引起了免疫激活.目的:试图将人自身的细胞外基质履盖去细胞猪瓣膜表面起到隔离猪瓣膜与宿主血液成分接触的作用.同时应用免疫组化的方法验证人细胞外基质覆盖瓣膜的效果.设计、时间及地点:观察性实验,于2008-08/2009-04在解放军第二军医大学长海医院胸心外科实验室完成.材料:新鲜猪心脏瓣膜取白上海五丰上食肉联厂,采用酶消化法将猪主动脉瓣叶行脱细胞处理.密度梯度离心法从健康志愿者骨髓中获取骨髓基质干细胞.方法:用人细胞外基质包被猪去细胞瓣膜支架来构建组织工程瓣膜,再应用前期制备的抗人细胞外基质单克隆抗体,采用免疫组织化学染色鉴定人细胞外基质在体外构建的组织工程瓣膜上的黏附情况.以未构建的去细胞猪瓣叶为对照组.主要观察指标:①组织工程瓣膜上种子细胞的黏附和生长情况.②免疫组织化学法检测人细胞外基质在瓣膜上覆盖的效果.结果:光镜下观察瓣膜表面均形成了细胞层.扫描电镜所见细胞排列欠规则,未完全覆盖去细胞瓣叶表面,可见裸露的瓣膜支架.免疫组织化学方法检测构建的瓣膜表面呈阳性反应证明有人的细胞外基质黏附,而对照组呈阴性证明了检测方法具有特异性.结论:体外构建的组织工程瓣膜上检测到有人的细胞外基质黏附.     

猪去细胞心脏瓣膜的免疫原性

背景:在去细胞猪瓣膜(Synergraft 瓣膜)的临床应用时发现异种的细胞外基质引发了人体一个强烈的炎症反应.早期的炎症反应严重地削弱了瓣膜内壁的基质结构,导致了移植物的结构破坏及衰败.从Synergraft瓣膜的事件中认识到猪去细胞瓣膜仍然具有免疫原性,尤其是在儿童患者中这种免疫反应会更强烈.因此对于细胞外基质蛋白引起的免疫排斥反应仍需要进一步的研究.目的:通过生物信息学的方法找到人与猪细胞外基质蛋白的基因序列差异,并制备抗体验证基质的免疫原性.设计、时间及地点:以Ⅳ型胶原基质为观察对象进行人、猪细胞外基质基因差异性的对比研究.于2008-06/2009-05在解放军第二军医大学长海医院胸心外科实验室完成.材料:新鲜猪瓣膜由上海五丰上食肉联厂提供,去细胞猪瓣膜、杂交瘤细胞和单克隆抗体由长海医院胸心外科实验室制备.方法:通过比较人、猪、鼠基因序列之间的相似区域和保守性位点,寻找有进化关系基因序列之间共同的保守区域、位点和序列差异,探索导致它们产生共同功能的基因序列以及基因序列间的差异片段.应用制备的抗猪Ⅳ型胶原单克隆抗体,采用免疫组化染色鉴定猪去细胞瓣膜上的猪瓣膜自身的细胞外基质存留情况.主要观察指标:Ⅳ型胶原基因序列差异分析结果、自制抗体有效性的免疫组化测试、自制抗体对猪去细胞瓣膜Ⅳ型胶原的检测结果.结果:通过基因比对的方法找到了人与猪Ⅳ型胶原的基因序列差异.通过杂交瘤技术成功制备检测细胞外基质的单克隆抗体;用免疫组化的方法检测到猪去细胞瓣膜上有猪的细胞外基质存留.结论:猪去细胞瓣膜支架上检测到有猪的细胞外基质存留,并且具有免疫原性.     

骨髓间充质干细胞联合可降解支架体外构建组织工程带瓣静脉

背景：临床上治疗慢性静脉功能不全的主要方法是静脉瓣膜修复及带瓣静脉段移植,但这些方法创伤较大,且带瓣静脉来源有限。组织工程学和再生医学在修复病变血管方面取得的进步,而以自体来源的内皮细胞为种子细胞的组织工程带瓣静脉也见于了报道,但存在排出反应。 目的：构建一个有可自我更新、修复、类似天然瓣膜结构并具有功能的带瓣静脉。 方法：麻醉取Beagle犬的骨髓获取骨髓间充质干细胞,采用密度梯度离心和贴壁法获取骨髓间充质干细胞,并进行细胞的传代、冻存复苏、流式细胞仪检测和定向诱导分化。采用热致相分离技术,以聚（乳酸-乙醇酸）共聚物为基材,利用自制带瓣静脉模具制备三维组织工程带瓣静脉支架,制备组织工程带瓣静脉支架,并研究其形态结构。将骨髓间充质干细胞种植在支架上构建可降解的带瓣静脉,在体外培养2周。 结果与结论：扫描电镜观察显示支架孔隙率高。培养的细胞符合骨髓间充质干细胞的形态特征,培养的细胞大部分表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45。细胞毒性实验显示支架无毒性,有利于细胞增殖和迁移。将细胞种植在支架表面上培养后可形成单层细胞层。体外实验验证细胞支架复合物的瓣膜有一定的开闭功能。利用三维聚（乳酸-乙醇酸）共聚物支架和骨髓间充质干细胞可成功构建组织工程带瓣静脉,组织工程带瓣静脉将有可能作为静脉瓣膜的的替代物治疗静脉瓣膜疾病。     

Cultured cell‐derived extracellular matrices to enhance the osteogenic differentiation and angiogenic properties of human mesenchymal stem/stromal cells

Cell‐derived extracellular matrix (ECM) consists of a complex assembly of fibrillary proteins, matrix macromolecules, and associated growth factors that mimic the composition and organization of native ECM micro‐environment. Therefore, cultured cell‐derived ECM has been used as a scaffold for tissue engineering settings to create a biomimetic micro‐environment, providing physical, chemical, and mechanical cues to cells, and support cell adhesion, proliferation, migration, and differentiation. Here, we present a new strategy to produce different combinations of decellularized cultured cell‐derived ECM (dECM) obtained from different cultured cell types, namely, mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs), as well as the coculture of MSC:HUVEC and investigate the effects of its various compositions on cell metabolic activity, osteogenic differentiation, and angiogenic properties of human bone marrow (BM)‐derived MSCs, vital features for adult bone tissue regeneration and repair. Our findings demonstrate that dECM presented higher cell metabolic activity compared with tissue culture polystyrene. More importantly, we show that MSC:HUVEC ECM enhanced the osteogenic and angiogenic potential of BM MSCs, as assessed by in vitro assays. Interestingly, MSC:HUVEC (1:3) ECM demonstrated the best angiogenic response of MSCs in the conditions tested. To the best of our knowledge, this is the first study that demonstrates that dECM derived from a coculture of MSC:HUVEC impacts the osteogenic and angiogenic capabilities of BM MSCs, suggesting the potential use of MSC:HUVEC ECM as a therapeutic product to improve clinical outcomes in bone regeneration.     

Biomaterial characterization of off‐the‐shelf decellularized porcine pericardial tissue for use in prosthetic valvular applications

Fixed pericardial tissue is commonly used for commercially available xenograft valve implants, and has proven durability, but lacks the capability to remodel and grow. Decellularized porcine pericardial tissue has the promise to outperform fixed tissue and remodel, but the decellularization process has been shown to damage the collagen structure and reduce mechanical integrity of the tissue. Therefore, a comparison of uniaxial tensile properties was performed on decellularized, decellularized‐sterilized, fixed, and native porcine pericardial tissue versus native valve leaflet cusps. The results of non‐parametric analysis showed statistically significant differences (p < .05) between the stiffness of decellularized versus native pericardium and native cusps as well as fixed tissue, respectively; however, decellularized tissue showed large increases in elastic properties. Porosity testing of the tissues showed no statistical difference between decellularized and decell‐sterilized tissue compared with native cusps (p > .05). Scanning electron microscopy confirmed that valvular endothelial and interstitial cells colonized the decellularized pericardial surface when seeded and grown for 30 days in static culture. Collagen assays and transmission electron microscopy analysis showed limited reductions in collagen with processing; yet glycosaminoglycan assays showed great reductions in the processed pericardium relative to native cusps. Decellularized pericardium had comparatively low mechanical properties among the groups studied; yet the stiffness was comparatively similar to the native cusps and demonstrated a lack of cytotoxicity. Suture retention, accelerated wear, and hydrodynamic testing of prototype decellularized and decell‐sterilized valves showed positive functionality. Sterilized tissue could mimic valvular mechanical environment in vitro, therefore making it a viable potential candidate for off‐the‐shelf tissue‐engineered valvular applications.     

构建组织工程瓣膜支架中3种去垢剂的比较

背景:目前,组织工程瓣膜去细胞支架的制备方法和效果各不相同,但总的来说,酶结合去垢剂法显示出一定的优势作用.目的:探讨脱氧胆酸钠、十二烷基硫酸钠、曲拉通3种去垢剂结合酶消化法对于猪主动脉瓣膜脱细胞的效果以及去细胞后对支架的影响.方法:将新鲜猪主动脉瓣膜用抗生素溶液浸泡12 h后,置于胰蛋白酶和EDTA溶液中12 h,再分别用脱氧胆酸钠、十二烷基硫酸钠、曲拉通进行处理,最后转入核酸酶溶液中浸泡12 h,以达到去除内皮细胞和间质细胞的目的,常规苏木精一伊红染色观察内皮细胞是否除完全,Masson染色观察胶原纤维和弹力纤维损害程度,电子扫描显微镜观察纤维结构以评价效果.结果与结论:3种去垢剂结合酶消化法均能彻底去细胞,但脱氧胆酸钠对支架胶原纤维和弹力纤维的损害较轻微,十二烷基硫酸钠次之,曲拉通对支架的损害作用最大.提示脱氧胆酸钠结合酶消化法是一种较合理的组织工程瓣膜支架构建方法.     

猪小肠与犬食管脱细胞基质（ECM）构建组织工程化人工食管的比较研究

背景骨髓间充质干细胞（BMSCs）具有多向分化潜能,来源广泛、分离方便、增殖迅速,是目前公认的组织工程最佳种子细胞;脱细胞基质膜（ECM）有良好的组织相容性,充足的孔隙率,利于种子细胞的附着、增殖,并诱导细胞沿“模具”的性状生长、分化,是组织工程的理想支架材料。目的为比较研究骨髓间充质干细胞在体外在不同的支架材料上复合生长情况,分别与猪小肠脱细胞基质（IECM）;犬自体食管脱细胞基质（EECM）和人工补片（ePTFE）做对比研究。方法使用物理方法和化学方法制备ECM,扫描电镜观察其表面结构。体外提取分离培养犬骨髓间充质干细胞,做流式细胞学鉴定后,取第三代BMSCs分别与IECM、EECM、ePTFE复合培养,HE染色和扫描电镜观察。结果 ECM为白色菲薄,半透明的膜状物,扫描电镜可见其清晰的纤维网状结构,具有良好的立体三维空间结构,并且之间相互连通。BMSCs经流式细胞学鉴定CD29、CD44、CD90、CD105表达率几乎100%,而CD34、CD45几乎不表达。BMSCs与载体支架复合培养15d后,做HE染色切片观察,细胞与IECM、EECM复合生长率良好,与ePTFE较差。结论复合培养后的IECM组与EECM组生物性状较为接近,同时IECM的来源更加广泛,是组织工程化人工食管支架材料的更好选择。     

精氨酸甘氨酸天冬氨酸多肽表面修饰促进生物支架材料对骨髓来源种子细胞的黏附

背景:精氨酸甘氨酸天冬氨酸多肽具有较强的黏附性和生物支架材料可接枝结合,且不会改变材料的表面理化性质.目的:观察应用精氨酸甘氨酸天冬氨酸多肽表面修饰猪主动脉瓣去细胞支架材料对骨髓干细胞黏附性的影响.方法:采用胰蛋白酶+TritonX-100 法制备猪主动脉瓣去细胞支架材料,用YGRGDSP多肽(酪氨酸-甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸-脯氨酸)进行处理,按照精氨酸甘氨酸天冬氨酸多肽的质量浓度(0.5,1.0,1.5,2.0 g/L)、反应时间(4,8,12,24 h)、反应pH值(7.0,7.4,8.0)分为不同实验组.结果与结论:茚三酮显示精氨酸甘氨酸天冬氨酸多肽可很好的交联到猪主动脉瓣去细胞支架材料,最佳反应条件为:室温、1.5 g/L精氨酸甘氨酸天冬氨酸、pH 7.4、持续振荡12 h.提示利用YGRGDSP多肽对猪主动脉瓣去细胞支架材料进行表面修饰可显著改善骨髓来源种子细胞的黏附性.