经血源子宫内膜干细胞复合3D打印PLGA支架体外培养的相容性研究

[目的]通过经血源子宫内膜干细胞(menstrual blood-derived mesenchymal stem cells,Men SCs)与3D打印PLGA支架材料的复合培养,探讨构建组织工程化骨软骨的可行性。[方法]预处理3D打印PLGA支架,取第5代Men SCs,倒置显微镜下观察细胞生物学特性,按1.0×106/m L的密度接种到PLGA支架材料上复合培养,通过倒置显微镜、Mico-CT、扫描电镜和组织病理学进行观察,并借此判断Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性。[结果]Men SCs生长良好,细胞平铺生长,呈梭形或纺锤形,胞质薄,核圆居中,具有成纤维细胞形态。细胞传至第5代,为长梭形细胞单层,呈漩涡状排列。PLGA支架的微观呈现相互连通的多孔结构,结构疏松,孔隙大且互相交通,孔壁较薄。Men SCs在PLGA支架材料上生长状态良好,细胞在支架表面和内部生长,支架孔径内有细胞基质样组织连接,表明Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性良好。[结论]经血源Men SCs是骨组织工程适宜的种子细胞,与3D打印的PLGA支架材料复合可体外构建组织工程骨。     

雪旺细胞与PDLLA/CS/CHS自组装复合材料生物相容性研究

目的利用自行培养的雪旺细胞(SCs)与具有良好可生物降解性的高分子聚乳酸/硫酸软骨素/壳聚糖(PDL-LA/CS/CHS)复合材料进行生物相容性研究,评价该材料应用于周围神经修复的可能性。方法利用双差速贴壁法进行SCs的培养与纯化,并观察其生长曲线,苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色观察细胞表征;将纯化后的SCs接种在PDLLA/CS/CHS复合材料上进行材料生物相容性研究,用MTT法和环境扫描电镜检测和观察细胞生长情况。结果 SCs生长平台期为1 d,对数期为5~7 d,倍增时间为5 d,其纯度超过90%。MTT实验显示,细胞接种0、2、4 d,PDLLA组、CHS组和PDLLA/CS/CHS组的吸光度值均低于SCs对照组,至7 d和10 d,PDLLA、CHS组吸光度值亦低于SCs对照组,PDLLA/CS/CHS组高于SCs对照组,但差异无统计学意义(P>0.05),PDLLA/CS/CHS组与PDLLA组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PDLLA/CS/CHS复合材料是具有较理想的生物相容性的生物材料,有良好的材料-细胞界面,较利于SCs黏附及生长、增殖,可应用于周围神经修复的研究。     

人脂肪干细胞与聚L-谷氨酸/海藻酸钠可注射水凝胶的生物相容性研究

天然高分子聚合物聚L-谷氨酸(PLGA)与氧化海藻酸钠(OAg)共价交联合成PLGA/OAg水凝胶,将人脂肪来源干细胞(hADSCs)接种于水凝胶内,倒置显微镜、扫描电镜观察细胞在支架中的存活、增殖、黏附情况,DNA定量法检测细胞的增殖。体外证实该水凝胶材料生物相容性良好,具有性能可控性和微创性等优势,对于进一步开发脂肪组织工程材料具有指导性意义。     

Biocompatibility research of hADSCs cultivated in PLGA/OAg hydrogel in vitro

天然高分子聚合物聚L-谷氨酸(PLGA)与氧化海藻酸钠(OAg)共价交联合成PLGA/OAg水凝胶,将人脂肪来源干细胞(hADSCs)接种于水凝胶内,倒置显微镜、扫描电镜观察细胞在支架中的存活、增殖、黏附情况,DNA定量法检测细胞的增殖.体外证实该水凝胶材料生物相容性良好,具有性能可控性和微创性等优势,对于进一步开发脂肪组织工程材料具有指导性意义.     

脂肪干细胞构建组织工程化角膜基质组织

 目的 探讨以可降解高分子材料聚羟基乙醇（polylactic-co-glycolic acid,PLGA）为支架,复合自体脂肪干细胞构建组织工程角膜基质修复角膜基质层缺损的可行性。方法 兔脂肪干细胞（rabbit adipose derived stem cells,rASCs）培养至第4代接种在PLGA载体支架上,扫描电镜观察细胞在支架上生长黏附情况。体外培养7天后将rASCs-PLGA复合物回植到角膜基质缺损模型的兔角膜基质层间,术后第12周和24周取材行组织学和透射电镜超微结构观察。未接种细胞的PLGA材料移植基质层间作为对照组。结果 细胞在PLGA支架上生长增殖良好,实验组移植术后12周材料降解,角膜基本恢复透明。组织学检查显示移植后24周新生角膜基质样组织与正常角膜基质组织相似,电镜下胶原纤维直径与正常角膜基质组织比较,差异无统计学意义（P>0.05）。结论 脂肪干细胞可作为种子细胞来源用于构建组织工程角膜基质。     

乳酸和乙醇酸共聚物膜的细胞亲和性实验研究

目的:制作具有较好亲和性、利于细胞黏附的组织工程支架材料。方法:制作改性后的PLGA膜Ⅰ(乳酸和乙醇酸共聚物膜)、PLGA膜Ⅱ、PLGA膜Ⅲ,分别测定其吸水率、接触角并进行细胞培养及倒置相差显微镜下观察细胞黏附情况。结果:细胞与PLGA膜4h时就可以发生黏附,8h时大量细胞贴壁,且细胞分布均匀,伸展良好;24～48h间完成贴壁生长,铺满PLGA膜,4天后细胞生长良好。结论:PLGA膜具有较好的细胞亲和性,它的表面有利于细胞的黏附,是一种较好的组织工程支架材料。     

BMP-2及VEGF双基因骨髓干细胞复合磷酸钙支架生物相容性的体外实验研究

目的制备BMP-2及VEGF双基因骨髓干细胞复合磷酸钙支架,探讨所制备支架材料的生物相容性。方法以磷酸钙粉为原料制备多孔磷酸钙支架材料(CPC),对所得支架材料采用双基因转染的鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)复合共制备成双基因修饰磷酸钙支架材料,采用扫描电子显微镜及万能测试机对材料的表征及物理性能进行评价;复合共培养2周后计算细胞在支架材料上的黏附率,利用倒置相差显微镜及扫描电镜下观察细胞在材料内的黏附和生长情况,分别采用MTT法、碱性磷酸酶活性测定(ALP)及茜素红染色检测MSCs在支架材料上的增殖、分化及矿化情况。结果制备的双基因修饰磷酸钙支架材料具有良好孔隙结构和一定强度;双基因转染的MSCs在支架表面附着良好,细胞增殖测定、细胞ALP及茜素红染色检测显示该材料对MSCs生长和功能表达未见明显抑制作用,生物相容性良好。结论双基因修饰磷酸钙支架材料具有良好孔隙结构和较好力学强度;双基因转染的MSCs可以在其上进行良好的黏附、生长、增殖、分化以及矿化,具有良好的生物相容性。     

有序排列聚甲基丙烯酸甲酯电纺纳米纤维作为大鼠原代雪旺细胞负载支架的可行性研究

目的:探讨有序聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)电纺纳米纤维作为雪旺细胞负载支架的潜力。方法:构建有序PMMA电纺纳米纤维,以随机PMMA电纺纤维作为对照,纯化大鼠原代雪旺细胞并在纤维结构上进行培养,利用慢病毒技术转染绿色荧光蛋白基因作为显色手段,观察有序PMMA电纺纤维的拓扑线索在定向引导SCs生长上的作用,分析细胞对纤维结构的依从性;并在此基础上,持续动态观察雪旺细胞对有序电纺纤维的依从性,从而评价有序PMMA电纺纳米纤维作为神经损伤后植入性雪旺细胞负载支架的潜力。结果:雪旺细胞在随机及有序PMMA电纺纤维上均能顺利贴壁并生长;较之随机电纺纤维,雪旺细胞对有序纤维具有更好的依从性,能够受其接触引导形成和纤维走行方向一致的定向生长,并能够生成更长的细胞突起(P=0.0079);动态的观察则进而显示SCs对有序电纺纳米纤维的拓扑线索能维持稳定的依从性。结论:有序PMMA电纺纳米纤维具有作为神经损伤后植入性雪旺细胞负载支架的潜力。     

失神经骨骼肌提取液对雪旺细胞体外增殖的作用

目的：观察去神经支配骨骼肌粗提液在体外培养条件下对雪旺细胞（Schwann cells,SCs)增殖的作用,了解外周神经损伤后SCs大量增殖的机理。方法：将新生大鼠SCs培养标本分为加正常骨骼肌提取液组,加失神经支配骨骼肌提取液组和正常对照组,每组10个标本。通过活细胞计数和S－100免疫细胞化学染色证实,观察两种肌肉提取液对SCs增倍时间的影响。结果：对照组SCs增倍时间为8天,正常骨骼肌提取液组为7天,而去神经支配骨骼肌提取液组为5．5天。结论：周围神经损伤后SCs可能受失神经支配骨骼肌产生的某些物质的刺激而增殖加快。     

猕猴组织工程化周围神经的体外构建

目的:研究以猕猴骨髓基质干细胞作为种子细胞和以PLGA作为支架材料,体外构建猕猴组织工程化周围神经的方法.方法:采用密度梯度离心的方法分离培养猕猴骨髓基质干细胞,利用相差显微镜观察细胞生长情况,描绘其生长曲线;将4/0vicryl编织线在10倍手术显微镜下打散成PLGA细丝纤维,扫描电镜下观测其表面形态;将猕猴骨髓基质干细胞种植到经生物学修饰的PLGA纤维上共培养,倒置显微镜下观察细胞在支架材料上的生长情况.结果:采用密度梯度离心的方法可得到大量增殖能力强的猕猴骨髓基质干细胞;接种后的骨髓基质干细胞很快粘附于PLGA纤维上,生长、分裂、增殖良好,在PLGA纤维表面形成串珠样排列,部分细胞还形成连接在PLGA纤维间的链状或片状细胞桥.结论:猕猴骨髓基质干细胞与PLGA适合体外构建组织工程化周围神经.     

丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石骨组织工程支架材料的体外细胞毒性评价

目的 探讨丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石生物支架与兔骨髓间充质干细胞的体外细胞毒性.方法 采用丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石构建的生物支架与兔骨髓间充质干细胞体外共培养,用材料的细胞毒性、细胞黏附率、细胞增殖活力指标以MTT法、倒置显微镜及电镜观察来评价.结果 细胞在支架材料上黏附、生长良好,分裂增殖活跃,细胞毒性检测CTG均为0级,实验组与时照组细胞黏附率比较无统计学差异（P＞0.05）,实验组与对照组细胞增殖活力随着时间增加,细胞在支架增殖速度增快.第1、3、5、7天实验组与对照组比较有统计学差异（P＜0.05）.扫描电镜观察发现细胞培养7天后生长良好,分裂正常,与支架材料黏附紧密.结论 支架材料对细胞无毒性,具有很好的细胞相容性.     

新型生物活性复合材料RGD-PLGA/HA体外细胞相容性的实验研究

目的研究新型多孔多肽聚乳酸乙醇酸/羟基磷灰石(RGD-PLGA/HA)支架材料的体外细胞相容性。方法采用贴壁法对兔骨髓基质细胞(BMSCs)进行体外矿化诱导培养,扩增后与实验A组(RGD-PLGA/HA)、实验B组(PLGA/HA)分别进行体外复合培养,并通过定性及定量法检测BMSCs在材料表面的黏附能力、增殖活力,验证细胞材料复合体的成骨活性。结果兔BMSCs在每组材料的表面均能生长,经体外诱导后在支架材料的表面形成钙结节,实验A组细胞的黏附及增殖能力均强于实验B组。结论兔BMSCs与新型多孔RGD-PLGA/HA支架材料有良好的相容性。     

I 型胶原支架材料与人脂肪干细胞体外生物相容性研究

目的观察人脂肪干细胞与I型胶原支架材料的生物相容性,为脂肪组织工程选择适宜的种子细胞载体。方法将人脂肪干细胞与I型胶原支架体外培养复合,采用倒置相差显微镜和扫描电镜,观察细胞在支架上黏附、生长及增殖情况并计算细胞黏附率,XTT比色法检测细胞增殖率。结果脂肪干细胞能良好的在支架上黏附、生长和增殖。结论I型胶原支架材料具有良好的细胞相容性,可作为脂肪组织工程的种子细胞载体。     

Ⅰ型胶原支架材料与人脂肪干细胞体外生物相容性研究

目的 观察人脂肪干细胞与I型胶原支架材料的生物相容性,为脂肪组织工程选择适宜的种子细胞载体.方法 将人脂肪干细胞与Ⅰ型胶原支架体外培养复合,采用倒置相差显微镜和扫描电镜,观察细胞在支架上黏附、生长及增殖情况并计算细胞黏附率,XTT比色法检测细胞增殖率.结果 脂肪干细胞能良好的在支架上黏附、生长和增殖.结论 Ⅰ型胶原支架材料具有良好的细胞相容性,可作为脂肪组织工程的种子细胞载体.     

兔脂肪干细胞(ADSCs)与聚羟基乙酸/壳聚糖(PLGA/CS)支架材料生物相容性研究

 目的  探讨兔脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)作为种子细胞复合新型聚羟基乙酸(polylactic-co-glycolic acid,PLGA)/壳聚糖(chitosan,CS)支架材料的生物相容性,为进一步构建组织工程化脂肪组织提供实验依据。方法  取雄性新西兰大白兔腹股沟脂肪组织,Ⅰ型胶原酶消化分离出ADSCs进行培养,贴壁细胞至3~5代,评价其多向分化能力。将干细胞收集重悬后,以l×107/mL的密度接种于多孔PLGA/CS支架,形成细胞 支架材料复合物。培养7天后,扫描电子显微镜观察细胞在支架材料上的黏附生长和基质分泌情况,评价细胞与支架材料的生物相容性;Dil荧光标记检测细胞在支架材料上的分布;Hochest 33258检测细胞在支架上的生长情况。接种1和7天后,分别对细胞 材料复合物行Annexin V/PI双染色法检测材料对细胞的毒性作用。用成脂诱导条件培养基诱导分化ADSCs及ADSCs支架材料复合物,7天后,尼罗红荧光染色液检测ADSCs在不同环境下的成脂分化能力。结果  原代培养的ADSCs呈成纤维细胞样外观,在相应诱导条件下能够分化为脂肪细胞和骨细胞。细胞接种于PLGA/CS支架材料上第8天分裂增殖达到高峰,扫描电子显微镜下提示ADSCs在支架表面贴附生长良好,并向孔隙内壁充分延伸,细胞周围形成丰富的基质成分。活死双染结合共聚焦显微镜显示材料对细胞活性无影响,尼罗红染色可见成脂诱导后的ADSCs细胞质内有红色脂滴颗粒形成。结论  多孔PLGA/CS支架与兔ADSCs具有良好的生物相容性,可作为构建组织工程脂肪组织的支架材料。     

针织蚕丝网力学与生物相容性及皮下埋植实验

目的进行蚕丝丝素纤维网状支架的力学强度测试、生物相容性及兔皮下埋植实验观察。方法采用纬编针织法制备蚕丝丝素纤维网状支架,进行机械强度测试。在网状支架上滴加I型胶原-蚕丝丝素溶液并冷冻干燥后,种植兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行体外共培养,观察细胞与支架复合生长情况。另外,将蚕丝纤维网埋植于兔皮下3个月后,观察其组织相容性及力学性能变化。结果蚕丝纤维网状支架长2.5 cm×宽0.5 cm。支架的最大载荷、抗拉强度及弹性模量分别为(110.53±14.60)N、(41.88±5.51)MPa、(199.08±26.14)MPa。支架-BMSCs复合物培养2 d的扫描电镜观察显示:BMSCs黏附于支架呈立体生长,细胞呈梭形,增殖良好。蚕丝网埋植3个月后,组织相容性良好,可见有肌肉长入蚕丝网支架,产生胶原;并具有相当强的力学强度,蚕丝网的最大载荷、拉伸强度及弹性模量分别为(74.85±11.36)N、(28.84±4.39)MPa、(130.79±19.87)MPa。结论蚕丝网状支架具有良好的力学性能与生物相容性,是组织工程韧带/肌腱的良好材料。     

表面修饰对纳米晶胶原基骨细胞相容性的影响

目的:探索纤维蛋白(fibrin,FB)修饰的纳米晶胶原基骨(nanoHydroxyapatite/collagen,nHAC)支架材料上成骨诱导的骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)黏附、增殖及分化的情况。方法:实验分为两组:实验组,纤维蛋白修饰的纳米晶胶原基骨(FB-nHAC);对照组,单纯的纳米晶胶原基骨(nHAC)。将SD大鼠骨髓间充质干细胞定向诱导为成骨细胞,种植于支架材料上,体外复合培养。通过检测支架材料的细胞黏附率、不同时间点(3,7,10,14 d)支架材料中细胞数、碱性磷酸酶表达量以及扫描电镜观察细胞在支架材料上的生长状况,比较分析不同支架材料与细胞生物相容性差异。结果:大鼠MSCs经诱导培养14 d后,I型胶原免疫荧光染色为阳性;实验组支架材料的细胞黏附率显著高于对照组(P<0.05);且相同时间点实验组支架材料中的细胞数及碱性磷酸酶表达量也明显高于对照组(P<0.05);电镜观察发现两组材料上均有细胞生长,但实验组的细胞生长状况明显好于对照组。结论:表面修饰纤维蛋白后的nHAC支架材料具有更好的细胞黏附、增殖及促成骨分化能力。     

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯支架复合同种异体软骨细胞修复关节软骨缺损的实验研究

目的:探讨聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(PHBV)三维多孔材料作为软骨组织工程支架的可行性及有效性.方法:采用"压片-热处理-粒子析出技术"制备PHBV多孔支架.体外分离培养软骨细胞后接种到PHBV支架体外培养4周,期间扫描电镜观察细胞在支架上的生长情况,然后与单纯PHBV支架同时植入兔膝关节软骨缺损区继续培养4、8、12周后取材,分别行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化观察.进行Wakitani评分,观察其体内修复关节缺损效果.结果:电镜观察示软骨细胞在支架上黏附、增殖良好并能分泌细胞外基质,组织学观察示PHBV支架浅层有新生软骨组织形成,于4周后开始形成透明软骨样结构且表面基本平整与宿主整合良好,组织学切片上可见类软骨形成并分泌甲苯胺蓝异染的软骨基质和软骨特异性Ⅱ型胶原. 结论:PHBV可以作为软骨组织工程支架材料,能够用于再生修复软骨的缺损.     

静电纺丝聚乳酸-乙醇酸聚合物膜与大鼠嗅鞘细胞的生物相容性研究

目的 探索静电纺丝技术制作的聚乳酸-乙醇酸聚合物（PLGA）膜与大鼠嗅鞘细胞（olfactory ensheathing cells,OECs）的生物相容性。方法 体外培养纯化成年大鼠OECs,将细胞接种于静电纺丝PLGA膜上,使用相差显微镜观察静电纺丝PLGA膜上OECs的细胞形态与分布;用CFDA SE荧光染色检测接种后1～5 d内静电纺丝PLGA膜上OECs的增殖情况;以多聚赖氨酸（PLL）包被细胞做对照。将静电纺丝PLGA膜植入大鼠体内观察其与大鼠的组织相容性。结果 体外培养纯化所得的OECs的细胞纯度大于90%。相差显微镜下示OECs在静电纺丝PLGA膜孔隙中的纳米纤维上黏附良好,细胞状态佳,且特异性地沿纳米纤维方向生长。接种后1～5 d内OECs在静电纺丝PLGA膜上均正常增殖,细胞数目与对照组相比差异无统计学意义。静电纺丝PLGA膜局部移植后大鼠无死亡,PLGA膜与周围组织融合并部分降解。结论 静电纺丝PLGA膜具有良好的生物相容性,OECs在其膜上的黏附和增殖状况良好,是有潜力的神经修复组织工程化神经移植物。     

RGD修饰的聚乳酸-羟基乙酸骨组织工程材料的研究进展

[摘要]PLGA骨组织工程支架在骨损伤修复和再造方面有着重要的应用,但由于PLGA亲水性差,不利于种子细胞在支架上的粘附和增殖。RGD肽修饰PLGA支架后,材料的细胞亲和性可得到有效改善,促进种子细胞粘附和增殖。本文就近年来RGD修饰的PLGA骨组织工程材料的相关研究作一综述。