成骨细胞条件培养液对BMSCs诱导分化作用研究

目的 探讨大鼠成骨细胞条件培养液对同种大鼠BMSCs的成骨诱导分化作用,为骨组织工程种子细胞的获得寻找一种新方法 . 方法 健康1周龄SD大鼠10只,雌雄不限,体重20～30 g,采用贴壁法和酶消化法分别获得BMSCs和成骨细胞,并进行鉴定.无菌条件收集第1～5代成骨细胞培养液上清,与完全培养基1:1混合,制备成骨细胞条件培养液,与第2代BMSCs共培养为诱导组,相同代次BMSCs与完全培养液共培养为对照组.倒置相差显微镜下观察共培养后BMSCs形态变化,MTT法检测BMSCs生长情况,免疫组织化学染色检测共培养后BMSCs的ALP、Col Ⅰ、骨钙素(osteocalcin,OCN)蛋白的表达,采用RT-PCR检测Col Ⅰ、OCN mRNA的表达. 结果 诱导组共培养7 d BMSCs体积变大,细胞由长梭形展开为扁平形和多边形,并带有突起;9 d细胞呈集落状生长.细胞生长曲线示BMSCs数量随培养时间延长而增加,对照组增殖能力较诱导组强;诱导培养4～7 d,对照组细胞数量与诱导组比较差异有统计学意义(P<0.05).诱导组培养12 d,ALP染色呈阳性表达;18 d 出现钙结节;21 d Col Ⅰ和OCN呈阳性表达;对照组均呈阴性表达.RT-PCR检测示诱导组培养21 d有Col Ⅰ、OCN mRNA表达,对照组未见表达. 结论 体外大鼠成骨细胞条件培养液有明显的诱导同种大鼠BMSCs向成骨样细胞分化的作用.     

SIS修复重建兔气管缺损的实验研究

目的 探讨SIS覆盖的聚丙烯补片(polypropylene mesh,PPM)修复重建兔气管缺损的可行性,及SIS在促进气管纤毛柱状上皮再生、减少术后并发症等方面的作用.方法 取12只新西兰大白兔,体重1.8～2.0 kg,制备大小为1.2 cm×0.6 cm的气管前壁、侧壁4～6环全层缺损模型.根据修复材料不同,随机分为两组,每组6只.PPM修复组采用大小为1.4 cm×0.8 cm的单纯PPM修复缺损;SIS-PPM修复组采用预先紧密缝合的大小为1.4 cm×0.8 cm的SIS和PPM修复缺损.术后观察动物一般情况,于4、8、12周取材进行大体观察、HE染色及扫描电镜观察重建区域情况.结果 术后SIS-PPM修复组动物均存活至实验完成,无感染、皮下气肿、呼吸困难发生.PPM修复组分别于术后6 d及18 d因气道感染及气道分泌物潴留死亡1只兔,其余动物均出现不同程度的颈部皮下气肿.两组动物重建气管均无塌陷、狭窄.组织学观察:术后各时间点两组动物气管腔内均未见明显肉芽及瘢痕,8、12周时重建气管表面有气管黏膜覆盖,SIS-PPM修复组纤毛组织和杯状细胞多于PPM修复组.扫描电镜观察:术后8周SIS-PPM修复组重建气管中心区域大部分被较成熟的纤毛覆盖,PPM修复组重建中心区域大部分为幼稚纤毛覆盖;12周时SIS-PPM修复组纤毛方向性好,纤毛无明显分泌物附着;PPM修复组纤毛凌乱,纤毛表面有大量分泌物附着.结论 SIS和PPM修复重建气管缺损能充分维持修复重建后的气道形态和生理功能,并能获得良好的上皮化.SIS具有促进气管黏膜修复愈合,减少术后皮下气肿、气管狭窄的作用,有望用于临床修复重建气管组织缺损.     

异种脱钙骨基质颗粒的生物相容性实验研究

目的 评价制备的异种脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)植入体内的生物相容性,为进一步实验研究和临床应用提供依据.方法 取猪四肢长管状骨皮质骨经理化处理后,制备脱脂脱钙(材料A)和脱脂脱钙去细胞(材料B)两种粒径为250～810 μm的DBM颗粒和浸提液,骨颗粒脱脂脱钙后测钙、磷含量.采用标准的毒理学方法进行急性毒性实验、皮肤刺激实验、热原实验、溶血实验、细胞毒性实验和肌肉植入实验.结果 未脱钙皮质骨钙、磷含量分别为(189.09±3.12)mg/g和(124.73±2.87)mg/g:DBM颗粒的钙、磷含量分别为(3.48±0.09)mg/g和(3.46±0.07)mg/g;DBM颗粒钙、磷含量分别为未脱钙皮质骨的1.87%和2.69%.急性毒性实验:各组小鼠活动正常,7 d内小鼠无死亡,各组动物未见中毒症状或不良反应;7 d后各组小鼠体重日平均增加差异无统计学意义(P>0.05).皮内刺激实验观察显示,注射材料A、B浸提液和生理盐水处无明显红斑、水肿和皮肤坏死,极轻微刺激.热原实验两组动物体温升高最高均为0.4℃,符合<0.6℃的国家标准.材料A浸提液的溶血率为1.14%,材料B为0.93%,符合<5%的国家标准.异种DBM的细胞毒性为0～1级.肌肉内植入实验显示动物术后生存良好,各植入部位均未见组织坏死、积液及化脓感染.术后不同时间点植入材料A、B组局部细胞免疫定量评分比较差异无统计学意义(P>0.05).结论 DBM颗粒的毒性程度为无毒,皮肤无刺激,无热原性,溶血率<5%,对细胞无明显毒性,具有良好的生物相容性和一定的骨诱导性.     

大鼠失神经靶肌肉注射异体不同细胞对神经再生影响的研究

目的研究注射异体不同细胞于大鼠失神经靶肌肉对神经再生的影响.方法 SD成年大鼠36只,雌性,体重120～150 g,随机分为4组,每组9只.无菌条件下切断左侧坐骨神经,一期神经外膜缝合.术后即于小腿三头肌处注射相应细胞,7天注射1次,共4次.A组注射单纯雪旺细胞1×106/ml 1 ml,B组注射雪旺细胞加成肌细胞(雪旺细胞∶成肌细胞为1∶1)1×106/ml 1 ml,C组注射肾内皮细胞提取液1 ml,D组注射无血清培养液1 ml作对照.术后3个月取手术侧坐骨神经及坐骨神经所支配的小腿三头肌,进行大体和组织形态学观察、神经鞘细胞密度及单位面积靶肌肉(小腿三头肌)运动终板计数.结果术后3个月,各组近端神经鞘细胞均数为A组0.134 5±0.029 8,B组0.093 1±0.025 6,C组0.072 4±0.023 7,D组0.187 7±0.054 2;A组∶D组P值<0.05,B组∶D组、C组∶D组及A组∶B组P值均<0.01,B组∶C组P值＞0.05.术后3个月各组远端神经鞘细胞密度均数为A组0.186 0±0.042 5,B组0.155 1±0.032 1,C组0.104 7±0.013 3,D组0.240 9±0.056 8;A组∶D组P值<0.05,B组∶D组、C组∶D组及B组∶C组P值<0.01,A组∶B组P值＞0.05.术后3个月各组靶肌肉运动终板个数均数为A组6.000±0.866,B组9.000±2.291,C组12.780±1.394,D组3.110±0.782;A组∶D组、B组∶D组及C组∶D组P值<0.01,A组∶B组、A组∶C组及B组∶C组P值<0.01.结论雪旺细胞、混合细胞、肾内皮细胞提取液均有促进神经再生作用,肾内皮细胞提取液优于雪旺细胞及混合细胞.     

犬膀胱移行上皮细胞的体外连续培养及生物学特征观察

目的探讨犬膀胱移行上皮细胞体外连续培养和纯化方法,为进一步构建组织工程尿路上皮组织提供实验依据。方法无菌获取幼犬膀胱组织,0.125%胰蛋白酶消化获取单细胞悬液,于上皮细胞无血清培养基中培养。采用0.05%胰蛋白酶和0.02?TA消化、纯化细胞,动态观察细胞形态变化和增殖情况,MTT法绘制生长曲线;透射电镜观察细胞超微结构;SABC法对培养的细胞进行免疫组织化学鉴定;并采用流式细胞仪检测不同代次细胞的细胞周期和倍体水平。结果采用酶消化法能从4～6cm2的膀胱黏膜组织中分离获取(1～5)×106个细胞。原代培养接种24h后可见大量细胞贴壁,第7天细胞生长融合达80%～90%,细胞排列呈典型的铺路石样。MTT法测定第3代细胞在传代培养7d生长达高峰;传代并纯化的细胞纯度高,无成纤维细胞污染,至第4～6代细胞仍保持良好形态。透射电镜下,可见上皮细胞特征性张力微丝和细胞间桥粒连接。细胞角蛋白AE1/AE3免疫组织化学染色,胞浆呈棕黄色阳性反应。不同代次细胞均为二倍体细胞。结论酶消化法能从较少的膀胱组织中分离获取足量、较纯的膀胱移行上皮细胞,细胞在无血清培养基中能连续传代扩增,可以满足进一步构建组织工程尿路上皮组织的需要。     

胎盘间充质干细胞与骨髓间充质干细胞分离培养和生物学特性研究

目的探讨兔胎盘间充质干细胞(placenta-derived mesenchymal stem cells,PMSCs)和兔骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived MSCs,BMSCs)体外分离培养、增殖,对其生物学性状进行比较观察。方法取足月待产新西兰大耳白兔1只,采用密度梯度离心法及贴壁培养技术从兔胎盘对PMSCs进行分离、纯化和传代培养。取2周龄新西兰大耳白兔1只,采用直接贴壁法从后肢骨髓中对BMSCs进行分离、纯化和传代培养。用倒置相差显微镜观察两种细胞形态。免疫组织化学染色对第3代细胞表面标志(CD44、CD105、CD34、CD40L)进行鉴定。将BMSCs与PMSCs第2代细胞分别与生物衍生骨进行复合培养5d,每条材料接种(1.0~1.5)×106个细胞,苏木素染色观察细胞与材料复合培养情况。扫描电镜观察两种细胞分别与材料复合培养3d和8d的情况。结果在倒置相差显微镜下观察,两种细胞均为贴壁生长,形态为均一成纤维细胞样。PMSCs增殖力强,细胞的增殖能力随传代次数的增加而有所下降,细胞体外培养10代后,生长速度减慢。两种细胞均表达CD44、CD105,不表达CD34、CD40L。复合培养5d,PMSCs和BMSCs在生物衍生骨表面生长,大量黏附,细胞积聚成团,相互连接成网状,孔隙内也可见细胞生长和增殖,并分泌基质。扫描电镜观察:复合培养3d,可见较多量的细胞在生物衍生骨上黏附,呈梭形或多角形;8d两种细胞均已大量增长,呈层状排列,细胞连接紧密,分泌大量基质,细胞周围有较多的网状胶原形成。结论PMSCs与BMSCs有相似的生物学特性,可作为组织工程的另一成体干细胞来源。     

一氧化氮外源性供体L-arginine对破骨细胞骨吸收功能的影响

目的:一氧化氮在维持机体多个系统的生理功能中起重要作用,许多慢性疾病可造成一氧化氮产生减少,此时一氧化氮供体是一种必要的补充。观察一氧化氮外源性供体L-arginine对体外培养破骨细胞增殖及骨吸收功能的影响。方法:实验于2005-06/2006-05在四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室干细胞与组织工程研究室完成。选择出生1d的清洁级SD大鼠乳鼠,采用骨髓诱导法体外培养破骨细胞,培养液内分别加入0.3,0.6,1.0g/L不同浓度的L-arginine,并以等体积三蒸水作为对照。培养7d后,以抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞数目、形态,MIAS-2000图像分析仪检测骨片上骨吸收陷窝的数目和面积,并用扫描电镜观察不同浓度L-arginine对骨吸收陷窝的影响。结果:①破骨细胞的一般形态:破骨细胞较其他细胞大,形态不规则,呈油煎蛋形、长条形、腊肠形或漏斗形等,细胞内可见几个至几十个核不等。抗酒石酸酸性磷酸酶染色酶活性部分酒红色,颗粒状。②抗酒石酸酸性磷酸酶阳性细胞数:各组破骨细胞数目随着L-arginine浓度增加而减少(P<0.05)。③骨吸收陷窝的面积和数目:骨片培养7d,吸收陷窝计数的结果显示,0.3g/L以上浓度L-arginine对破骨细胞吸收功能均有明显抑制作用,并呈剂量相关性。0.3g/LL-arginine组陷窝面积为对照组的91%(P<0.05),0.6g/LL-arginine组为对照组的80%(P<0.05),1.0g/LL-arginine组为对照组的69%(P<0.01)。结论:采用骨髓诱导法培养的破骨细胞数量多、纯度高,且具有明显的骨吸收功能。L-arginine抑制破骨细胞增殖,抑制破骨细胞骨吸收功能,并呈剂量相关性。     

猕猴组织工程化骨构建及其修复异体骨缺损的放射学评估

目的 用生物衍生骨材料和同种异体骨髓基质干细胞( MSCs)构建组织工程化骨并从放射学评估其植入猕猴体内修复长骨大段骨缺损的效果. 方法 于猕猴胫骨结节抽取 MSCs并使诱导分化为成骨样细胞,培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨,植入 15只异体猕猴桥接桡骨 2.5 cm节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;另取 2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组.术后 3, 6, 12周时双侧前臂正侧位摄 X线片,空白组于术后 12, 24周摄 X线片,用放射影像学评分和图像分析 X线阻射影比较骨缺损的修复情况. 结果 实验组骨缺损放射影像学评分以及新生骨痂的密度在 3, 6, 12周均优于对照组.空白组术后 24周骨缺损均无愈合. 结论 生物衍生材料和同种异体 MSCs构建组织工程化骨植入猕猴桥接大段骨缺损可使骨缺损达较快修复.     

组织工程化肌腱修复喙锁韧带术后的短串联重复位点检测

目的 用短串联重复位点检测方法,评价组织化肌妥临床应用修复喙锁韧带损伤的效果。方法 １９９９年９月采用人胚肌腱细胞与材料体外复合增减鸺建组织工程化肌腱,修复喙锁韧带损伤。术后６个月,行内固定取出术时,钳取微量组织作组织学观察,并提取ＤＮＡ,并提取ＤＮＡ,检测Ｄ２Ｓ１７５４,及Ｃｙａｒ０４基因座。结果 患者术后功能恢复良好,无局部及全身免疫排斥反应,Ｄ２Ｓ１７５１及Ｃｙａｒ０４基因座电泳分型中含有非