口腔医学中组织工程骨修复骨量不足的研究进展

在口腔医疗实践过程中,常遇到骨量不足的问题。目前,临床应用的植骨材料包括自体骨、异体骨、异种骨和生物医学材料等,每种植骨材料均有其特定的优势但又存在着各自的不足。近年来,随着组织工程学的发展,使组织工程骨替代传统植骨材料用于修复口腔颌面部的骨量不足成为可能。本文就目前在此方面的科研和临床研究进展作一综述。     

构建含人脑源性神经营养因子基因的逆转录表达载体及其在成纤维细胞中的表达

目的 构建含有人脑源性神经营养因子(human brain-derived neurotrophic factor,hBDNF)的逆转录病毒载体pLXSN(hBDNF-pLXSN),鉴定hBDNF生物活性.方法 提取自愿捐献5月龄胎儿脑组织基因组mRNA,应用RT-PCR技术获得hBDNF基因序列,体外构建hBDNF-pLXSN感染的成纤维细胞NIH/3T3.对其进行病毒滴度检测,采用免疫组织化学染色鉴定NIH/3T3细胞中hBDNF的表达.通过对PC12细胞和大鼠背根神经节的培养,分析hBDNF生物学活性.结果 测序结果表明成功构建了hBDNF-pLXSN.被感染的NIH/3T3细胞免疫组织化学染色显示胞浆中有hBDNF表达.hBDNF-pLXSN具有促进PC12细胞增殖的作用,并可以使培养的背根神经节长出神经突.结论 hBDNF-pLXSN病毒可以感染NIH/3T3细胞并使其表达和分泌具有生物学活性的hBDNF,可以作为面瘫基因治疗研究的工具.     

人脐带间充质干细胞来源的外泌体促进小鼠成骨前体细胞增殖与分化

 

目的 提取人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hucMSCs)来源的外泌体(hucMSC-exo),观察其对小鼠成骨前体细胞(mouse osteoblast progenitor cells, mOPCs)的作用。方法 体外分离培养hucMSCs,超速离心法收集外泌体;采用CCK8试剂盒检测不同浓度梯度hucMSC-exo对mOPCs增殖的影响,碱性磷酸酶活性检测以及茜素红染色观察不同浓度梯度hucMSC-exo对mOPCs矿化的影响。结果 成功提取hucMSCs,呈现旋涡状贴壁式生长,形态呈长梭形,具有多向诱导分化潜能。HucMSCs来源的外泌体呈圆形、椭圆形,大小在80 nm左右最多,阳性表达CD9,CD63。CCK8法结果显示5、10 μg/ml的hucMSC-exo可以显著地促进mOPCs在体外的增殖(P<0.05),碱性磷酸酶和茜素红染色结果发现5、10 μg/ml的hucMSC-exo组可以明显提高mOPCs碱性磷酸酶活性及钙化结节的形成,且10 μg/ml的外泌体浓度作用强于5 μg/ml,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 成功提取了hucMSCs及hucMSC-exo,hucMSC-exo可以以浓度依赖的方式促进mOPCs的增殖与成骨分化。

     

大鼠牙髓干细胞的基本细胞学特征以及增殖和矿化能力：分化为牙本质样细胞的可能性

目的：实验观察大鼠牙髓干细胞的基本细胞学特征和增殖及矿化特性。方法：实验于2003-07／10在军事医学科学院组织工程研究中心实验室完成。采用光学显微镜观察大鼠牙髓干细胞生长变化。①细胞爬片固定后用苏木精-伊红染色观察细胞的基本形态，②采用四甲基偶氮唑盐法对大鼠牙髓干细胞和骨髓间充质干细胞的生长及增殖能力进行检测比较。③应用矿化液对大鼠牙髓干细胞进行诱导并采用Von Kossa染色的方法检测大鼠牙髓干细胞矿化能力。结果：①大鼠牙髓干细胞基本形态特征：为成纤维细胞样生长。细胞呈梭形，密集区细胞形态多样，可见多角形或椭圆形细胞密集排列。②细胞生长曲线及群体倍增时间：大鼠牙髓干细胞群体倍增时间为：58．3h；骨髓间充质干细胞的生长较牙髓干细胞旺盛，其群体倍增时间为：41．8h。③大鼠牙髓干细胞矿化能力：Von Kossa染色可见细胞密集区为黑褐色，呈结节状分布，表明有钙化结节形成。结论：大鼠牙髓干细胞形态正常，虽比骨髓间充质干细胞稍弱，但仍具有较强的增殖性能，还有一定的矿化能力，说明在一定条件下可向牙本质样细胞分化。     

利用骨髓间充质干细胞膜片原位构建“三明治”样组织工程牙周膜的实验研究

目的：探讨骨髓间充质干细胞（ BMSC）膜片与胶原膜构建的“三明治”样结构植入体内后牙周膜的再生情况。方法制备BMSC细胞膜片,与胶原膜构建夹层结构复合于牙根表面,植入原位生长,分别于4和12周取材,利用X片、HE和天狼星红染色观察牙周膜的再生情况。结果相比单纯胶原膜组和空白对照组,实验组在牙根与牙槽骨间形成了清晰的软组织间隙,且有类Sharpey纤维存在,即形成了功能性牙周膜。结论细胞膜片－胶原膜－细胞膜片的“三明治”样夹层结构可较好地促进牙周膜再生。     

牙髓干细胞研究进展

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，它包括胚胎干细胞和成体干细胞。牙髓干细胞具有成体干细胞所界定的两大特征：较强的自我更新能力和分化潜能。牙髓干细胞因具有临床取材容易并可特异性地分化为牙体矿化结构等特性，目前正受到广泛关注。     

重建牙本质-牙髓复合体样结构的实验研究

目的 采用组织工程学的方法重建牙本质-牙髓复合体样结构。方法以大鼠牙髓干细胞为种子细胞，将羟基磷灰石-磷酸三钙（HA-TCP）复合支架材料接种至裸鼠背部皮下，8周后取材进行组织学及免疫组织化学检测。结果移植物组织学切片可见支架材料孔隙内有3层组织结构，由外向内分别为矿化牙本质、前期牙本质及牙髓组织，其中牙本质小管明显，牙髓组织外层细胞密集，部分出现极化，呈现出成牙本质细胞样细胞特征。免疫组织化学染色证实人牙本质特异性蛋白、DMP1在前期牙本质区及成牙本质细胞样细胞为阳性表达。结论采用牙髓干细胞为种子细胞、HA-TCP为支架材料可成功构建牙本质-牙髓复合体样结构，为进一步进行牙齿组织工程再造奠定基础。     

肌肉组织工程的基础研究-肌肉冻伤模型的建立

目的 为研究卫星细胞在表情肌修复中的作用,需要建立动物模型.本实验通过冷冻的原理建立肌肉冻伤模型,并研究该模型在肌肉组织工程研究中的可行性.方法 取18只8周龄C57小鼠随机分6组,采用液氮冷冻头冷冻腓肠肌的中下部分,每次40s,通过2个冻融周期,建立C57小鼠腓肠肌的冻伤模型.分别于3天,1、2、4、6、8周取材,通过采用苏木精-伊红染色观察骨骼肌受冻伤后肌组织病理变化,研究肌肉在冻伤下的自我修复能力和冻伤后组织学变化,确定植入卫星细胞的最佳时机.结果 实验证实冷冻条件下可以造成肌肉的完全性损坏,4周后肌肉的原有结构完全消失,8周后表现为均质的变性,没有再生现象.2-4周是移植细胞的最佳时机.结论 冻伤后骨骼肌内未发生白体的修复,并且保留了肌肉原有的肌膜样结构.有利于研究植入卫星细胞的生物学活性,可以作为肌肉细胞移植的模型.