力学刺激对人骨髓间充质干细胞／聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物生物学性状的影响

背景:研究表明离心力等力学刺激对细胞的功能活动及人体组织器官的正常发育具有重要影响,而且力学刺激也影响骨髓间充质干细胞的分化.目的:观察施加不同稃度离心力对人骨髓问充质干细胞,聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物生物学件状的影响.设计、时间及地点:细胞-组织工程学体外实验,于2008-05/12在解放军南京军区福州总医院实验科及病理科完成.材料:骨髓来源于因骨不连行自体髂骨移植的患者,由解放军南京军区福州总医院骨二科提供.聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物为济南岱罡生物公司产品.方法:自人体髂骨抽取骨髓15 mL,密度梯度离心法体外分离培养骨髓间充质干细胞,传至第3代制成2×1010L-1细胞悬液,均匀接种到聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物上,5 d后加入软骨细胞诱导液.设立4组:3个受力组于离心管内培养,分别施加100g,200g,300g离心力,2次/d,30 min/次.间隔 12 h,受力4周;静止组于6孔板内常规培养.主要观察指标:骨髓间充质干细胞与聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物的黏附情况,复合物Ⅱ型胶原的表达及蛋白聚糖含量.结果:人骨髓间充质干细胞与聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物黏附性良好,能在聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物上生长并分泌基质.离心培养4周后,各受力组形成的复合物体积无收缩,且200 g受力组体积最大,弹性较好;静止组复合物体积收缩,弹性也较各受力组差.200 g受力组苏木精-伊红染色后出现大量的软骨陷窝样结构,偶见同源细胞群,Ⅱ型胶原免疫组化染色后可见较多呈黄色的软骨细胞特异性基质Ⅱ型胶原;余3组形成的陷窝样结构及Ⅱ型胶原均较少.与静止组比较,体外培养4周各受力组复合物分泌的蛋白聚糖含量均明显升高(P＜0.05):与200 g受力组比较,100 g,300 g受力组复合物分泌的蛋白聚糖含量均明显降低(P＜0.05):100 g,300 g受力组间比较无明显差异.结论:入骨髓间充质干细胞与聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物具有良好的黏附性能.在软骨细胞诱导液存在的前提下,加适当的力学刺激更有利于骨髓间充质干细胞向软骨细胞转化,200 g离心力是较佳的力学刺激条件.

Effects of various mechanical stresses on biological characteristics of human bone marrow stem cells/Poly(DL-lactide-co-glycolide)