骨髓间充质干细胞于软骨组织工程的应用

关节软骨缺损在骨科临床十分常见,目前临床修复软骨缺损的方法很多,但是由于各自固有的缺陷难以达到满意的临床效果,因此探索软骨缺损的修复方法一直是人们不断深入研究的课题。软骨组织工程的发展为软骨缺损的修复提供了新的途径。种子细胞和支架材料是软骨组织的两个基本要素,根据近年来软骨组织工程的研究进展和方向,从骨髓间充质干细胞的诱导方式、诱导机制及研究进展方面进行探讨,证明骨髓间充质干细胞作为种子细胞构建组织工程软骨的优越性。     

骨髓间充质干细胞与壳聚糖复合修复关节软骨损伤

背景：创伤等导致的关节软骨缺损是国内外骨科界面临的难题,组织工程学技术为软骨缺损的修复提供了新方法。 目的：探讨壳聚糖-骨髓间充质干细胞复合材料修复兔膝关节软骨缺损的可行性。 方法：将培养的兔骨髓间充质干细胞种植到壳聚糖支架上体外构建壳聚糖-骨髓间充质干细胞复合材料,移植到兔关节软骨缺损处为实验组,不予以特殊处理为对照组。术后6,12周,大体观察以及甲苯胺蓝染色评定两组软骨组织修复情况。 结果与结论：术后6周,对照组仅有纤维组织增生,实验组关节软骨缺损处有软骨样组织生成。术后12周,对照组软骨缺损边缘可观察到少量类透明软骨组织,实验组缺损区完全覆盖有光滑、透明软骨组织。术后12 周,对照组甲苯胺蓝染色较淡,有少量软骨组织生成,实验组甲苯胺蓝染色较明显,缺损完全被透明软骨组织所覆盖,软骨细胞较多。结果表明兔骨髓间充质干细胞-壳聚糖支架复合材料能更好的引导软骨组织的生成,促进软骨缺损修复。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

丝素蛋白/羟基磷灰石材料复合骨髓间充质干细胞构建组织工程化软骨

背景：随着组织工程的兴起,软骨损伤的修复可能性显著地提高,但单一的支架材料均不能符合理想支架,有一定的局限性。 目的：观察骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石构建组织工程化软骨的可行性。 方法：体外分离培养骨髓间充质干细胞,并定向诱导成软骨细胞,与丝素蛋白/羟基磷灰石复合培养,构建膝关节胫骨平台全层关节软骨缺损。54只大白兔单侧膝关节全层软骨缺损模型后随机抽签法分为3组,复合组植入细胞-丝素蛋白/羟基磷灰石复合物;材料组植入单纯丝素蛋白/羟基磷灰石,对照组不行任何植入。植入后8,12周CT检查及组织学检查观察软骨缺损修复情况。 结果与结论：植入后8周,复合组关节面不平整,关节间隙增大,形成新生类软骨细胞,基质丰富。材料组关节面塌陷,软骨细胞少量增殖。植入后12周,复合组关节面平整,关节间隙如常。大量软骨细胞出现,与周边软骨色泽一样,支架材料完全降解。材料组关节面不平整,软骨细胞不完全充填,支架材料部分降解。对照组未见修复。提示用骨髓间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,显示了丝素蛋白/羟基磷灰石材料作为关节软骨组织工程支架材料的良好生物相容性。     

胶原海绵上诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的体外实验研究

研究在胶原海绵上间充质干细胞(M SC s)向软骨细胞的定向诱导,以及其对M SC s细胞增殖力、细胞周期的影响,为临床应用胶原海绵作为M SC s支架、修复软骨缺损奠定基础。取大鼠股骨骨髓,经梯度离心法和贴壁法分离M SC s,用加有转化生长因子1β10 ng/m l、地塞米松1-0 7m o l/L、转铁蛋白3 m g/m l、胰岛素2 m g/m l的诱导因子培养基分别在胶原海绵、培养板中进行诱导,14 d后免疫组化检测II型胶原分泌情况,四甲基偶氮唑蓝(M TT)法比较两者之间细胞增殖情况,流式细胞仪(FCM)检测各组细胞周期。14 d后,胶原海绵上及培养板中均诱导出表达II型胶原的软骨细胞,M TT法检测胶原海绵诱导组,和培养板诱导组细胞增殖值分别为0.9213±0.0312和0.5875±0.0258,两者间有显著性差异(P<0.05),FCM检测胶原海绵各组S期 G2/M期百分率,发现其与培养板中同期细胞相比有显著性差异(P<0.05),各组均未发现异倍体。结果表明在胶原海绵上,M SC s能定向诱导为软骨细胞,细胞增值能力更强,M SC s细胞DNA合成、细胞分裂增加,无异倍体产生,可作为一种较为理想的组织工程学支架。     

骨髓间充质干细胞修复软骨缺损的应用前景

背景：骨髓间充质干细胞是一种非造血性成体干细胞,主要存在于骨髓,具有很强的增殖能力和多向分化潜能,临床应用前景广阔。 目的：对促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的生长因子、生物支架等方面的最新研究进展进行综述。 方法：以“cartilage defects,tissue engineering,biological scaffolds,bone marrow mesenchymal stem cells,cytokines”和“软骨缺损,组织工程,生物支架,骨髓间充质干细胞,细胞因子 ”为检索词,由第一作者检索1990至2014年PubMed和中国知网数据库,查阅近年骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的相关文献,最终保留51篇文献进行分析。 结果与结论：骨髓间充质干细胞具有向软骨细胞分化的潜能,目前许多细胞因子可以促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化,很多生物支架可以作为骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的载体。但是骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究还在探索过程中,真正进入临床还有许多亟待解决和深入探究的问题。     

骨髓间充质干细胞在鸡蛋膜为支架材料上复合培养的实验研究

目的探讨鸡蛋膜作为组织工程支架材料同大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells．BMSCs）复合培养的可行性。方法利用材料试验机对鸡蛋膜进行力学性能评价；用浓度0．1mol／L HCl预制鸡蛋膜支架材料且复合Ⅰ型胶原后，采用梯度离心法分离大鼠骨髓间充质干细胞；将第2代的BMSCs同鸡蛋膜支架材料复合培养，连续培养7、14d后分别用扫描电镜观察。结果鸡蛋膜具有一定的力学强度；细胞同鸡蛋膜复合培养后容易贴附生长，7d后鸡蛋膜表面有大量的细胞生长，14d后细胞连接成片且鸡蛋膜网状孔隙中有大量的细胞生长。结论鸡蛋膜具有良好的力学特性，同时又具有空间网状结构，适合细胞生长、增殖，是作为组织工程的理想支架材料之一。     

Ⅰ/Ⅲ型胶原膜联合自体骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨缺损

背景：研究表明Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原都有利于骨髓间充质干细胞的黏附、增殖和分化。 目的：观察Ⅰ/Ⅲ型胶原膜联合自体骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨缺损的可行性。 方法：取24只新西兰大白兔制作双膝股骨滑车直径3.8 mm、深2 mm关节软骨缺损模型,分为2组：实验组缺损区植入Ⅰ/Ⅲ型胶原膜-自体骨髓间充质干细胞复合物,对照组缺损区植入单纯Ⅰ/Ⅲ型胶原膜。 结果与结论：膝关节股骨标本组织学染色显示,实验组植入8周时为类透明软骨修复,12周时接近于正常软骨;对照组植入8周时以纤维样组织修复为主,12周时为纤维软骨修复。实验组植入后8,12周组织学评分均明显高于对照组(P < 0.001)。表明运用Ⅰ/Ⅲ型胶原膜-自体骨髓间充质干细胞复合物可修复关节软骨缺损。     

骨髓间充质干细胞治疗骨科常见病的研究进展

骨髓间充质干细胞主要存在于骨髓中并保持干细胞的多项分化潜能,因其在一定条件下在体内外可分化为骨、软骨,加之细胞本身的特性,已经被应用于治疗如骨缺损、股骨头坏死和椎间盘突出等一些骨科常见病。骨髓间充质干细胞治疗骨科常见病目前还处于起步阶段,但有着广阔的前景,同时还有许多问题有待解决。本文就骨髓间充质干细胞治疗骨科常见病的研究进展作一综述。     

骨髓间充质干细胞用于软骨组织工程的研究进展

细胞移植技术治疗软骨损伤已成为一项新兴的组织工程学研究热点.骨髓间充质干细胞由于其具有扩增快、便于分离提纯、可以体外诱导分化成为软骨细胞的特性,有可能成为组织工程化软骨的新型种子细胞.随着骨髓间充质干细胞应用于软骨组织工程研究的深入,结合近年的研究文献和成果,就骨髓间充质干细胞的诱导微环境和诱导方式的研究进展进行综述,探讨骨髓间充质干细胞作为种子细胞在构建组织工程软骨中的优越性.     

骨髓间充质干细胞分离培养的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我增殖能力和多向分化潜能。随着对其细胞免疫学研究的深入 ,目前已建立了多种分离纯化并扩增的方法 ,为其在细胞工程和组织工程上的应用提供了基础     

多孔钽棒表面犬骨髓间充质干细胞的附着与增殖

背景：具有高孔隙率及与骨小梁高度相似弹性模量的多孔钽棒,不仅可为股骨头提供有效机械支撑,还可在坏死区域增强再血管化,降低应力遮挡,为骨长入坏死区提供保证。 目的：为评价多孔钽棒的细胞相容性,观察犬骨髓间充质干细胞在多孔钽棒表面的附着与增殖。 方法：采用密度梯度离心法分离培养犬骨髓间充质干细胞,鉴定后取第3代细胞,以1.5×109 L-1的细胞浓度种植在多孔钽棒表面,联合培养5,10,15 d,分别采用倒置显微镜和扫描电镜观察细胞的附着与增殖情况。 结果与结论：①倒置显微镜：1-5 d 培养期内骨髓间充质干细胞开始增殖,材料近周细胞量少,远周细胞量较多;6-10 d 细胞明显增多并逐渐向材料移行,部分细胞贴附于材料边缘;14 d以后细胞连接成片,填充材料周边及凹陷,材料边缘部分区域还可见细胞层叠成团,出现细胞钙化灶。②扫描电镜：联合培养5 d,钽棒表面无细胞附着;联合培养10 d,细胞形态多样,分散在钽棒表面,细胞间无连接,有多个突起;联合培养15 d,细胞呈多角形,数量增多,连接成片,延展良好,可见多孔钽棒上的细胞分泌大量胶原纤维,细胞被大量细胞外基质包围,细胞形态多为梭形及多角形。结果表明犬骨髓间充质干细胞在钽棒表面有较好的黏附与增殖能力。     

成人骨髓间充质干细胞体外培养、鉴定与成骨诱导

背景：骨髓间充质干细胞具有自我增殖和多向分化潜能,然而间充质干细胞在骨髓中含量极少,体外纯化、扩增与成骨诱导是进行骨组织工程研究的关键。 目的：拟建立一套简便可靠的成人骨髓间充质干细胞体外培养及鉴定体系,并定向诱导其向成骨细胞分化。 方法：抽取髂前上棘处骨髓,采用密度梯度离心法与贴壁筛选法相结合,对骨髓间充质干细胞分离、纯化、培养并扩增。将地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素Ｃ配制成骨诱导液,将细胞分为成骨诱导组和空白对照组进行观察。 结果与结论：成人骨髓间充质干细胞呈典型的长梭形、纺锤状。8-11 d细胞进入快速增殖期,生长曲线呈S型,CD44、CD90均呈阳性表达,而CD34、CD45呈阴性表达。碱性磷酸酶活性随培养时间而增高,并在第12天达到高峰,成骨诱导组各时间点碱性磷酸酶活性均高于空白对照组。说明实验建立的成人骨髓间充质干细胞体外培养、鉴定及诱导成骨细胞分化体系可以获得纯度较高、成骨分化能力较好的间充质干细胞。     

骨髓间充质干细胞的分离培养及体外分化

随着组织工程和基因工程技术的发展,细胞替代治疗和基因治疗是近年来医学领域乃至整个生命科学领域中的研究热点和前沿,其中一个很关键的问题是选择一种能满足要求以及来源容易的种子细胞。     

骨髓间充质干细胞复合多肽凝胶及成软骨生成因子修复兔关节软骨缺损

背景：多肽水凝胶因为其具有良好的可塑型性,能够与损伤部位很好的无缝隙结合,所以采用该材料作为支架是骨、软骨组织工程中一种可行的探索。 目的：骨髓间充质干细胞联合新型可注射多肽凝胶及成软骨生成因子修复兔关节软骨缺损,观察其修复效果。 方法：首先分离培养兔骨髓间充质干细胞,兔左侧膝关节处制备直径5 mm,深3 mm的全层骨-软骨缺损模型;右侧造模后空置作为对照。实验分为3组,单纯自组装多肽凝胶移植组,自组装多肽凝胶+成软骨因子组和自组装多肽凝胶+成软骨因子+骨髓间充质干细胞组。采用的成软骨因子包括转化生长因子β1,地塞米松和胰岛素样生长因子1,三者混合后加入到自组装多肽凝胶或骨髓间充质干细胞中。于处理后12周时处死动物行大体及组织学观察、X射线摄片、免疫组织化学法进行组织学评分评估修复情况。 结果与结论：单纯自组装多肽凝胶移植在12周后显示出非常好的修复效果,可见番红O染色,Ⅱ型胶原蛋白免疫组织化学染色强度以及组织学评分明显高于其他组(P < 0.05)。自组装多肽凝胶+成软骨因子组修复效果较好,与自组装多肽凝胶组相似,但其修复区域蛋白聚糖表达比对照组明显升高(P < 0.01)。自组装多肽凝胶+成软骨因子+骨髓间充质干细胞组修复效果不佳,12周未能完全修复缺损区域,与单纯自组装多肽凝胶组比较骨赘的形成有所增加。结果表明,单纯自组装多肽凝胶能够在原位修复骨软骨缺损并促进软骨修复,提示以自组装多肽凝胶支架移植有望提高目前修复软骨缺损的效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

真皮脱细胞基质复合骨髓间充质干细胞修复比格犬关节软骨缺损

BACKGROUND: Dermis-derived extracellular matrix, as a cartilage repair scaffold, provides a space for the growth of cartilage tissue, and promotes cell adhesion and proliferation. Bone marrow mesenchymal stem cells have the potential to differentiate into chondrocytes. Both of them used alone have disadvantages.     

人关节液促进骨髓间充质干细胞的定向分化

背景：目前的众多研究都是通过体外加入生长因子诱导骨髓间充质干细胞分化,但该方法细胞因子用量大,成本高,随着培养次数的增加,其成软骨潜能明显降低。 目的：混合培养人关节液与人骨髓间充质干细胞,观察共培养系统对人骨髓间充质干细胞定向诱导分化的影响。 方法：采用全骨髓、贴壁培养法培养和分离人骨髓间充质干细胞,无菌操作下抽取健康志愿者的膝关节液,将其与P3代细胞混合用于实验,分为3组,关节液+完全培养基,关节液+人骨髓间充质干细胞+完全培养基,人骨髓间充质干细胞+完全培养基。每天在倒置显微镜下观察细胞形态变化和生长情况,分别于诱导后第7,14,21天行甲苯胺蓝染色检测和Ⅱ型胶原免疫组化染色检测。 结果与结论：人关节液与人骨髓间充质干细胞混合培养后,细胞增殖速度减慢,由长梭形变为多角形、椭圆形,细胞外基质呈甲苯胺蓝异染性阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。说明关节液对人骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化有正性促进作用,关节液中可能含有促人骨髓间充质干细胞向软骨细胞方向分化的物质。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景：丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性。脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复。 目的：观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果。 方法：取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109 L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石。其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况。 结果与结论：12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复。空白对照组缺损无明显修复。提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架。     

骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究进展

骨髓间充质干细胞(BMSCs)是存在于骨髓内的一种多能干结缔组织前体细胞,具有多向分化潜能,也是最有可能成为软骨组织工程的种子细胞来源。本文从BMSCs诱导成软骨细胞的方法和研究进展做一综述,如体外细胞团聚集诱导培养、体外单层细胞诱导培养、体外三维支架环境中诱导培养、体内软骨微环境诱导培养、和软骨细胞体外共培养诱导以及基因转染诱导培养等,这也是软骨组织工程研究中不可缺少的重要环节。     

骨髓间充质干细胞治疗骨关节病及脊髓损伤的研究现状

背景：目前,骨髓间充质干细胞已应用于临床上治疗骨关节疾病及脊髓损伤,乃至中枢神经系统病变等。 目的：分析骨髓间充质干细胞在骨关节病及脊髓损伤应用的现状。 方法：检索SCI数据库2002/2011有关骨髓间充质干细胞治疗骨关节病及脊髓损伤的文献,检索词为“干细胞(stem cells);骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs);骨细胞(osteocyte or bone cell);软骨细胞(chondrocyte);软骨缺损(cartilage defect);关节软骨(articular cartilage);组织工程(tissue engineering);股骨头坏死(femoral head necrosis);脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)”,对骨髓间充质干细胞治疗骨关节病及脊髓损伤的临床文献进行分析。 结果与结论：近年来,随着骨髓间充质干细胞研究的深入,干细胞应用于临床治疗骨科疾病成为可能。骨髓间充质干细胞主要存在于骨髓中并保持干细胞的多项分化潜能,因其在一定条件下在体内外可分化为骨、软骨,加之细胞本身的特性,已经被应用于治疗如骨缺损、骨不连股骨头坏死等一些骨科常见病。由于骨髓间充质干细胞的特性,使其在除组织工程外,创伤修复、细胞替代治疗、支持造血、基因治疗等方面的应用前景也相当广阔。     

骨髓间充质干细胞复合双相磷酸钙陶瓷对幼年大鼠软骨损伤修复的影响北大核心

背景:小儿股骨头坏死症的发病机制与压力负荷和炎症导致的髋关节软骨损伤有关。目的:观察骨髓间充质干细胞复合双相磷酸钙陶瓷对幼年大鼠软骨损伤修复的影响。方法:将30只1周龄SD雄性大鼠随机分为3组,即空白组、对照组和观察组。其中,空白组不进行任何处理,对照组和观察组采用改良Hulth方法制备幼年大鼠髋关节软骨损伤模型,观察组大鼠植入骨髓间充质干细胞复合双相磷酸钙陶瓷,对照组大鼠植入骨髓间充质干细胞复合羟基磷灰石陶瓷。植入后4周,观察各组关节软骨的病理学变化,采用MTT法和流式细胞仪测定各组软骨细胞的增殖和凋亡情况。结果与结论:①空白组关节软骨平滑、完整;对照组关节软骨损害明显,关节软骨表面破裂、缺损、凹凸不平,软骨四层结构不清晰;观察组关节软骨损伤得到一定程度的修复;②在相同观察时间点,观察组的细胞活性较对照组显著升高(均P<0.05),凋亡细胞比例显著降低(均P<0.05);③结果表明,骨髓间充质干细胞复合双相磷酸钙陶瓷能促进幼年大鼠软骨损伤的修复。