一种用于骨组织工程研究的加载装置

力学环境对骨内细胞的生物学行为有重要影响。无论是体内还是体外培养,骨组织的生长、发育都依赖力学环境。根据骨组织生理调节中的力学感知、传导、传质机理,研制一种用于骨组织工程研究的加载装置。该装置可为体外骨组织培养提供生理范围内不同大小、频率的应变及不同的应变波形,特别是对有一定强度的硬支架(与松质骨、密质骨强度相当)也能满足生理应变的要求。采用弹性较优的合成塑料作为参考支架进行有效性检测,结果表明在支架材料上此装置产生正常的生理应变,且重复精度高。装置使用智能材料-压电陶瓷作为动力来源,通过计算机控制实现了骨支架材料骨生理水平应变的精确控制。此装置将为工程化骨组织构建中载荷影响的研究提供方便。     

用多次酶消化法体外培养的大鼠成骨细胞及其鉴定

目的 针对目前体外培养成骨细胞方法的不足,建立一种理想的原代培养成骨细胞的方法,为骨替代材料的研究提供成骨细胞.方法 本实验用新生1～2天大鼠颅盖骨,采用多次酶消化法进行细胞体外培养.倒置显微镜观察细胞形态,并对其碱性磷酸酶（ALP）活性及矿化能力进行鉴定.结果 所培养细胞具有成骨细胞的形态学特征及体内成骨细胞的生物学行为.结论 本实验体外培养成骨细胞的方法切实可行,可为骨替代材料的研究提供种子细胞,也可为骨细胞生物学和骨组织工程的研究提供一种客观而有效的实验手段.     

高重力下成骨细胞的力学生物学响应

骨适应性力学环境中,成骨细胞作为骨形成的主要功能细胞,也是感应力学载荷的主要细胞之一。目前随着科技的发展,越来越多的航天员、飞行员等暴露于高重力环境中。为了更好了解和认识高重力下成骨细胞的力学生物学响应,综述高重力下成骨细胞形态及增殖、基因表达、细胞因子分泌以及信号转导通道等力学生物学方面的研究进展,为高重力环境下骨组织的力学生物学研究提供思路和准备。     

力学载荷对破骨细胞凋亡的影响及其调节机制

破骨细胞是参与骨代谢的基本功能细胞之一.破骨细胞在骨重建过程中主要承担旧骨组织的破坏和吸收,因此,破骨细胞凋亡的微小变化都可能会改变骨重建的进程.调节破骨细胞凋亡的因素有很多,如雌激素、二磷酸盐等生物化学因素,但力学载荷对于破骨细胞生物学活性影响的研究相对较少.综述了力学载荷对破骨细胞生物学活性的影响以及细胞凋亡与破骨细胞凋亡的调节.     

载荷作用下骨细胞分泌因子对成骨细胞和破骨细胞的调节

骨细胞是骨组织主要的力学感受及转导细胞,它们通过众多突触结构相互连接,形成庞大的骨稳态细胞调控网络,联系着成骨细胞、破骨细胞等骨基质表面细胞。骨细胞通过旁分泌途径影响成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收来调节骨代谢,维持骨更新。针对骨细胞在受到力学刺激后分泌或释放的一些信号分子或蛋白因子对成骨细胞和破骨细胞生长分化的影响,本文综述近年来关于受力学刺激的骨细胞如何与成骨/破骨细胞进行通讯,为骨细胞生物力学研究提供新思路。     

成骨细胞培养在骨组织工程和运动领域的研究进展

背景：成骨细胞在不同的培养环境、细胞因子刺激下增殖、分化及功能不同。 目的：总结成骨细胞体外培养技术与成骨细胞增殖速度的研究进展。 方法：检索1990/2011PubMed数据及万方数据库有关运动、成骨细胞培养和骨组织工程等方面的文献,英文检索词为“exercise, Osteoblast raise method”,中文检索词为“运动,成骨细胞,骨组织工程”。排除与研究目的无关和内容重复者。保留29篇文献做进一步分析。 结果与结论：骨组织工程构建中种子细胞的选择方式、支架材料的不同形式、细胞因子、培养环境、力学因素都对成骨细胞的培养有重要影响。构建骨组织工程中成骨细胞在不同的培养环境、细胞因子刺激下会有不同的增殖能力和分化结果。成骨细胞的增殖速度与旋转壁式生物反应器提供的低剪力环境、适宜的细胞因子、细胞支架的选择密切相关。 关键词：成骨细胞;培养;骨组织工程;运动;细胞增殖 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.11.033     

骨内液体流动生物力学的研究进展

骨重建是以骨形成和骨吸收为特征的重要生理过程,人们早已发现骨组织受到力学载荷作用后,会通过骨重建过程优化其结构以适应变化的载荷环境。目前已有大量研究证实,载荷作用下骨内孔隙结构中的液体会发生流动,所产生的流体剪切力是使骨组织细胞产生生物学响应的主要因素。本文综述了近年来骨内液体流动方面的相关研究进展和成果,主要包括流体刺激下骨组织细胞的生物学响应,骨孔隙中的压力及其对液体流动的影响,以及骨内液体流动的实验、理论及数值模拟研究,并对骨内液体流动研究未来的发展趋势加以分析和展望。     

骨髓基质干细胞复合煅烧骨的皮下成骨

背景：研究证明骨髓基质干细胞与煅烧骨支架材料结合后可形成组织工程化骨,但在动物体内的生物相容性及皮下诱导成骨的能力国内报道较少。 目的：观察骨髓基质细胞复合异种煅烧骨植入BALB/c裸鼠背部皮下的成骨性能及煅烧骨材料作为组织工程骨支架材料的可行性。 方法：选用经脱脂及脱蛋白处理后高温煅烧形成的骨支架材料与梯度密度离心法分离培养至第3代的羊骨髓基质干细胞构建细胞-煅烧骨复合物植入BALB/c裸鼠背部皮下,选同期对侧背部皮下植入单纯煅烧骨为对照组。 结果与结论：煅烧后的松质骨块为白垩色,表面呈蜂窝状多孔结构,保留了天然松质骨的多孔状空间结构。骨小梁结构完整,孔隙相互连通。骨髓基质干细胞接种到煅烧骨后24 h可见大量细胞黏附于支架上,7 d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清,细胞能在材料上良好地黏附、增殖与生长,细胞活性未受到支架材料的影响。植入4周后,两组均可见煅烧骨边缘出现少量残片,细胞-煅烧骨复合物组煅烧骨孔隙周边可发现骨细胞,对照组煅烧骨表面可见纤维结缔组织包绕。植入后8周,两组均可见到煅烧骨部分降解为片状类骨质,周围有成纤维细胞包绕,排列紧密,形态多样,细胞-煅烧骨复合物组煅烧骨孔隙内可见煅烧骨表面有排列成行的成骨细胞,孔隙间有散在淋巴细胞浸润。对照组标本可见孔隙内有大量结缔组织长入,未见明显成骨迹象。结果说明,经高温煅烧后的松质骨材料,具有良好的生物相容性和生物安全性,可作为骨髓基质干细胞的良好载体,复合后植入体内能够诱导新生骨组织形成,可作为骨缺损组织工程修复的支架材料。     

生物衍生骨在骨组织工程研究中的应用

支架材料的选取是骨组织工程研究的关键 ,生物衍生骨具有较好的生物相容性和材料界面 ,三维立体孔隙 -网架合理 ,可塑性强 ,可降解 ,并具备一定的力学强度 ,兼备良好的骨传导及一定的骨诱导能力。可作为种子细胞的支架材料应用于骨组织工程研究。     

重组骨脱细胞细外基复合Wistar大鼠成骨细胞体外培养的形态学观察

目的新型重组骨脱细胞细胞外基质(REAECM)的制备及其细胞相容性的初步检测,为骨组织工程寻找一种新型的细胞外支架提供实验依据。方法应用体外细胞培养技术,对鼠成骨细胞和REAECM体外进行联合培养1-4周,通过相差显微镜、光镜、电镜观察细胞在材料中的生长情况。结果成骨细胞可以在REAECM上发生良好的黏附、增殖,并且可以长入REAECM的孔隙内。结论REAECM可作为构建组织工程骨的一种较好的支架材料,具有网状孔隙结构;在体外和成骨细胞复合培养时表现出良好的细胞相容性,可以作为一种天然的骨组织替代材料。     

兔骨髓基质细胞诱导成骨细胞复合同种异体生物衍生骨实验研究

目的探讨体外培养的骨髓基质细胞与自体来源的生物衍生骨复合后的生长特性，为进一步研究骨髓基质细胞作为种子细胞，以及探索一种良好的支架材料提供实验依据。方法分离纯化兔骨髓基质细胞并诱导成成骨细胞后与同种异体来源的生物衍生骨复合后体外培养，并在相差显微镜和扫描电镜下观察其生长情况。结果骨髓基质细胞在生物衍生骨上贴附生长、增殖良好。结论骨髓基质细胞可作为骨组织工程的理想种子细胞，与生物衍生骨复合后可作为骨组织工程的载体。     

兔脂肪源性干细胞的成骨诱导及其与异种松质骨的生物相容性研究

探讨异种松质骨作为支架材料的前景,并观察其与成骨诱导前后脂肪源性干细胞的生物相容性。取兔脂肪源性干细胞,诱导成骨并检测。将诱导成骨和未诱导的脂肪源性干细胞接种至松质骨支架上。扫描电镜观察,并计算细胞24 h的贴壁率。将细胞-支架复合物及单纯支架分别植入家兔皮下,10天后处死取材,HE染色行组织学分析。结果表明:兔脂肪源性干细胞在体外诱导培养后,碱性磷酸酶含量升高,诱导2周后茜素红染色阳性,提示脂肪源性干细胞向成骨方向分化。扫描电镜观察显示:诱导成骨和未诱导的脂肪源性干细胞均能与异种松质骨支架材料复合良好,二者24 h的贴壁率差别无统计学意义。由此说明:脂肪源性干细胞能够在体外诱导成骨,且异种松质骨支架材料与其有良好的生物相容性,提示脂肪源性干细胞能够作为骨组织工程的种子细胞,同时也提示异种松质骨能够作为支架材料用于骨组织工程研究。     

生物衍生骨在骨组织工程研究中的应用

支架材料的选取是骨组织工程研究的关键，生物衍生骨具有较好的生物相容性和材料界面，三维立体孔隙-网架合理，可塑性强，可降解，并具备一定的力学强度，兼备良好的骨传导及一定的骨诱导能力。可作为种子细胞的支架材料应用于骨组织工程研究。     

骨组织工程中的应力与生长

力学环境是骨组织所处的重要微环境之一 ,应力 (应变 )可促进细胞增殖 ,引起细胞骨架重排及细胞形态的变化 ,加速细胞基质矿化 ,刺激细胞因子及骨代谢激素的分泌 ,从而调节骨代谢、促进骨组织的生长与重建。但体外培养时 ,应力(应变 )水平和细胞反应程度间的关系及细胞间信号转导等的机制还不是十分清楚 ,而这些都是体外培养组织所必须解决的问题 ,因此 ,本文综述了应力对骨组织及成骨细胞、软骨细胞的影响与机理 ,对今后研究应力对骨组织工程化培养的影响具有十分重的意义     

骨组织工程中的应力与生长

力学环境是骨组织所处的重要微环境之一，应力(应变)可促进细胞增殖，引起细胞骨架重排及细胞形态的变化，加速细胞基质矿化，刺激细胞因子及骨代谢激素的分泌．从而调节骨代谢、促进骨组织的生长与重建。但体外培养时，应力(应变)水平和细胞反应程度间的关系及细胞间信号转导等的机制还不是十分清楚，而这些都是体外培养组织所必须解决的问题，因此，本综述了应力对骨组织及成骨细胞、软骨细胞的影响与机理，对今后研究应力对骨组织工程化培养的影响具有十分重的意义。     

自制小牛脱蛋白松质骨与兔皮质骨来源成骨细胞的生物相容性

背景：异种脱蛋白骨与宿主骨骼具有相同的结构,抗原性较低,不会或很少引起宿主免疫反应。 目的：观察自制小牛脱蛋白松质骨与兔皮质骨来源成骨细胞的生物相容性。 方法：将自制小牛脱蛋白松质骨与新西兰大白兔成骨细胞复合培养,设单纯成骨细胞对照组,观察细胞生长、支架材料降解及细胞与支架材料附着情况。 结果与结论：小牛脱蛋白松质骨为多孔网状,孔隙互相通连,细胞在其上附着、生长、增殖。复合培养第3天,有较多的细胞黏附并铺展在支架上;第6天,细胞在支架上完全伸展,呈长梭形;第10天细胞分泌较多基质,重叠生长并连接成网状。实验组复合培养9,12 d时成骨细胞的增殖及分泌情况明显优于对照组(P < 0.05),碱性磷酸酶活性与骨钙素表达高于对照组(P < 0.05)。表明兔皮质骨成骨细胞增殖和成骨能力强,自制的小牛脱蛋白松质骨具有骨诱导性,二者复合具有良好的生物相容性。     

纳米生物材料及其表面对成骨细胞生物学行为影响的研究进展

骨组织工程是再生医学的重要组成部分，支架材料和种子细胞是其关键。近年来，随着纳米技术等相关学科的发展，在骨组织工程领域，研究人员对成骨细胞株的选择和培养、纳米材料的元素组成、表面形态、表面粗糙度及表面改性等方面进行了大量研究，并在纳米材料对成骨细胞生物学行为的影响方面取得了重要的研究成果和进展，本文对近年来在该领域内的研究进展作一综述。     

流体剪切力对骨组织细胞作用的研究进展

骨组织细胞包括成骨细胞、破骨细胞、骨细胞和骨衬细胞。在体内生理条件下,流体剪切力可能是这些细胞受到的最主要的力学刺激。近年来对流体剪切力影响骨组织细胞的研究取得了较大的进展,相关研究主要集中在流体剪切力引起骨组织细胞的细胞内信号分子、细胞内钙信号、细胞间隙连接和细胞骨架系统改变这几个方面,同时,流体剪切力会引起骨组织细胞间的相互作用的改变。本文就这些方面的重要研究内容做简要综述。     

快速成形技术在骨组织工程领域的应用进展

在骨组织工程中 ,具有高孔隙率的人工细胞外基质或支架是骨组织细胞 (成骨细胞、破骨细胞和骨细胞 )黏附、增殖、分化和骨组织的形成必不可少的条件 ,传统的支架材料由于缺乏应有的机械强度、相互连通的孔道和可控的孔隙率或通道尺度而缺乏实际应用价值 ,因此寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一 ,本文对目前正在不断发展的快速成形技术在骨组织丁程中的应用现状进行了综述。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景：观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。 目的：观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。 方法：取新生24 h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9 d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。 结果与结论：纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。