自体骨髓基质干细胞及可注射藻酸钙凝胶联合Mosaicplasly技术修复山羊膝关节股骨头大面积缺损

背景:目前修复软骨缺损的方法都存在修复组织数量不足,生物力学性能不佳,整合不良及供区并发症等缺陷.对于大面积的骨软骨复合缺损单独应用一种方法尚显不足.目的:观察组织工程方法复合Mosaicplasty技术用于修复大面积骨软骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2009-01/09在青岛大学医学院中心实验室完成.材料:体外培养并扩增健康成年雄性山羊的骨髓基质干细胞,收集约3×10~7细胞,加入1 mL藻酸钠溶液重悬形成骨髓基质干细胞一藻酸钙凝胶材料.方法:12只山羊用于制各膝关节股骨髁大面积骨软骨缺损模型,骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组使用自制Mosaicplasty器械,植入直径2 mm骨软骨柱镶嵌充填缺损,以自体骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶填充残余缺损和部分供区.Mosaicplasty组单纯用Mosaicplasty修复骨软骨缺损.对照组单纯制造缺损不修复.主要观察指标:①大体观察:术后4,8,16周分别切开关节观察修复效果.②组织学检查:术后16周取修复组织标本,行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色光镜下观察.③电镜观察:取16周修复组织行透射电镜检查.结果;术后16周时骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组移植物固定牢固,关节面平滑,移植物间界限消失,新生软骨组织类似于正常软骨,4-16周修复效果逐渐改善,优于其他各组.光镜观察细胞-凝胶新生软骨组织与移植软骨结合紧密,新生软骨细胞排列规整,细胞外基质分布均一.对照组无明显修复.透射电镜观察发现修复新生组织中细胞形态类似软骨细胞,细胞存在于排列紧密的纤维网格中,基质丰富.结论:使用自体骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶材料复合Mosaicplasty技术可促进骨软骨整合,改善其修复效果.     

藻酸盐凝胶三维培养条件下体外定向诱导骨髓间充质干细胞成软骨

背景:目前有关诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究不少,但选用何种生长因子调节以及如何保证其持续高效刺激尚处于探索阶段.目的:实验以软骨源性形态发生蛋白1(cartilage-derived morphogenetic protein 1,CDMP1)和转化生长因子β1(transforming growth factor-β 1,TGF-β1)作为主要诱导因子,通过三维培养微环境诱导,观察独立及联合应用时,促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞表型分化的能力.设计、时间及地点:体外观察实验,于2007-04/2008-04在辽宁医学院附属医院耳鼻喉实验室完成.材料:选择辽宁医学院附属第一医院自然流产或咪嗦流产的12-20周胚胎,胚胎的使用经孕妇同意.实验经医院医学伦理委员会批准.方法:无菌条件下取出胚胎股骨,用密度梯度离心法和贴壁法分离纯化人胚骨髓间充质干细胞,体外培养传代.采用特定的诱导培养液使骨髓间充质干细胞向软骨分化,按培养基内添加生长因子的为同分成4组:①联合诱导组:无血清的软骨诱导液+CDMP1(300 μ g/L)+TGF-β1(10 μg/L).②TGF-β1诱导组:无血清的软骨诱导液+TGF-β1(10 μg/L).③CDMP1诱导组:无血清的软骨诱导液+CDMP1(300μ g/L).④对照组:无血清的软骨诱导液.先进行单层细胞培养10 d,再置干藻酸盐凝胶中继续培养11 d.主要观察指标:①于培养21 d后倒置显微镜观察细胞在凝胶球中的生长和增殖情况.②二甲基亚甲基蓝比色法测定各组标本的铵聚糖含量.③免疫组织化学染色检测Ⅱ型胶原的表达.结果:第21天后,倒置显微镜观察藻酸盐凝胶呈现透明胶冻状,有黏性.加入不同生长因子的藻酸盐凝胶,细胞呈散在分布于凝胶介质中,呈现"悬浮"状态.第21天时联合诱导组铵聚糖含量、Ⅱ型胶原表达阳性率高于其他3组,差异有显著性意义(P＜0.05);TGF-β1诱导组、CDMP1诱导组铵聚糖含量、Ⅱ型胶原表达阳性率高于对照组,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:骨髓间充质干细胞在三维培养条件下,TGF-β1和CDMP1联合作用促进骨髓间充质干细胞成软骨的作用明显.     

兔骨髓基质干细胞在不同脱钙程度骨基质材料上的增殖

背景:脱钙骨基质具有天然网状孔隙结构,有较好的可塑性和生物相容性,但目前报道对制备脱钙骨基质所用的脱钙时间各异.目的:比较不同脱钙时间的脱钙骨基质对兔骨髓基质干细胞增殖的影响,为组织工程软骨筛选最佳支架材料.方法:取兔髂骨制成条块状,经反复脱脂后,分别脱钙处理6,12,24 h,乙醇浸泡2 d制得脱钙骨基质,置于24孔培养板中.取浓度为5×10~9L~(-1)的第3代兔骨髓基质干细胞悬液40 μL,接种于上述培养板不同脱钙时间的预湿材料上.扫描电镜下观察脱钙骨基质形态及其孔隙率、孔径,MTT法测定骨髓基质干细胞在脱钙骨基质上的增殖情况,扫描电镜下观察骨髓基质干细胞在脱钙骨基质上的黏附情况.结果与结论:脱钙骨基质呈天然的高密度孔隙网架结构,骨小梁、小梁间隙和骨内管腔系统同时存在,脱钙6,12,24 h的脱钙骨基质其孔隙率、孔径大小无明显差异(P>0.05).与脱钙12,24 h的脱钙骨基质比较,骨髓基质干细胞与脱钙6 h的脱钙骨基质复合更为紧密,细胞相容性最好.扫描电镜下,脱钙6 h的脱钙骨基质上生长的骨髓基质干细胞培养8 d后增殖稳定,适合移植,且细胞数量明显多于脱钙12,24 h的脱钙骨基质(P<0.01).     

藻酸钙凝胶复合骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨极量缺损

背景：课题组前期已经发现藻酸盐凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能在体内形成软骨,并能稳定分泌Ⅱ型胶原。目的：在前期工作的基础上,观察藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物修复大鼠颅骨极量缺损的效果。设计、时间及地点：配对对照观察实验,2004-01/2008-02在四川大学口腔疾病研究国家重点实验室完成。材料：将1.2%藻酸钠与骨髓间充质干细胞混匀后滴入氯化钙溶液,制备藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体。方法：SD大鼠24只,在其颅骨两侧各做一直径5mm的极量全层骨缺损,随机植入藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体（实验侧）及无细胞的藻酸钙凝胶（对照侧）。在术后4周和8周分别处死12只动物,取缺损植入处进行检测。主要观察指标：X射线检测成骨情况,苏木精-伊红染色及改良Masson三色染色观察组织学变化,透射电镜观察超微结构,同时进行Ⅰ型和Ⅲ型胶原免疫组织化学检测。结果：24只SD大鼠均进入结果分析。X射线检测发现,与对照侧相比,实验侧缺损的边缘有明显钙化密度增高表现。组织学、免疫组织化学检测均显示藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物中形成的组织呈现出交织状骨组织学特征,新骨量多而且结构酷似成熟骨。结论：藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能用于修复颅骨极量骨缺损。     

海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的体外细胞相容性

背景：采用仿生学原理，利用海藻酸钙、纳米羟基磷灰石及胶原按一定比例复合，制成一种可注射、可任意塑形且具有良好骨传导、骨诱导性的组织工程骨，其应用在微创外科技术中，具有组织损伤小、不破坏修复区血供、操作简便易行等优点。目的：验证海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞的相容性。设计、时间及地点：对比观察实验，于2008-02／05在南方医科大学珠江医院中心实验室完成。材料：2周龄健康新西兰大白兔用于骨髓基质干细胞的分离培养。海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料由清华大学材料系研制提供，孔隙率90％，孔径50～200μm。方法：选取生长良好的第5代兔骨髓基质干细胞与海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料体外复合培养。主要观察指标：共培养5d后倒置显微镜下观察细胞在材料表面、孔隙内的生长情况，扫描电镜下观察细胞在材料上附着情况。细胞和支架共培养后CCK-8法测定细胞活性。结果：骨髓基质干细胞能在海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料上良好地黏附、增殖、生长，细胞活性未受到海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料的影响。结论：海藻酸钙纳米羟基磷灰石胶原复合材料与兔骨髓基质干细胞有良好的细胞相容性。     

纳米晶胶原基骨与人骨髓间充质干细胞的复合培养

目的：观察人骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨的复合培养，证实纳米晶胶原基骨是否可以成为组织工程的良好载体材料。 方法：实验于2003—07／2004—08在清华大学材料科学与工程系完成纳米晶胶原基骨的制备及处理，在中日友好临床医学研究所免疫室完成纳米晶胶原基骨与骨髓间充质干细胞复合培养。健康自愿献髓者3人，在中日友好医院骨坏死与骨循环实验室体检。应用仿生原理制备纳米晶胶原基骨，体外培养骨髓间充质干细胞并与材料复合，通过共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察骨髓间充质干细胞与材料的复合情况。 结果：①共聚焦显微镜显示：在各层面扫描骨髓间充质干细胞均深入纳米晶胶原基骨的内部孔隙。②环境扫描电镜显示：第2天细胞贴附在多孔材料上，在纳米晶胶原基骨底部靠近培养板处细胞黏附明显较纳米晶胶原基骨上其他部位多，细胞也开始伸展，伸出伪足向材料微孔中长入，孔隙内见不到桥接的细胞连接细胞在整个材料及孔隙内表面贴附、伸展。第7天时细胞在材料上完全铺展。伪足向材料微孔中长入，在部分直径较小的孔隙中（70～150μm），细胞之间突起相互连接呈桥状。纳米晶胶原基骨临近培养板的一面有较多细胞生长，主要在材料的表面和材料的裂隙中，孔隙中较少。第14天，大量细胞在纳米晶胶原基骨表面和孔隙中生长，尤以孔隙中明显。细胞之间广泛存在突起连接，在孔隙中呈网状互相相连。 结论：纳米晶胶原基骨是良好的组织工程支架材料，易与骨髓间充质干细胞复合．适合种子细胞的贴附、生长、增殖和分化。     

纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2与骨髓基质干细胞的体外培养

背景：纳米级羟基磷灰石支架材料复合骨形态发生蛋白2因子组织构建模式组合后对骨髓基质干细胞的作用是叠加促进或抑制作用以及其生物相容性如何？目的：验证纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2与骨髓基质干细胞在体外共同培养下的生物相容性和成骨性。方法：将兔骨髓基质干细胞体外培养、传代和扩增,经鉴定后将第3代细胞分别接种在对照组、骨形态发生蛋白2组、纳米羟基磷灰石组、纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组4种培养液中。结果与结论：对照组和纳米羟基磷灰石组的细胞倍增时间较骨形态发生蛋白2组、纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组两组长;骨形态发生蛋白2组和纳米羟基磷灰石/骨形态发生蛋白2组细胞增殖能力及碱性磷酸酶测量值明显大于对照组和纳米羟基磷灰石组（P〈0.01）。提示纳米羟基磷灰石复合骨形态发生蛋白2的组织构架不仅与骨髓基质干细胞之间具有良好的生物相容性,还可发挥骨形态发生蛋白2促进骨髓基质干细胞增殖和定向分化成骨的作用。     

骨髓基质干细胞接种于藻酸盐修复兔颅骨缺损

目的 在骨缺损中植入骨形成细胞和藻酸盐复合物，观察缺损的修复情况。方法 体外扩增兔骨髓基质干细胞（bone marrow stem cell,MSCs），将MSCs与2.0%藻酸钠溶液混合形成MSCs／藻酸钠复合物，使细胞的终浓度为5&;#215;10^6/ml。将MSCs／藻酸钠复合物用氯化钙固化为凝胶体，植入细胞供体兔颅骨直径15mm缺损中，以单纯植入藻酸盐凝胶作为对照，术后8周取材，通过大体观察、X线检查，组织学检查观察骨缺损的修复情况。结果 MSCs／藻酸钠凝胶植入8周后，缺损大部分获得修复，组织学分析显示缺损中有大量新骨形成。结论 应用藻酸钠复合MSCs可以提高骨缺损修复效果。     

纳米晶胶原基骨与人骨髓间充质干细胞的复合培养

目的:观察人骨髓间充质干细胞与纳米晶胶原基骨的复合培养,证实纳米晶胶原基骨是否可以成为组织工程的良好载体材料。方法:实验于2003-07/2004-08在清华大学材料科学与工程系完成纳米晶胶原基骨的制备及处理,在中日友好临床医学研究所免疫室完成纳米晶胶原基骨与骨髓间充质干细胞复合培养。健康自愿献髓者3人,在中日友好医院骨坏死与骨循环实验室体检。应用仿生原理制备纳米晶胶原基骨,体外培养骨髓间充质干细胞并与材料复合,通过共聚焦显微镜和环境扫描电镜观察骨髓间充质干细胞与材料的复合情况。结果:①共聚焦显微镜显示:在各层面扫描骨髓间充质干细胞均深入纳米晶胶原基骨的内部孔隙。②环境扫描电镜显示:第2天细胞贴附在多孔材料上,在纳米晶胶原基骨底部靠近培养板处细胞黏附明显较纳米晶胶原基骨上其他部位多,细胞也开始伸展,伸出伪足向材料微孔中长入,孔隙内见不到桥接的细胞连接细胞在整个材料及孔隙内表面贴附、伸展。第7天时细胞在材料上完全铺展。伪足向材料微孔中长入,在部分直径较小的孔隙中(70～150μm),细胞之间突起相互连接呈桥状。纳米晶胶原基骨临近培养板的一面有较多细胞生长,主要在材料的表面和材料的裂隙中,孔隙中较少。第14天,大量细胞在纳米晶胶原基骨表面和孔隙中生长,尤以孔隙中明显。细胞之间广泛存在突起连接,在孔隙中呈网状互相相连。结论:纳米晶胶原基骨是良好的组织工程支架材料,易与骨髓间充质干细胞复合,适合种子细胞的贴附、生长、增殖和分化。     

体外人骨髓基质细胞克隆培养及分化特性的研究

目的：探讨人骨髓基质细胞(Bone marrow stromL cells，MSCs)克隆方法的有效性及其向神经干细胞(Neural stem cells，NSCs)的定向分化的潜性。方法：贴壁生长的。MSCs以套环法消化分离，扩增培养，流式细胞仪检测细胞的表面标记，应用维甲酸诱导向神经干细胞分化。结果：克隆培养的：MSCs能够传代扩增，它们表达CD13、CD59、CD29，而不表达CD11、CD14、CD31、CD34、CD45、CD80、CD86、CD117、HLA-DR，并能诱导分化为NSCs。结论：该培养条件能有效扩增MSCs，并保持分化潜能。     

脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞的体外分化能力

背景:脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞具有很多相似的生物学特性。目的:比较脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞与受损PC12细胞分别共培养后定向分化能力的差异。方法:分别分离培养脂肪组织来源和骨髓组织来源的基质干细胞,取第5代细胞进行实验,2种细胞分别与正常或受损PC12细胞培养上清液共培养,或仅单独培养。结果与结论:脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞均表达较高水平的CD44和CD29,而后者表达的CD45、CD56在前者几乎未检测到。单独培养的2种细胞均表达较高水平的Nanog、Oct4、Sox2,不表达神经元特异性烯醇酶。其中经受损PC12细胞干预的2种细胞Nanog、Oct4、Sox2表达水平显著降低,而脂肪基质干细胞中神经元特异性烯醇酶阳性细胞数更多,提示受损PC12细胞对于脂肪基质干细胞可能具有更强的诱导分化作用。     

脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞的体外分化能力

背景：脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞具有很多相似的生物学特性。目的：比较脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞与受损PC12细胞分别共培养后定向分化能力的差异。方法：分别分离培养脂肪组织来源和骨髓组织来源的基质干细胞,取第5代细胞进行实验,2种细胞分别与正常或受损PC12细胞培养上清液共培养,或仅单独培养。结果与结论：脂肪基质干细胞和骨髓基质干细胞均表达较高水平的CD44和CD29,而后者表达的CD45、CD56在前者几乎未检测到。单独培养的2种细胞均表达较高水平的Nanog、Oct4、Sox2,不表达神经元特异性烯醇酶。其中经受损PC12细胞干预的2种细胞Nanog、Oct4、Sox2表达水平显著降低,而脂肪基质干细胞中神经元特异性烯醇酶阳性细胞数更多,提示受损PC12细胞对于脂肪基质干细胞可能具有更强的诱导分化作用。     

复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠体外培养特征

背景载体材料是种子细胞生长微环境的重要组成部分,有实验进行了软骨细胞在藻酸钙凝胶载体中的长期体外培养.目的观察骨髓基质细胞复合藻酸钠形成的藻酸钙凝珠体外培养扩增后其细胞活力、组织形态学和细胞超微结构的变化.设计单一样本观察.单位郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室.材料实验于2001-09/2002-03在上海第二医科大学骨科实验室完成.4～6周龄新西兰大白兔8只用于骨髓基质细胞提取.方法取白兔8只,麻醉后,用肝素预处理过的16号穿刺针于股骨第3转子下抽取骨髓1.0～2.0 mL,用于骨髓基质细胞培养,传代培养的骨髓基质细胞;制备藻酸钠溶液;藻酸钠复合骨髓基质细胞形成藻酸钙凝珠,细胞密度为1×109 L-1,体外培养4周.①骨髓基质细胞活力观察采用锥虫蓝染色,倒置相差镜下观察.②骨髓基质细胞组织学检测采用甲苯胺蓝染色.③骨髓基质细胞超微结构观察采用透射电镜检查.主要观察指标①骨髓基质细胞活力.②骨髓基质细胞组织学观察.③骨髓基质细胞超微结构观察.结果①骨髓基质细胞活力倒置相差显微镜下可见细胞为圆形,大小不一,部分细胞呈团状分布,胞核清楚,个别为双核细胞,几乎无蓝染细胞.②骨髓基质细胞组织学观察结果细胞与材料均匀混合,材料无着色;细胞均匀着色,大小不一,核大浆少,个别为双核或多核细胞,可见细胞分裂相;细胞结构完整、轮廓清楚,周围有少量的异染性反应.③骨髓基质细胞超微结构结构正常,无线粒体肿大及核糖体脱颗粒现象发生;胞核完整,形态幼稚且较大,呈圆形、椭圆形或不规则形,可见双核.结论①复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠亲水性好,营养物质易于渗透,适合细胞生长、增殖.②骨髓基质细胞增生分裂能力活跃,通过体外培养,使体内骨髓基质细胞实现数目扩增是可行的.③藻酸钙复合骨髓基质细胞用于组织工程方法修复骨软骨缺损具有可行性.     

犬骨髓基质干细胞体外定向分化为软骨细胞

背景:骨髓基质干细胞的多向分化性不利于向软骨细胞单一方向分化,植入体内后成骨系细胞分泌的骨形态发生蛋白作用于非定向分化的前体细胞,使其向成骨细胞分化,而已定向分化的细胞则不受骨形态发生蛋白的影响,形成相应的组织.目的:体外诱导犬骨髓基质干细胞定向分化为软骨细胞,探讨体外诱导成软骨的方法和条件.设计、时间及地点:单一样本观察,于2005-03/2006-01在中山大学组织工程实验室完成.材料:选取4个月龄雄性家犬1只,骨髓基质干细胞取自犬肋骨.方法:自犬肋骨取骨髓2.0～3.0mL行体外原代骨髓基质干细胞分离培养.8～11d细胞接近融合时,加入胰酶消化,用含体积分数10%胎牛血清的L-DMEM合成培养液终止消化,收集细胞悬液,离心后,用培养液悬浮细胞,按1:3接种传代.取第3代细胞培养扩增,换液时加入10μg/L碱性成纤维细胞生长因子2mL,换液2次后,再加入1mg/L转化生长因β1 2mL诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化.主要观察指标:行甲苯胺蓝、阿新蓝染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达.结果:骨髓基质干细胞体外行原代和传代培养至P4代生长良好,经碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1扩增诱导的细胞甲苯氨蓝异染性、阿新蓝染色阳性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性,显示被诱导的骨髓基质干细胞具备软骨细胞特性.结论:应用碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1体外可以诱导犬骨髓基质干细胞分化为软骨细胞,诱导的软骨细胞可作为软骨组织工程较理想的种子细胞.     

体外无血清培养基条件下诱导人骨髓基质细胞为神经干细胞的特征

背景:体外诱导骨髓基质细胞向神经元样细胞分化的方法主要是应用抗氧化剂如β-巯基乙醇、全反式维甲酸、丹参等,这些诱导方法分化的主要是神经元样细胞,这种细胞是否具有神经元的功能有待进一步观察。目的:观察体外无血清培养基条件下人骨髓基质细胞向神经细胞分化的特点。设计:观察实验。单位:潮州市中心医院。材料:实验于2004-04/2005-12在潮州市中心医院完成。成人骨髓来源于3例骨折患者的股骨和胫骨骨髓,获得患者及其家属的同意及潮州市中心医院伦理委员会批准。重组人碱性成纤维细胞生长因子和重组人表皮生长因子为Sigma公司产品;鼠抗波形蛋白单克隆抗体、鼠抗S100单克隆抗体、鼠抗TrkC单克隆抗体、鼠抗髓鞘基础蛋白单克隆抗体、SP-9000试剂盒和即用型AEC为北京中山公司产品;鼠抗GFAP单克隆抗体、兔抗巢蛋白多克隆抗体、鼠抗神经元特异性烯醇化酶单克隆抗体和鼠抗神经微丝200单克隆抗体在武汉博士德公司购买;鼠抗βⅢ管蛋白单克隆抗体为Sigma公司产品。方法:在手术骨折内固定过程中获得成人骨髓,缓冲液冲洗后分离细胞,原代培养的细胞融合时传代培养,细胞种植在神经干细胞的N2培养基或B27培养基,同时加入20μg/L的碱性成纤维细胞生长因子及表皮生长因子,放入含体积分数0.05CO2的培养箱中37℃常规培养,相差显微镜下观察骨髓基质细胞在无血清培养基中的形态变化,培养2d后采用免疫细胞化学方法检测骨髓基质细胞的神经细胞相关标志物的表达。主要观察指标:骨髓基质细胞的形态变化及神经细胞相关标志物的表达。结果:①从成年人的骨髓中分离出骨髓基质细胞,在体外生长形态类似成纤维细胞,可以维持在未分化状态稳定增殖,体外扩增可超过10代。骨髓基质细胞在无血清神经干细胞的培养基中生长状态类似神经干细胞,可以形成典型的球状结构。②细胞球可表达神经干细胞的标志物波形蛋白和巢蛋白;细胞分化可以表达神经元的标志物神经微丝200、神经元特异性烯醇化酶、TrkC和βⅢ管蛋白;部分分化的细胞表达胶质纤维酸性蛋白和S100,说明细胞分化为星形胶质细胞。结论:骨髓基质细胞在神经干细胞的无血清的培养基中细胞的生长状态、表达的标志物和分化的细胞类型与神经干细胞类似。     

骨髓基质细胞-成骨细胞复合培养体系的建立

背景：在骨修复和重建过程中,成骨细胞和骨髓基质细胞是主要功能细胞,二者存在着密切的功能联系。目的：通过骨髓基质细胞一成骨细胞共育体系的建立,观察共育体系中两种细胞之间的功能影响及生物学特点。方法：原代分离人骨髓基质细胞和人成骨细胞,将2种细胞置于Transwell共育环境中共同培养,建立人骨髓基质细胞一成骨细胞共育体系。分别采用MTT、丫啶橙染色、碱性磷酸酶活性检测等方法初步评价共育体系中两种细胞增殖、凋亡及功能改变情况。结果与结论：在复合培养体系中,骨髓基质细胞一成骨细胞共育体系能够促进成骨细胞的增殖与碱性磷酸酶的活性,同时抑制骨髓基质细胞的凋亡,促进骨髓基质细胞的趋化聚集。结果提示在复合培养体系中,骨髓基质细胞能够加速成骨细胞的增殖及成骨活性,另外成骨细胞也可减少骨髓基质细胞的凋亡,并加强其成骨性分化的作用。两者之间具有较为紧密的影响和功能联系。     

利用人骨髓基质干细胞构建组织工程心脏瓣膜的体外实验

背景：目前临床应用的人工瓣膜,无论机械瓣还是生物瓣都存在着诸如易感染、出血和血栓形成并发症,因瓣口狭窄需再手术等自身难以克服的缺陷。理论上具有生物活性的组织工程心脏瓣膜可克服上述缺点,但种子细胞和瓣膜支架的选取尚存在争议。目的：探讨应用人骨髓基质干细胞及脱细胞猪主动脉瓣支架体外构建组织工程瓣膜的可行性。方法：采用去垢剂一核酸酶消化法处理,去除猪主动脉瓣叶细胞成分,获取施行简单先心病修补患者胸骨来源的骨髓基质干细胞,将其种植于脱细胞猪主动脉瓣支架共培养5d。结果与结论：流式细胞技术证实接种的种子细胞的表面抗原符合人骨髓基质干细胞的特征;光镜及电镜检查证实,猪主动脉瓣膜中的细胞成分可完全去除,获得完整无细胞的纤维网状支架;瓣叶去细胞前后的生物力学性能无明显变化;种植的人骨髓基质干细胞可在脱细胞猪主动脉瓣支架表面形成一层连续的细胞层;接种的人骨髓基质干细胞有向成纤维细胞分化的趋势。以上结果提示种植人骨髓基质干细胞于脱细胞猪主动脉瓣支架上,可构建出组织工程心脏瓣膜。     

骨髓基质细胞载体支架的细胞相容性特点

目的:近年来,尽管骨组织工程发展迅速,但目前缺乏理想的支架材料,体外构建的组织工程化活性骨在体内的成骨能力各家报道不一,探讨骨髓基质细胞与L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架的细胞相容性,为骨组织工程选择可降解支架材料提供依据。方法:实验于2002-03/06在第三军医大学中心实验室完成。将兔骨髓基质细胞与L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合后在体外进行培养,观察细胞形态学变化,并对细胞黏附、细胞活度及接种细胞上架率进行测定。结果:扫描电镜下见支架上黏附细胞较多,接种前与接种支架后消化洗脱细胞的苏木精-伊红(HE)染色可见细胞形态无明显变化,接种支架前的细胞活度为97.08±1.06,接种后的细胞活度为96.87±0.96,接种支架的细胞上架率为(61.5±0.41)%。表明兔骨髓基质细胞能在L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架上贴附、细胞活度不受影响及较高的细胞上架率。结论:L-聚乳酸/聚磷酸钙纤维复合支架具有良好的细胞相容性,可作为骨髓基质细胞的载体应用于骨组织工程。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架与骨髓间充质干细胞的体外培养

背景:前期实验发现丝素蛋白、壳聚糖以适当的比例混合,可以互相弥补各自的不足,表现出良好的理化性质和生物学特性。目的:观察骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/壳聚糖混合三维支架材料上的生长情况。方法:将诱导后的兔骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/壳聚糖支架材料上,检测细胞黏附率,倒置显微镜及扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:细胞黏附率随时间的延长而增加。倒置显微镜观察显示,丝素蛋白/壳聚糖支架上的细胞看不清,随着时间的延长,支架周围细胞增多,且有细胞伸入支架内;扫面电镜观察显示,细胞生长活跃、增殖分裂正常,细胞周围见颗粒状、丝状基质物质,细胞的微丝与支架材料黏附紧密;细胞不仅可以在材料表面贴附生长,并伸入材料之中。说明丝素蛋白/壳聚糖混合支架材料具有良好的细胞生物相容性。     

The differential in vitro and in vivo responses of bone marrow stromal cells on novel porous gelatin–alginate scaffolds

Tissue engineering and stem cell therapy hold great potential of being able to fully restore, repair and replace damaged, diseased or lost tissues in the body. Biocompatible porous scaffolds are used for the delivery of cells to the regeneration sites. Marrow stromal cells (MSCs), also referred to as mesenchymal stem cells, are an attractive cell source for tissue engineering, due to the relative ease of isolation and the ability of in vitro expanded MSCs to generate multiple cell types, including osteoblasts, chondrocytes and adipocytes. This study utilized a novel technique called microwave vacuum drying to fabricate porous gelatin–alginate scaffolds for the delivery of MSCs and investigated the differential in vitro and in vivo responses of MSCs seeded on these scaffolds. Scaffold total porosity was found to decrease with increased cross‐link density but the pore size and pore size distribution were not affected. Although highly porous, the scaffold had relatively small pores and limited interconnectivity. The porous gelatin–alginate scaffold demonstrated excellent biocompatibility with neovascularization on the surfaces and was bioresorbed completely in vivo, depending upon the cross‐link density. MSCs were able to attach and proliferate at the same rate on the scaffolds, and the self‐renewal potential of MSC cultures was similar during both in vitro culture and in vivo implantation. However, the subcutaneous microenvironment was found to suppress MSC differentiation along the osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages compared to in vitro conditions, highlighting the differential responses of MSCs cultured in vitro compared to implantation in vivo. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.