目的 制備WO-1膠原生物衍生骨復(fù)合支架材料,檢測(cè)其理化性質(zhì)及力學(xué)強(qiáng)度,為骨組織工程研究和應(yīng)用提供可選擇的支架材料。方法 將同種異體骨、I型膠原、WO-1進(jìn)行系列理化處理,制成單純生物衍生骨材料、膠原生物衍生骨復(fù)合材料及WO-1膠原生物衍生骨復(fù)合材料。制備后的材料行大體及掃描電鏡觀察其形貌特征,X線衍射分析材料成分,并對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析測(cè)定。結(jié)果 單純生物衍生骨材料具有天然骨的網(wǎng)狀孔隙系統(tǒng);膠原生物衍生骨復(fù)合材料具有天然骨的網(wǎng)狀孔隙系統(tǒng),微孔表面覆蓋膠原膜;WO-1膠原生物衍生組織工程骨復(fù)合支架材料具有骨組織的天然網(wǎng)狀孔隙系統(tǒng),微孔表面可見(jiàn)膠原膜覆蓋。3種材料的孔徑依次為90~700 μm、75~600 μm、80~600 μm;孔隙率依次為87.96%、80.47%、84.29%,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);其主要成分為羥基磷灰石,彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 WO.1膠原生物衍生骨復(fù)合材料與其它兩種材料相同,可作為一種有效的天然組織工程骨支架材料。
目的 研究組織工程骨體外構(gòu)建過(guò)程中,成骨細(xì)胞與生物衍生骨相互作用的基因表達(dá)。方法用人胚骨膜來(lái)源的成骨細(xì)胞與生物衍生骨體外復(fù)合培養(yǎng)構(gòu)建組織工程骨。培養(yǎng)2、4、6、8和10 d,分別提取總RNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄成cDNA。用熒光及TaqMan探針行實(shí)時(shí)定量PCR,分別擴(kuò)增成骨細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子(Cbfa1)、成骨細(xì)胞特異基因(Osterix)、Ⅰ型膠原、骨鈣素(osteocalcin,OC)和整合素α5和β1(Integrin α5 and β1),讀取擴(kuò)增循環(huán)數(shù)(Ct值),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以單純培養(yǎng)的成骨細(xì)胞作為對(duì)照組。 結(jié)果 Cbfa1與Osterix變化一致,其中實(shí)驗(yàn)組Osterix在2 d和 8 d的表達(dá)均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。Ⅰ型膠原與OC的表達(dá)變化一致,實(shí)驗(yàn)組除10 d時(shí),其余各時(shí)間段Ⅰ型膠原表達(dá)均明顯低于對(duì)照組(P<0.01)。Intgerin的表達(dá)始終處于較高水平,在培養(yǎng)最初的2 d,實(shí)驗(yàn)組Integrin β1表達(dá)明顯高于對(duì)照組(P<0.01)。結(jié)論 成骨細(xì)胞與生物衍生材料復(fù)合后,重要基因可持續(xù)正常表達(dá)。作為支架材料,生物衍生骨在保持成骨細(xì)胞性狀、誘導(dǎo)及促進(jìn)成骨細(xì)胞分化方面有明顯優(yōu)越性;它不僅對(duì)細(xì)胞順利進(jìn)入增殖狀態(tài)無(wú)影響,而且為細(xì)胞增殖提供廣闊而有效的空間。成骨細(xì)胞最終可良好分化,充分發(fā)揮成骨功能,并有利于成骨細(xì)胞黏附,黏附行為貫穿細(xì)胞與材料相互作用的整個(gè)過(guò)程,而并非局限于開(kāi)始階段。
目的 探討用生物衍生骨材料和骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)復(fù)合后構(gòu)成的組織工程化骨對(duì)異體獼猴長(zhǎng)段骨缺損的修復(fù)作用. 方法 于獼猴脛骨結(jié)節(jié)抽取MSCs并使誘導(dǎo)分化為成骨樣細(xì)胞,用5-溴脫氧尿嘧啶核苷(BrdU)標(biāo)記,培養(yǎng)后與人源生物衍生骨材料體外復(fù)合構(gòu)成組織工程化骨,植入15只異體獼猴修復(fù)橈骨2.5 cm長(zhǎng)段骨缺損作為實(shí)驗(yàn)組;用單純生物衍生骨材料修復(fù)對(duì)側(cè)同樣骨缺損作為對(duì)照組;另取2只獼猴雙側(cè)橈骨同樣部位和大小骨缺損曠置作為空白組.術(shù)后1、2、3、6和12周時(shí)各處死3只動(dòng)物取材,空白組12周取材,行大體觀察、組織學(xué)和免疫組織化學(xué)檢測(cè). 結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組術(shù)后1、2和3周移植物周?chē)M織反應(yīng)較明顯,6周后明顯減輕,12周時(shí)基本消失.實(shí)驗(yàn)組標(biāo)記成骨樣細(xì)胞于術(shù)后6周仍存在,術(shù)后12周基本消失;骨缺損部位骨樣組織、軟骨、編織骨和板層骨出現(xiàn)時(shí)間均較對(duì)照組早,且骨愈合時(shí)間提前3~6周.實(shí)驗(yàn)組骨缺損以多點(diǎn)方式直接成骨,對(duì)照組則從兩端以"爬行替代"方式成骨.空白組術(shù)后12周骨缺損均無(wú)愈合. 結(jié)論 生物衍生骨材料和MSCs復(fù)合構(gòu)建的組織工程化骨異體植入修復(fù)獼猴長(zhǎng)段骨缺損可超越骨段移植的"爬行替代"過(guò)程,使骨缺損能較快愈合.生物衍生骨材料和同種異體MSCs復(fù)合組織工程化骨可作為構(gòu)建骨組織工程的一種較好選擇方式.
目的 評(píng)價(jià)不同處理方法制備的生物衍生骨支架材料的細(xì)胞相容性。方法 將支架材料,即復(fù)合型完全脫蛋白骨(CFDB)、部分脫蛋白骨(PDPB)和部分脫鈣骨 (PDCB)與人胚骨膜來(lái)源的成骨細(xì)胞體外復(fù)合培養(yǎng),采用倒置相差顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡、流式細(xì)胞儀及堿性磷酸酶(ALP)活性檢測(cè),觀察支架材料的細(xì)胞相容性。結(jié)果 三種材料上皆有細(xì)胞附著生長(zhǎng),三種材料對(duì)細(xì)胞增殖影響大小為PDCBgt;PDPBgt;CFDB;三種材料對(duì)成骨細(xì)胞的細(xì)胞周期影響較小,未見(jiàn)異倍體細(xì)胞;三種材料對(duì)成骨細(xì)胞ALP活性的影響大小依次為PDCBgt;PDPBgt;CFDB。結(jié)論 CFDB、PDPB及PDCB無(wú)細(xì)胞毒性、無(wú)致瘤性,皆有良好的細(xì)胞相容性,以 CFDB為最好。三種材料皆可用于骨組織工程的支架材料。
目的綜述新型交聯(lián)方法在生物衍生材料中的應(yīng)用與研究進(jìn)展。 方法查閱近年來(lái)國(guó)內(nèi)外生物衍生材料交聯(lián)方法的相關(guān)文獻(xiàn),并對(duì)其進(jìn)行總結(jié)與分析。 結(jié)果生物衍生材料的新型交聯(lián)方法可劃分為化學(xué)交聯(lián)法、物理交聯(lián)法和生物交聯(lián)法三大類(lèi),其適用范圍及交聯(lián)性能因交聯(lián)機(jī)制而異。因此,可根據(jù)材料的應(yīng)用需要選擇最適宜的交聯(lián)方法。一系列研究結(jié)果表明,交聯(lián)后的生物衍生材料可有效應(yīng)用于組織修復(fù)與重建。 結(jié)論使用新型交聯(lián)方法制備的生物衍生材料具有優(yōu)良的生物相容性和組織修復(fù)能力、更理想的機(jī)械性能和降解性能等。這些方法為材料的交聯(lián)改性提供更多選擇,有助于得到更適用于臨床的組織工程產(chǎn)品。