納米羥基磷灰石-殼聚糖支架復合外周血間充質(zhì)干細胞修復大鼠脛骨缺損的實驗研究.pdf

1、研究背景:
　　先天性畸形、復雜性創(chuàng)傷、腫瘤切除以及骨病等都可能造成臨界性骨缺損，骨組織無法完成自我修復而往往需要大量的骨質(zhì)進行重建。傳統(tǒng)治療臨界骨缺損有自體骨移植、異體骨移植以及人工合成材料等方法。但是供體來源缺乏、免疫排斥、容易傳播傳染性疾病以及耐用程度有限等均不同程度地限制各自的臨床應用。骨組織工程有望克服上述缺陷并成功修復骨缺損而成為研究的熱點，其往往將間充質(zhì)干細胞移植至有三維結構的支架材料當中，通過成骨誘導而促進新骨形成

2、。
　　間充質(zhì)干細胞(MSCs)在體外能夠自我增殖，有較強多向分化潛能并且容易向成骨細胞分化，無免疫排斥而成為骨組織工程較理想的種子細胞。骨髓間充質(zhì)干細胞(BMMSCs)有較強的增殖及成骨分化能力，成為公認的修復骨缺損的細胞來源。但是其存在取材過程創(chuàng)傷較大、數(shù)量、增殖和分化能力隨著患者年齡增大而出現(xiàn)明顯下降等缺陷。相對而言，外周血間充質(zhì)干細胞(PBMSCs)是通過極其微創(chuàng)和相對簡單的方式來獲得的，經(jīng)濟成本較低，因而有可能成為替代B

3、MMSCs的較為理想的種子細胞。
　　目前普遍的觀點認為對于可以應用至骨組織工程修復的材料而言，單一材料無法滿足其需求，復合材料才是更好的選擇。納米羥基磷灰石-殼聚糖(nHA-CS)為三維多孔結構的復合支架材料，具有良好的生物相容性、可降解性及骨傳導性，能夠滿足構建組織工程化骨的要求。
　　本實驗擬將搭載PBMSCs的nHA-CS復合支架材料移植至大鼠脛骨5mm離斷性骨缺損，觀察其修復效果。
　　研究目的:
　　

4、觀察納米羥基磷灰石-殼聚糖（nHA-CS）支架材料復合外周血間充質(zhì)干細胞(PBMSCs)修復大鼠臨界性骨缺損的效果。
　　研究方法:
　　1.采用密度梯度離心及貼壁生長法分離培養(yǎng)大鼠PBMSCs并行體外擴增，檢測其表面標志物以及成骨分化潛能。
　　2.共沉淀法制備nHA-CS支架材料，掃描電鏡(SEM)觀察其立體結構，測定其孔隙率及體外降解率。
　　3.選擇SD大鼠脛骨5mm離斷性骨缺損作為實驗模型，42只大鼠隨

5、機分為3組:A組曠置不處理;B組僅填充nHA-CS;C組移植PBMSCs-nHA-CS。在術后8周及12周分別處死動物，通過X線、Micro-CT以及組織學檢測結果判斷骨缺損修復情況。
　　4.采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件對所有的數(shù)據(jù)進行分析。采用均值±標準差(X±SD)表示數(shù)據(jù)結果。采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進行多組資料比較，采用最小顯著差異法(Least significant difference，LS

6、D)進行組間比較，若方差不齊則采用Dunnett'S T3法;P值＜0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。
　　研究結果:
　　1.分離培養(yǎng)的PBMSCs呈長梭形形態(tài)，能在體外擴增，流式細胞術檢測PBMSCs表面標志物符合MSCs表達。PBMSCs在體外經(jīng)成骨誘導可向成骨細胞分化，ALP表達陽性，鈣結節(jié)形成。
　　2.制備的nHA-CS支架具有三維多孔網(wǎng)絡狀結構，孔徑介于100-200μm，孔隙率高且彼此相通。
　　3.

7、X線、Micro-CT以及組織學檢測結果顯示PBMSCs-nHA-CS組修復臨界骨缺損的效果明顯優(yōu)于nHA-CS組或空白組，且Lane-SandhuⅩ評分、BMD、BV以及成骨面積等定量檢測均提示PBMSCs-nHA-CS組高于nHA-CS組或空白組，結果具有顯著性差異(P＜0.05)。
　　研究結論:
　　本實驗證明PBMSCs可以成為骨組織工程良好的細胞來源，有良好的應用前景。PBMSCs-nHA-CS能夠成功修復大鼠脛