学术投稿

新型组织工程化人工骨的体外初步构建

段小军;杨柳;石宗利;周强

关键词:组织工程, 骨, 支架材料, 间充质干细胞
摘要:目的应用组织工程学技术,体外初步构建有活性的人工骨.方法培养、诱导人间充质干细胞向成骨细胞表型转化,制备性能优越的支架材料,将细胞与材料复合构建人工骨,在体外培养一定时间后,扫描电镜观察组织工程化骨的微观结构和消化细胞行碱性磷酸酶染色.结果 L-聚乳酸、聚磷酸钙纤维、Ⅰ型胶原按一定的方法可构建出新型的骨组织工程复合支架材料,诱导后的间充质干细胞可在材料内良好贴附生长,维持成骨细胞表型.结论本实验为骨组织工程学的进一步研究与应用提供了新的材料和方法.
第三军医大学学报杂志相关文献
  • 大鼠坐骨神经损伤后再生过程结构形态三维重建研究

    目的探讨大鼠坐骨神经损伤后再生过程结构形态三维重建的方法, 三维重现再生神经通过损伤界面和吻合口的过程及规律.方法用硅胶管桥接60只大鼠左侧坐骨神经长6 mm缺损,术后3、7、15、30、60、90 d取坐骨神经远近端各1 cm,石蜡包埋,连续切片,HE、硝酸银-luxol快蓝染色,显微摄像输入微机后进行图像配准、二维综合处理,终在SGI 三维图形工作站上完成三维重建和显示.结果三维图像显示新生神经纤维与正常神经纤维相比有郎飞氏结尚未形成、排列紊乱、髓鞘较薄、轴索较细、神经膜管形成等差异,胶原纤维大量增生阻碍了新生神经纤维的生长.结论利用计算机图像重建技术,采用三维图像的形式对外周神经再生过程和再生规律进行可视化研究,是一种有效的方法.

    作者:陈菁;楚燕飞;朱刚;李兵仓;吴国萍;黄宏;陈志强 刊期: 2002年第05期

  • 骨形态发生蛋白对人骨髓基质细胞的体外成骨分化影响

    目的提取牛骨形态发生蛋白,并观察其对人骨髓基质细胞的体外成骨分化作用,为将骨形态发生蛋白与骨髓基质细胞用于进一步的骨缺损修复研究提供实验依据.方法从小牛骨中提取骨形态发生蛋白,配制条件培养液,并作用于培养状态的人骨髓基质细胞,染色检测细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原表达情况,放免法测定培养液中骨钙素含量.结果人骨髓基质细胞经诱导培养后,碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、骨钙素表达明显增加.结论体外培养时,天然骨形态发生蛋白可促进人骨髓基质细胞的成骨分化.

    作者:段小军;杨柳;王铁翔;谭祖键 刊期: 2002年第05期

  • 骨髓间充质干细胞在软骨细胞培养条件下生物学特点的观察

    目的观察骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)在软骨细胞培养条件下传代培养的主要生物学特性.方法梯度离心分离幼兔骨髓有核细胞,培养分离MSCs并进行传代培养,观测在体外软骨细胞培养条件下MSCs形态、生长特点及Ⅰ型和Ⅱ型胶原、蛋白多糖聚集体合成分泌以及碱性磷酸酶活性等方面的变化.结果①MSCs原代细胞呈可见的均匀分布的簇状生长,呈长梭形,在传代培养中形态特性无明显变化、均质性明显提高;②各代Ⅰ型胶原免疫组化均为阳性,Ⅱ型胶原免疫组化均为阴性.③在各代培养中碱性磷酸酶染色均为阴性,对甲苯胺蓝存在极弱的异染性反应;④细胞外基质中硫酸糖胺多糖含量亦很低.结论传代培养中骨髓MSCs保持了常规低糖培养条件下的基本生物学特点,说明常用的软骨细胞基础培养条件同样适合骨髓MSCs的培养.

    作者:周强;李起鸿;杨柳;段小军 刊期: 2002年第05期

  • 60例结石性胆囊炎伴细菌性肝损害患者的外科治疗体会

    我院自1998年8月至2001年8月共收治60例伴有ALT、GGT升高的结石性胆囊炎病人,其中34例两酶同时升高.现就ALT、GGT升高的原因及手术治疗指征分析讨论如下.

    作者:钟彦文;郭渝明;聂伟 刊期: 2002年第05期

  • 转化人关节软骨细胞的Ⅱ型胶原表型诱导

    目的用离心管聚集体培养(Aggregate culture)诱导转化人关节细胞的Ⅱ型胶原.方法将体外长期培养的第30、40、50代转化软骨细胞消化后进行离心管培养,比较细胞在单层培养、离心管聚集体培养,以及在普通培养基,BAI诱导培养基下[2型骨形态发生蛋白(BMP-2)+抗坏血酸盐(Ascorbate)+胰岛素(insulin)],Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原的表达和胞外基质产生情况.结果在单层培养条件下,转化软骨细胞只表达Ⅰ型胶原,而在BAI诱导培养基及离心管聚集体培养下转化软骨细胞表达丰富的Ⅱ型胶原和大量胞外基质. 结论离心管聚集体培养是诱导转化软骨细胞Ⅱ型胶原的有效方式.

    作者:何清义;李起鸿;许建中;杨柳 刊期: 2002年第05期

  • 高数量骺板软骨细胞聚集培养生成软骨组织的观察

    目的观察高数量骺板软骨细胞的离心管内长期聚集培养生成软骨组织的大小和生物学特点,并对这一培养技术进行初步评价.方法酶消化法分离幼兔骺板软骨细胞,以90×104原代细胞经离心沉降于15 ml塑料离心管底聚集培养,行大体、倒置显微镜以及组织学、Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组化光镜观察.结果培养生成的软骨,随培养时间的延长体积逐渐增大,4周时直径大为4.5 mm;外周组织结构类似于骺软骨的生发层或软骨膜,由多层细胞构成,随时间的延长而减少;中心部位为肥大的软骨细胞,随培养时间的延长而增多.2周后,甲苯胺蓝染色呈强的异染反应,Ⅱ型胶原免疫组化呈强阳性;Ⅰ型胶原的免疫组化着色明显减弱,主要位于外周.结论离心管内工程化软骨构建技术所需操作简便、设备简单,生成的工程化骺板软骨具有良好的软骨结构和富含软骨特异性基质成分,增加细胞数量可使形成的软骨体积有所增大,但其大小和形状仍很有限.

    作者:周强;李起鸿;戴刚;杨柳 刊期: 2002年第05期

  • 人乳头瘤病毒16 E7 (HPV16E7)逆转录病毒载体的构建

    目的构建人乳头瘤病毒16型E7基因片段(HPV16E7)的逆 转录病毒载体.方法 PCR扩增HPV16cDNA全长的E7片段,并用酶切、连接 等方法将HPV16E7亚克隆到逆转录病毒载体pLXSN上,然后再用酶切、测序进行鉴定.通过Ge nbank 的数据库分析软件对HPV16E7进行同源性分析.结果经酶切分析、测序证明,从HPV16 cDNA克隆的300 bp的HPV16E7与逆转录病毒载体发生了基因重组,HPV 16E7基因片段与数据库中的原HPV16 cDNA的E7有高度的同源性.结论构建了含HPV16E7的逆转录病毒载体,为人关节软骨细胞的基因转染打下了基础.

    作者:何清义;李起鸿 刊期: 2002年第05期

  • 骺板软骨细胞复合生物凝胶体外培养生成软骨组织的实验研究

    目的观察将骺板软骨细胞接种于自制的生物凝胶经体外培养生成软骨组织的生物学特点,初步评价这一凝胶基质作为软骨组织构建材料的生物学性能.方法将第一代骺板软骨细胞接种于生物凝胶进行体外培养,行大体、倒置显微镜以及组织学、Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组化光镜观察.结果骺板软骨细胞-生物凝胶复合物,在体外培养过程中不能维持其初始外形,培养1周直径可收缩为初始的45%,但能保持种子细胞的稳定均相分布.经体外培养2周后由外周向中心逐渐形成软骨组织,表面为由1~3层梭形细胞组成的膜样结构,内部细胞主要为圆形细胞,有细胞外基质相隔,形成软骨细胞陷窝.基质中富含软骨特异性基质成分Ⅱ型胶原和蛋白聚糖,而Ⅰ型胶原免疫组化逐渐转为弱阳性,位于表面膜结构.结论这一生物凝胶具有良好的细胞相容性,适合软骨细胞在其中生成成熟的工程化软骨,但难以维持其初始外形.

    作者:周强;李起鸿;杨柳;戴刚 刊期: 2002年第05期

  • 生长抑素类似物诱导人胆管癌细胞株凋亡及对胞内游离钙的影响

    目的探讨生长抑素类似物SMS201-995(SMS)是否通过诱导人胆管癌细胞凋亡而抑制肿瘤生长,以及与细胞内游离钙的关系.方法采用人胆管癌细胞系SK-ChA-1,应用MMT比色法, Annexin V-FITC技术及激光共聚焦显微镜技术等方法进行检测和观察.结果在SMS作用下SK-ChA-1细胞生长受抑制.SMS处理SK-ChA-1细胞后, Annexin V标记的凋亡细胞增多.细胞凋亡的同时细胞内游离钙浓度升高.结论 SMS可能通过诱导SK-ChA-1细胞[Ca2+]i依赖性细胞凋亡,抑制胆管癌生长.

    作者:陈华;何振平;马宽生;王曙光 刊期: 2002年第05期

  • 兔骨髓基质细胞在诱导条件下的成骨特性

    目的观察兔骨髓基质细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力.方法使用密度梯度离心分离兔骨髓基质细胞进行培养,保留贴壁细胞传代,观察在培养液中添加地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠条件下骨髓基质细胞生长及成骨分化情况.结果骨髓基质细胞呈成纤维细胞样表现,增殖能力强.诱导条件下第2代细胞的碱性磷酸酶活性明显增高,10~12 d达到高峰,并且出现矿化结节.结论使用本实验方法,获得的骨髓基质细胞成骨能力肯定,增殖能力强,可作为骨组织工程的种子细胞.

    作者:顾祖超;李起鸿;赵玉峰;周红星 刊期: 2002年第05期

  • TNF-α和IL-1对大鼠肝细胞糖皮质激素受体表达及功能的影响

    目的研究TNF-α和IL-1对大鼠肝细胞糖皮质激素受体(GR)的表达和转录激活能力的影响,探讨炎性细胞因子诱发糖皮质激素抵抗的内在机制.方法免疫细胞化学染色分析经TNF-α和IL-1刺激培养后BRL-3A大鼠肝细胞株GR的表达和核转位变化,应用糖皮质激素反应元件报告质粒pMAMneo-CAT分析系统观察GR的转录激活能力改变.结果 BRL-3A细胞经TNF-α和IL-1刺激培养12 h后,其胞浆和胞核GR蛋白水平的表达明显降低,尤以核内GR降低更加显著;转染pMAMneo-CAT质粒的肝细胞在地塞米松存在情况下,经TNF-α和IL-1刺激后CAT含量显著下降,两者协同效果更加明显.结论 TNF-α和IL-1可以通过降低BRL-3细胞GR的表达和核转位而抑制GR的转录激活能力,这可能是炎性细胞因子诱发糖皮质激素抵抗的主要机制.

    作者:王军平;粟永萍;赵景宏;周艳红;秦荣;刘贤华 刊期: 2002年第05期

  • 大鼠脑组织中兴奋性氨基酸的快速检测

    目的建立一种快速、准确的脑内兴奋性氨基酸定量检测方法.方法采用6300黄金系统氨基酸分析仪,在锂柱130 min程序生理体液分析方法基础上,根据兴奋性氨基酸(EAAs)的特性,建立了EAAs的快速测定方法.结果此方法完成兴奋性氨基酸分析的时间是20 min,比原方法缩短了110 min;且有较好的重现性(Glu CV:日内1.86%,日间2.32% ;Asp CV:日内1.42%,日间2.48%)和回收率(Glu 97.7%;Asp 97.3%).并用此方法观察了高原低氧大鼠下丘脑EAAs的含量变化.结论本方法定量检测兴奋性氨基酸快速、准确,并利于大批量样品的快速测定.

    作者:孙玮;潘峰;张正治 刊期: 2002年第05期

  • 左旋精氨酸对未成熟兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用

    目的研究左旋精氨酸(L-ARG)对未成熟心肌缺血再灌注损伤的保护作用.方法实验采用幼兔离体心脏灌注模型,实验分为:①对照组:以K-H液(Krebs-Henseleit solution)再灌注;②L-ARG组;K-H液加入L-ARG(1 mmol/L);③N-亚硝基左旋精氨酸(L-NNA)组:加入L-ARG(1 mmol/L)和L-NNA(2 mmol/L).各组均以Thomas2号液为心停搏液,15~20 ℃缺血90 min,再灌注30 min.测定缺血前,再灌注中心功能指标和冠脉流出液中一氧化氮、内皮素含量以及缺血前、再灌注后心肌组织脂质过氧化产物丙二醇含量.结果①对照组和L-NNA组再灌注后一氧化氮含量下降(P<0.05) ,L-ARG组无下降, ②L-ARG组再灌注后心功能恢复优于对照组和L-NNA组(P<0.05).③L-ARG组再灌注后心肌组织丙二醛含量和冠脉流出液中内皮素含量低于对照组和L-NNA组(P<0.05).结论未成熟兔心肌缺血再灌注后一氧化氮合成释放减少,再灌注早期补充左旋精氨酸增加一氧化氮生成量.左旋精氨酸对未成熟心肌缺血再灌注损伤具有良好的保护作用.

    作者:王学锋;肖颖彬;曾祥君 刊期: 2002年第05期

  • 大鼠长骨成骨细胞体外培养形态观察

    目的建立生长期大鼠长骨成骨细胞体外培养实验模型并观察其生长及骨化过程.方法以10周龄Wistar大鼠股骨、胫骨为材料,采用酶分次消化法分离成骨细胞,经DME:F-12加10%胎牛血清的培养基原代和传代培养或含50 μg/ml L-抗坏血酸和10 mmol/L β-甘油磷酸钠的培养基连续培养,追踪观察成骨细胞在体外培养中的增殖及形态变化,并通过Giemsa、ALP及von Kossa染色技术,观察细胞体外基质分泌和骨化过程.结果①大鼠长骨成骨细胞具有体内成骨细胞的形态特征,增殖代谢旺盛,其群体倍增时间为78 h.②成骨细胞分泌形成球形和无定形基质.③当给予钙化条件培养时,细胞形成钙化骨基质.④大多数细胞ALP染色呈阳性并与基质的钙化密切相关.结论培养的生长期大鼠长骨成骨细胞具有成骨细胞的某些生物学行为,为儿童骨生长及调控的研究提供了一种实验模型.

    作者:王华;黎海芪;杨锡强;瞿平;刘瑜 刊期: 2002年第05期

  • BMP诱导成骨过程中胶原生成及TGF-β1的促进作用

    目的探讨骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein, BMP)诱导成骨过程中骨胶原氨基酸的变化规律及转化生长因子β1(Transforming growth factorβ1 , TGF-β1)对骨胶原生成的影响,进一步阐明BMP的诱导成骨机制和TGF-β1对骨损伤修复的调节机制.方法实验采用日本大耳白兔左尺骨中上段12mm骨缺损实验模型,随机分为实验组、对照组及空白组,缺损内分别植入BMP/TGF-β1/载体、BMP/载体及单纯载体.分别于术后第1、2、3、4、5周检测各组缺损区胶原羟脯氨酸(Hydroxyproline, HP)及羟赖氨酸(Hydroxylysine, HL)量的变化,并作胶原VG染色图像分析、组织学及电镜观察.结果实验组较同期对照组及空白组胶原HP生成量增加,成骨细胞数量增多,Ⅰ型胶原生成时间提前、生成量增加,胶原总量也明显增加,骨损伤修复时间缩短.结论 TGF-β1可使骨胶原在BMP诱导成骨过程中生成增加.TGF-β1通过促进成骨细胞生成使Ⅰ型胶原分泌能力增强,并抑制Ⅱ型胶原产生使软骨期缩短,骨损伤修复提前.BMP、TGF-β1两者在骨损伤修复中相互加强,具有协同作用.

    作者:谭祖键;李起鸿;许建中;杨柳;曹佳;潘峰;孙玮 刊期: 2002年第05期

  • 新型组织工程化人工骨的体外初步构建

    目的应用组织工程学技术,体外初步构建有活性的人工骨.方法培养、诱导人间充质干细胞向成骨细胞表型转化,制备性能优越的支架材料,将细胞与材料复合构建人工骨,在体外培养一定时间后,扫描电镜观察组织工程化骨的微观结构和消化细胞行碱性磷酸酶染色.结果 L-聚乳酸、聚磷酸钙纤维、Ⅰ型胶原按一定的方法可构建出新型的骨组织工程复合支架材料,诱导后的间充质干细胞可在材料内良好贴附生长,维持成骨细胞表型.结论本实验为骨组织工程学的进一步研究与应用提供了新的材料和方法.

    作者:段小军;杨柳;石宗利;周强 刊期: 2002年第05期

  • 新型骨与软骨组织工程支架材料制备及其性能研究

    目的研制符合骨与软骨组织工程制备技术要求的新型支架复合材料;并确定其性能与结构优化设计的主要参数指标.方法按不同CPPf(聚磷酸钙纤维)/PLLA(L-聚乳酸)重量比及相同CPPf+PLLA/NaCl 颗粒重量比,采用溶铸颗粒沥取(Solvent-casting particulte-leaching)法制备系列CPPf/PLLA支架复合材料;液体置换法、压缩性能测试及扫描电子显微镜观测其密度、孔隙度、压缩模量及微结构特征;材料样品体外人工降解液直接浸渍法判定其生物降解性能,并观测其生物降解率、压缩模量及微结构改变.结果系列支架材料密度为0.108~0.165 g/cm3,孔隙度87.17%~93.24%,压缩模量为5.19~7.89 MP,横截面微结构由微孔海绵状过渡为纤维网状.随着支架材料在人工降解液中降解时间的延长,其降解率以0%~13.2%线性递增;压缩模量呈线性降低至1.10~2.78 MP;材料横截面微结构则发生相应改变. 结论 CPPf/PLLA支架复合材料具有高孔隙度的三维立体结构,良好的抗压缩性能和生物降解性能,经进一步优化设计后,可成为结构和性能符合各项要求的新型骨与软骨组织工程支架材料.

    作者:戴刚;石宗利;李起鸿;李重庵 刊期: 2002年第05期

  • 生长因子(IGF-I、TGF-β1和BMP-2)对兔关节软骨细胞体外增殖的作用

    目的观察IGF-Ⅰ、TGF-β1和BMP-2对培养兔关节软骨细胞增殖的作用.方法采用体外培养兔关节软骨细胞的方法,利用3H-TdR掺入反映软骨细胞增殖.结果 IGF-Ⅰ和TGF-β1均可促进软骨细胞3H-TdR掺入增加,并有一定的协同作用.而BMP-2对软骨细胞3H-TdR掺入无显著影响,但与TGF-β1和IGF-Ⅰ合用时却有抑制3H-TdR掺入的作用.结论生长因子之间的不同组合可以协同或拮抗方式影响软骨细胞的增殖,提示生长因子在关节软骨退变和防治上可能有重要的意义.

    作者:许建中;解志杰;杨物鹏;兰旭 刊期: 2002年第05期

  • CagA 阳性Hp培养滤液诱导转化的胃上皮细胞表达泛素活化酶E1基因

    目的研究CagA阳性Hp培养滤液对人胃粘膜上皮细胞(GES-1)作用的机制. 方法将CagA阳性Hp培养滤液诱导恶性转化的GES-1细胞与CagA阴性Hp培养滤液处理的GES-1细胞进行mRNA差异显示,以寻找Hp致胃癌发病的相关基因.结果 mRNA差异显示片断之一命名为PFN1,仅在Hp(CagA+)培养滤液处理的GES-1细胞中表达, 斑点杂交结果与之一致.与Gene Bank资料序列同源性比较分析提示PFN1与泛素活化酶E1同源性99%,即为人类泛素活化酶E1基因的一部分. 结论泛素-蛋白水解酶复合体通路中的泛素活化酶E1基因可能参与了Hp 的CagA诱导的胃上皮细胞恶性转化过程.

    作者:陈洁平;沈鼎明;杨致邦 刊期: 2002年第05期

  • 逆转录病毒载体介导HPV16E7对人关节软骨细胞的转化及其生长特性

    目的研究HPV16E7(human papillomavirus 16 E7) 基因片段对人关节软骨细胞的转化作用以及转化细胞的生长特性.方法利用含HPV16E7基因的逆转录病毒载体pLXSN转染人关节软骨细胞,检测HPV16E7基因的整合与表达,并用生长曲线、血清依赖试验,电镜及流式细胞仪细胞周期时相观察,了解转化细胞与正常软骨细胞的生长特性.结果挑选出了能够在体外长期培养的经HPV16E7转化的细胞克隆,已传代50代,PCR及RT-PCR证实HPV16E7已与宿主细胞基因组成功整合及转录,转化细胞的生长速度要高于正常软骨细胞,二者都对血清有较大程度的依赖,转化细胞的核质比大,核仁明显,S期细胞数显著高于正常软骨细胞.结论经HPV16E7基因转化的人关节软骨细胞增殖能力强,可连续传代达50代.

    作者:何清义;李起鸿 刊期: 2002年第05期

第三军医大学学报杂志

第三军医大学学报杂志

主管:第三军医大学

主办:第三军医大学