納米羥基磷灰石-殼聚糖支架復(fù)合外周血間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)大鼠脛骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景:
　　先天性畸形、復(fù)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(wú)法完成自我修復(fù)而往往需要大量的骨質(zhì)進(jìn)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(lái)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(yīng)用。骨組織工程有望克服上述缺陷并成功修復(fù)骨缺損而成為研究的熱點(diǎn)，其往往將間充質(zhì)干細(xì)胞移植至有三維結(jié)構(gòu)的支架材料當(dāng)中，通過(guò)成骨誘導(dǎo)而促進(jìn)新骨形成

2、。
　　間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)在體外能夠自我增殖，有較強(qiáng)多向分化潛能并且容易向成骨細(xì)胞分化，無(wú)免疫排斥而成為骨組織工程較理想的種子細(xì)胞。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)有較強(qiáng)的增殖及成骨分化能力，成為公認(rèn)的修復(fù)骨缺損的細(xì)胞來(lái)源。但是其存在取材過(guò)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(duì)而言，外周血間充質(zhì)干細(xì)胞(PBMSCs)是通過(guò)極其微創(chuàng)和相對(duì)簡(jiǎn)單的方式來(lái)獲得的，經(jīng)濟(jì)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(xì)胞。
　　目前普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為對(duì)于可以應(yīng)用至骨組織工程修復(fù)的材料而言，單一材料無(wú)法滿足其需求，復(fù)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(jié)構(gòu)的復(fù)合支架材料，具有良好的生物相容性、可降解性及骨傳導(dǎo)性，能夠滿足構(gòu)建組織工程化骨的要求。
　　本實(shí)驗(yàn)擬將搭載PBMSCs的nHA-CS復(fù)合支架材料移植至大鼠脛骨5mm離斷性骨缺損，觀察其修復(fù)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(fù)合外周血間充質(zhì)干細(xì)胞(PBMSCs)修復(fù)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(zhǎng)法分離培養(yǎng)大鼠PBMSCs并行體外擴(kuò)增，檢測(cè)其表面標(biāo)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(jié)構(gòu)，測(cè)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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?2只大鼠隨

5、機(jī)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(shù)后8周及12周分別處死動(dòng)物，通過(guò)X線、Micro-CT以及組織學(xué)檢測(cè)結(jié)果判斷骨缺損修復(fù)情況。
　　4.采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示數(shù)據(jù)結(jié)果。采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行多組資料比較，采用最小顯著差異法(Least significant difference，LS

6、D)進(jìn)行組間比較，若方差不齊則采用Dunnett'S T3法;P值＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　研究結(jié)果:
　　1.分離培養(yǎng)的PBMSCs呈長(zhǎng)梭形形態(tài)，能在體外擴(kuò)增，流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)PBMSCs表面標(biāo)志物符合MSCs表達(dá)。PBMSCs在體外經(jīng)成骨誘導(dǎo)可向成骨細(xì)胞分化，ALP表達(dá)陽(yáng)性，鈣結(jié)節(jié)形成。
　　2.制備的nHA-CS支架具有三維多孔網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，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(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示PBMSCs-nHA-CS組修復(fù)臨界骨缺損的效果明顯優(yōu)于nHA-CS組或空白組，且Lane-SandhuⅩ評(píng)分、BMD、BV以及成骨面積等定量檢測(cè)均提示PBMSCs-nHA-CS組高于nHA-CS組或空白組，結(jié)果具有顯著性差異(P＜0.05)。
　　研究結(jié)論:
　　本實(shí)驗(yàn)證明PBMSCs可以成為骨組織工程良好的細(xì)胞來(lái)源，有良好的應(yīng)用前景。PBMSCs-nHA-CS能夠成功修復(fù)大鼠脛