纳米羟基磷灰石复合骨髓基质细胞修复骨缺损的实验研究

论文摘要

众所周知,羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导能力;在临床上用于骨缺损的修复已有几十年的历史。但由于普通羟基磷灰石具有脆性大、韧性差、不易塑形等缺点,只能用于非负重部位的骨缺损充填修复,因而大大限制了其在临床上的广泛应用。而纳米羟基磷灰石（Nano-Hydroxyapitite, Nano-HA）除了有普通HA材料的优越性外,还有以下优点:①Nano–HA微结构类似于天然骨基质,可以被骨组织直接利用;②与天然骨内无机矿物有相近的尺寸,更有助于人体细胞和大分子对其的识别,从而可提高材料的生物活性、利用度和生物相容性;③释放的钙、磷等离子可能有更多的成分参与骨代谢,更好地促进骨形成;④有研究表明,Nano–HA低结晶度和含碳酸根特征,具有与骨键合的能力,用这种材料制成的骨植体表面可提供适宜的环境促进胶原和矿物的沉积以及成骨细胞的黏附。本实验通过体内及体外实验,探讨骨髓基质细胞与纳米羟基磷灰石结合修复骨缺损的可能机制。并为其进一步的研究开发及临床应用研究提供参考资料。目的:体外定向诱导培养及鉴定骨髓基质细胞（bone marrow stromal cells ,BMSCs）,并检测纳米羟基磷灰石对其生长增殖的影响,通过动物实验测定不同比值,探讨骨髓基质细胞与纳米羟基磷灰石结合修复骨缺损的可能机制。方法:体外获取骨髓基质细胞后定向诱导,取第3代细胞对其进行鉴定用于实验研究。制备不同浓度的Nano–HA浸提液用于培养细胞,用MTT法检测并计算细胞增殖率。成年雄性新西兰白兔12只（由安徽医科大学动物实验中心提供）,体重2.0～2.3 kg。随机分成2组:A、B组,A、B组兔均取左右两股骨去骨,造成1 cm×0.5cm的骨缺损。右侧为实验侧,放置BMSCs-Nano–HA复合物;左侧为不加BMSCs的对照组。术后6、12周各时相点行摄X线,然后取材行大体观察,并制作组织学切片进行组织学观察、OCN染色及力学检测。对各观察期各组材料/受体骨界面新骨形成及骨缺损修复情况、材料与受体骨愈合情况及骨缺损修复后的力学强度进行评价。对上述实验所得数据用SPSS11.0统计软件进行统计学分析比较,并规定以P<0.05为具有显著性差异。结果:1、骨髓基质细胞传代后细胞增殖进一步加快,传至第3代,培养2 d即可见细胞单层融合。茜素红染色可见钙结节出现,Ⅰ型胶原免疫组化染色为阳性结果。2、纳米羟基磷灰石对成骨细胞增殖无影响,细胞毒性评级为0～1级。3、组织学、OCN染色和影像学检查结果显示,骨修复速度及质量:实验组优于对照组;力学测试结果显示,骨端缺损修复6、12周后的生物力学强度实验组优于对照组,统计学结果显示有显著性差异。结论:实验结果显示,经过诱导后的细胞已向成骨细胞转化,Nano–HA与定向诱导后的骨髓基质细胞具有良好的生物相容性,与BMSCs结合将其用于兔股骨缺损修复骨传导能力及力学性能较好。

论文目录

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• 英文摘要
• 前言
• 仪器和试剂
• 实验方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 综述
• 附图