羟基磷灰石磷酸三钙支架复合骨髓间充质干细胞(3)
2.4 体内骨缺损实验Micro-CT 检测结果 术后不同时间点各组大鼠颅骨Micro-CT 图像,见图4。术后4 周时,A、B、C、D 组支架材料边缘清晰完整,其中B 组颅骨前端隐约可见少许模糊高密度阴影形成,A、C、D 组间未见明显区别;术后8 周时,B 组支架四周均出现模糊高密度影,C、D 组颅骨左右两侧出现模糊高密度影,A 组颅骨周围骨质新生不明显;术后12 周时,4 组支架与颅骨间均有高密度影形成,高密度影量由高到低为:B 组>C 组>D 组>A 组。
2.5 体内骨缺损实验苏木精-伊红染色结果 术后不同时间点各组大鼠颅骨支架材料复合物的苏木精-伊红染色,见图5。术后4 周时,B、C 组支架材料周围和内部可见排列大量成骨细胞,D、A 组次之;术后8 周时,B、D 组支架周围可见较多骨基质,C、A 组次之;术后12 周时,4 组均可见支架有所降解,支架逐渐被新生骨替代,B 组支架周围可见较多排列不规则、较厚骨小梁,D、C、A 组次之。
2.6 体内骨缺损实验CD31/34 免疫组化染色结果 各组大鼠血管内皮细胞CD31/CD34 因子免疫组织化学染色,见图6,7,微血管密度计算结果见表2,其中B、C、D 组CD31 微血管密度高于A 组(P< 0.05),B 组高于C、D 组(P< 0.05),C、D 组比较差异无显著性意义(P> 0.05)。记录CD34 免疫组化染色切片的累积吸光度值,从时间轴图分析可得知,随时间增长各组内皮细胞标志物CD34 阳性表达增长率由高到低为:B 组>C 组>D 组>A 组,见图8。
表2 |术后不同时间点各组微血管密度比较 (±s,条/mm2)Table 2 |Comparison of microvascular density in each group at various time points after operation表注:A 组植入羟基磷灰石-磷酸三钙支架,B 组植入骨髓间充质干细胞、人脐静脉内皮细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物,C 组植入人脐静脉内皮细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物,D 组植入骨髓间充质干细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物。与A 组比较,aP< 0.05;与B 组比较,bP< 0.05组别 CD31 CD34术后4 周 术后8 周 术后12 周 术后4 周 术后8 周 术后12 周A 组 21. 25. 28. 20. 24. 28. B 组 27. 38. 49. 27. 38. 49. C 组 26. 32. 37. 25. 32. 36. D 组 24. 31. 35. 22. 29. 35.
2.7 体内骨缺损实验CD31/CD34 分子含量检测结果 随术后时间的增长,各组CD31 和CD34 分子含量都持续增加,其中B 组CD31/CD34 分子含量高于C、D、A 组(P< 0.05),C、D 组高于A 组(P< 0.05),C、D 组比较差异无显著性意义(P>0.05),见图9。
2.8 体内骨缺损实验血管内皮生长因子A 蛋白表达水平 各组支架可激活血管内皮生长因子A 的表达,对灰度条带分析后显示,不同时期B 组的血管内皮生长因子A 持续高表达且随时间增加逐渐升高,明显高于A、C、D 组(P< 0.05),C、D 组之间血管内皮生长因子A 表达量无明显区别;随时间增加,A 组4 周后血管内皮生长因子A 蛋白表达降低,C 组8周后降低,D 组12 周后降低,见图10。
3 讨论 Discussion
目前临床医学治疗大型骨缺损时选用的仍是自体骨移植,但其会导致第二或第三术区开放,以创伤修复创伤,增加了手术难度及创伤部位。20 世纪80 年代组织工程技术出现,利用组织工程骨修复大型骨组织缺损成为一种很好的解决修复骨缺损的可选择方案,然而组织工程骨对于大段骨缺损的修复仍面临着诸多挑战,如成骨不足导致的骨愈合不良、延迟愈合和骨不连等问题。这与移植区血液供应有关,尤其是生长在材料中央的种子细胞,因微血管只能营养100-200 μm 以内的种子细胞,所以若无早期微血管长入支架中心区域,没有微血管为种子细胞输送足够氧气、营养物质等,种子细胞的增殖、分化等生理功能将受到影响甚至死亡,从而致使组织工程骨移植物修复骨缺损失败[2-3]。如果不能在早期快速建立微血管并为移植物提供营养以及运走代谢废物,就难以实现利用组织工程化骨修复大型骨缺损来满足临床切实需求,因此组织工程骨早期血管化是组织工程由基础向临床应用所面临的关键所在。目前促进组织工程骨早期血管化方法主要有预置血管技术、细胞技术、生长因子,其中细胞技术相对比其他两种方法有明显优势。
图 1 |第3 代骨髓间充质干细胞(×40)Figure 1 |Third generation of bone marrow mesenchymal stem cells (×40)图注:细胞呈极性漩涡状生长,形态呈单一均匀的长梭形、扁平形贴壁细胞特征
图 2 |扫描电子显微镜下观察细胞与支架复合物(×2 000)Figure 2 |Observation of cells and scaffolds under scanning electron microscope (×2 000)图注:A 为羟基磷灰石-磷酸三钙支架,表面粗糙,有大小不一的羟基磷灰石和磷酸三钙颗粒不规则排列,颗粒间存在孔隙;B 为骨髓间充质干细胞、人脐静脉内皮细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物;C 为人脐静脉内皮细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物;D 为骨髓间充质干细胞与羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合物,细胞爬行在支架表面且形态良好
文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0224/608.html