微結(jié)構(gòu)一致剛度不同的脫鈣骨支架對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響.pdf

1、骨是一種有生命的器官，內(nèi)有血液循環(huán)，具有一定的自我愈合修復(fù)能力，而由外傷、感染、腫瘤等造成的大塊骨缺損至今仍未有有效的解決方法。骨組織工程被認(rèn)為是目前治療大段骨缺損最有希望的途徑。基質(zhì)力學(xué)影響干細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和分化，然而現(xiàn)有的關(guān)于基質(zhì)力學(xué)在支架材料構(gòu)建方面的研究主要集中在二維(two-dimensional,2D)或者準(zhǔn)三維(quasi-three-dimensional,quasi-3D)條件下，而且大部分3D支架的制備方法在

2、改變基質(zhì)剛度的同時(shí)也改變了其3D微結(jié)構(gòu)，難以考察基質(zhì)力學(xué)單一因素對(duì)干細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。本文通過對(duì)3D脫細(xì)胞骨支架進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)脫鈣，構(gòu)建了一種微結(jié)構(gòu)一致而基質(zhì)剛度不同的新型3D脫鈣骨支架材料。首先離體考察了不同基質(zhì)剛度脫鈣骨支架對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)細(xì)胞相容性以及成骨分化的影響，然后通過皮下埋植實(shí)驗(yàn)考察了不同基質(zhì)剛度脫鈣骨支架對(duì)細(xì)胞浸潤(rùn)、膠原纖維沉積以及內(nèi)源性細(xì)胞成骨分化的作用。本

3、文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　①微結(jié)構(gòu)一致基質(zhì)剛度不同脫鈣骨支架的制備及表征
　　通過對(duì)脫細(xì)胞骨支架進(jìn)行不同程度的脫鈣處理，成功制備了微結(jié)構(gòu)一致基質(zhì)剛度不同的脫鈣骨支架，該支架具有良好的孔徑尺寸和孔隙率，并且保留了天然骨的細(xì)胞外基質(zhì)成分。壓縮實(shí)驗(yàn)所測(cè)得不同基質(zhì)剛度脫鈣骨支架的彈性模量分別為66.06±27.83MPa(高剛度組)、26.90±13.16MPa(中剛度組)和0.67±0.14MPa(低剛度組)。微型計(jì)算機(jī)斷

4、層掃描(micro computede tomography,micro-CT)結(jié)果顯示脫鈣前和脫鈣后支架的微結(jié)構(gòu)并未發(fā)生顯著性變化。
　?、诓煌|(zhì)剛度脫鈣骨支架在體外對(duì)MSCs細(xì)胞相容性及成骨分化的影響
　　體外Live/dead染色顯示不同基質(zhì)剛度支架均有利于MSCs的粘附和生長(zhǎng)。堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色、骨橋蛋白(osteopontin,OPN)和骨鈣蛋白(osteocalc

5、in,OC)的免疫組化染色表明在體外復(fù)合培養(yǎng)21天時(shí)低剛度組支架最有利于促進(jìn)MSCs的成骨分化。
　?、鄄煌|(zhì)剛度脫鈣骨支架在皮下對(duì)細(xì)胞浸潤(rùn)、膠原纖維沉積以及內(nèi)源性細(xì)胞成骨分化的影響
　　皮下埋植實(shí)驗(yàn)表明各組支架具有不同的細(xì)胞浸潤(rùn)能力，脫鈣骨支架的細(xì)胞浸潤(rùn)能力優(yōu)于脫細(xì)胞骨支架(對(duì)照組)。Masson染色顯示皮下埋植4周低剛度組支架具有明顯的促進(jìn)膠原纖維生成和沉積的作用，而皮下埋植8周時(shí)，膠原纖維的生成和沉積進(jìn)一步增強(qiáng)。免疫