骨髓間質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合羥基磷灰石-磷酸三鈣在脊柱融合中的應(yīng)用研究.pdf

1、干細(xì)胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體。胚胎干細(xì)胞由于倫理、宗教、道德等方面的原因，其研究應(yīng)用受到諸多限制。近年來成體干細(xì)胞成為研究和關(guān)注的重點(diǎn)。骨髓間質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)來源較廣，容易獲得，具備向多種中胚層及神經(jīng)外胚層來源的組織細(xì)胞分化能力，包括向成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、胰島細(xì)胞、肌肉、韌帶、骨髓基質(zhì)甚至肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等多種細(xì)

2、胞與組織分化，是目前組織工程主要的細(xì)胞來源。羥基磷灰石/磷酸三鈣(hydroxyapatite/tricalcium phosphate，HA/TCP)是目前應(yīng)用較為廣泛的支架材料。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用BMSCs作為種子細(xì)胞，與HA/TCP復(fù)合后應(yīng)用于脊柱融合，為脊柱融合的臨床應(yīng)用提供新的依據(jù)和技術(shù)方法。 第一部分 骨髓間質(zhì)干細(xì)胞-支架材料復(fù)合體的體外實(shí)驗(yàn)研究 目的：建立體外分離培養(yǎng)BMSCs的方法，觀察BMSCs的形態(tài)和掌握其生

3、長規(guī)律，檢測BMSCs與HA/TCP的生物相容性。 方法：(1)抽取兔的長骨骨髓，利用全骨髓培養(yǎng)法培養(yǎng)兔的骨髓間質(zhì)干細(xì)胞，分別進(jìn)行原代和傳代培養(yǎng)，觀察各代細(xì)胞生長特性和生長曲線，探討B(tài)MSCs作為種子細(xì)胞的可行性。(2)通過細(xì)胞的多向分化能力鑒定BMSCs。(3)對體外培養(yǎng)的兔BMSCs和HA/TCP復(fù)合材料進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察，采用倒置顯微鏡、熒光顯微鏡和掃描電鏡檢測，以及細(xì)胞增殖的測定。 結(jié)果：(1)用全骨髓培養(yǎng)法分離骨髓

4、間質(zhì)干細(xì)胞是可行的，獲得的BMSCs體外培養(yǎng)顯示，兔BMSCs體外培養(yǎng)穩(wěn)定，增殖速度快，擴(kuò)增能力強(qiáng)。(2)培養(yǎng)擴(kuò)增的BMSCs能分別誘導(dǎo)成成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和神經(jīng)元樣細(xì)胞。(3)BMSCs和HA/TCP有很好的生物相容性，經(jīng)掃描電鏡、熒光顯微鏡觀察BMSCs在HA/TCP上粘附良好，并大量增殖。HA/TCP對BMSCs的體外增殖無明顯抑制作用。 結(jié)論：骨髓間質(zhì)干細(xì)胞可作為骨組織工程的種子細(xì)胞。羥基磷灰石/磷酸三鈣是良好的骨組織工

5、程的載體材料，利于種子細(xì)胞的粘附生長。 第二部分 富集自體骨髓間質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合HA/TCP脊柱融合術(shù)中的臨床應(yīng)用 目的：探索以自體骨髓富集的BMSCs復(fù)合HA/TCP作為植骨材料進(jìn)行脊柱融合的新方法。 方法：(1)觀察對象：選擇2005年1月至2006年2月建湖縣人民醫(yī)院骨科收治的胸腰椎骨折、均采用后路椎弓根釘系統(tǒng)復(fù)位及固定患者48例。(2)根據(jù)植骨融合材料不同隨機(jī)分為2組：骨髓間質(zhì)干細(xì)胞＋復(fù)合材料組24例，男13

6、例，女11例，年齡25～49歲；自體髂骨移植組24例，男15例，女9例，年齡26～50歲。(3)實(shí)驗(yàn)干預(yù)：采集自體骨髓通過密度梯度離心得到富集的BMSCs懸液與HA/TCP復(fù)合2h后作為植骨材料。骨髓間質(zhì)干細(xì)胞＋復(fù)合材料組采用BMSCs復(fù)合HA/TCP移植；自體髂骨移植組采用患者自體髂骨移植。(4)實(shí)驗(yàn)評估：對所有患者脊柱融合情況、臨床療效、傷椎復(fù)位后高度丟失等進(jìn)行比較分析，評定脊柱融合效果。 結(jié)果：術(shù)后隨訪12個(gè)月，48例患者

7、全部進(jìn)入結(jié)果分析。(1)骨髓富集的有效性：富集前后骨髓間質(zhì)細(xì)胞濃度達(dá)到8倍。(2)臨床療效：骨髓間質(zhì)干細(xì)胞＋復(fù)合材料組所有病例取髓處疼痛術(shù)后1周消失，均未發(fā)生感染。自體髂骨移植組術(shù)后3個(gè)月取骨處仍有疼痛。所有病例無感染和內(nèi)固定松動斷裂等并發(fā)癥。兩組術(shù)后12個(gè)月LBOS評分優(yōu)良率骨髓間質(zhì)干細(xì)胞＋復(fù)合材料組為71％(17/24)，自體髂骨移植組為79％(19/24)。(3)脊柱融合情況：術(shù)后隨訪6個(gè)月以上的患者X射線、CT檢查均示有良好的脊

8、柱融合，兩組在術(shù)后3個(gè)月移植物密度降低并可見雙側(cè)薄層融合塊，術(shù)后6個(gè)月雙側(cè)可見整塊新生骨或單側(cè)大塊新生骨。按Lenke字母分級法融合分級，兩組均無C、D級融合。(4)Cobb角測量結(jié)果：傷椎復(fù)位后高度丟失在骨髓間質(zhì)干細(xì)胞＋復(fù)合材料組平均為2.38°，在自體髂骨移植組平均為2.42°。 結(jié)論：通過自體骨髓富集的間質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合羥基磷灰石磷酸三鈣應(yīng)用于胸腰椎骨折后外側(cè)融合可取得與自體髂骨移植同等的臨床療效，是一種安全可靠，簡便有效的植