骺板細(xì)胞外基質(zhì)源性組織工程軟骨修復(fù)幼兔骺板損傷的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、因外傷、感染、腫瘤等原因造成的骺板損傷是兒童特有的常見疾病。骺板損傷后出現(xiàn)骨橋組織,可導(dǎo)致患兒肢體短縮或/及成角畸形。目前,臨床上主要采用切除骨橋,填充脂肪、肌肉、骨水泥或骨蠟等方法治療骺板損傷。隨著組織工程技術(shù)的飛速發(fā)展,組織工程化骺板軟骨廣泛應(yīng)用于骺板損傷的實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。組織工程骺板包括三個(gè)要素:種子細(xì)胞、支架材料和細(xì)胞因子。支架材料在組織工程骺板軟骨中為種子細(xì)胞提供生長的微環(huán)境,有利于種子細(xì)胞粘附、增殖及發(fā)揮生

2、物學(xué)功能。良好的組織工程支架材料應(yīng)與骺板細(xì)胞外基質(zhì)具有相同的組織來源、并能模仿天然骺板軟骨的柱狀組織結(jié)構(gòu)。因此,本研究以天然骺板細(xì)胞外基質(zhì)為材料制備具有柱狀結(jié)構(gòu)的組織工程骺板支架材料,復(fù)合自體BMSCs移植修復(fù)幼兔脛骨近端骺板損傷模型,以達(dá)到減少肢體畸形、修復(fù)骺板損傷的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>　　目的:分離提取天然骺板細(xì)胞外基質(zhì)微絲,制備在生化成份及組織結(jié)構(gòu)上模擬天然骺板軟骨的組織工程骺板支架材料,并對(duì)其理化性質(zhì)及生物相容性進(jìn)行檢測;探討復(fù)合

3、自體BMSCs的支架材料移植修復(fù)骺板缺損的實(shí)驗(yàn)效果,觀察其能否防止骨橋組織及減少肢體畸形,以達(dá)到修復(fù)骺板損傷的目的。
　　方法:(1)提取天然股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端的骺板組織并進(jìn)行超濕法碎粉;利用差速離心和有機(jī)溶劑分離的實(shí)驗(yàn)方法去除粉碎后的骺板細(xì)胞碎片獲得細(xì)胞外基質(zhì)微絲漿料;利用定向結(jié)晶、冷凍干燥及物理/化學(xué)交聯(lián)方法獲得骺板細(xì)胞外基質(zhì)源性柱狀支架模擬天然骺板軟骨的組織結(jié)構(gòu),并對(duì)支架材料的理化性質(zhì)進(jìn)行綜合分析。(2)采用淋巴細(xì)胞分離液方

4、法提取幼兔BMSCs,并將其接種到支架中進(jìn)行體外及體內(nèi)培養(yǎng),觀察細(xì)胞的生長增殖情況及支架材料生物相容性和降解性。(3)選用6周齡新西蘭白兔構(gòu)建脛骨近端內(nèi)側(cè)骺板損傷模型,隨機(jī)分為3組,分別植入復(fù)合自體BMSCs的支架材料、空白支架,設(shè)置空白對(duì)照組。術(shù)后第4、8、16周各組分別取材,影像學(xué)檢測脛骨短縮及成角畸形情況,并且組織學(xué)觀察骺板缺損部分的修復(fù)情況。
　　結(jié)果:(1)骺板細(xì)胞外基質(zhì)微絲中含有大量糖胺聚糖及Ⅱ型膠原等細(xì)胞外基質(zhì)的有效

5、成份;利用定向結(jié)晶、冷凍干燥技術(shù)及物理/化學(xué)交聯(lián)方法制備的組織工程骺板生物仿生柱狀支架,呈柱狀排列的孔狀結(jié)構(gòu),具有良好的孔徑、孔隙率及吸水性,滿足組織工程骺板支架的實(shí)驗(yàn)要求。
　　(2)BMSCs按照柱狀結(jié)構(gòu)分布支架中、生長增殖并分泌細(xì)胞外基質(zhì),表明細(xì)胞外基質(zhì)源性柱狀支架具有良好的生物相容性;體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示細(xì)胞外基質(zhì)源性柱狀支架具有良好的可降解性、無細(xì)胞毒性,為修復(fù)骺板損傷的奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　(3)復(fù)合自體BMSCs組織工

6、程柱狀支架植入幼兔脛骨近端內(nèi)側(cè)骺板損傷模型,形成典型柱狀結(jié)構(gòu)的新生骺板細(xì)胞以及軟骨陷窩結(jié)構(gòu);柱狀排列的骺板組織呈現(xiàn)分層結(jié)構(gòu),新生的肥大區(qū)細(xì)胞向遠(yuǎn)端逐漸進(jìn)行終末期分化,同時(shí)伴有血管浸潤,說明新生的骺板組織具有逐漸成熟分化、促進(jìn)肢體生長的生物學(xué)功能;X線片顯示實(shí)驗(yàn)組肢體出現(xiàn)輕度短縮及成角畸形,其程度均小于其余組別(P<0.01)。單純支架組可見明顯骨小梁結(jié)構(gòu)以及殘留的支架組織,周圍未見炎癥細(xì)胞;空白組缺損區(qū)域可見結(jié)締組織和血管,缺損空腔塌陷