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口腔医学研究 2022年第4期38卷 372-378页

作者：张舟梁想崔浩朱羿霏屠军波那思家西安交通大学口腔医院陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室陕西西安710004 西安交通大学口腔医院口腔颌面外科陕西西安710004

目的:评估人骨髓间充质干细胞/细胞外基质复合体(C-BMSC)的骨缺损再生修复能力。方法:体外构建C-BMSC,通过大体观察、HE染色、扫描电镜进行组织形态学检测;TUNEL染色法检测细胞凋亡水平;免疫荧光染色和PCR法检测成骨相关因子的表达水平... 详细信息

目的:评估人骨髓间充质干细胞/细胞外基质复合体(C-BMSC)的骨缺损再生修复能力。方法:体外构建C-BMSC,通过大体观察、HE染色、扫描电镜进行组织形态学检测;TUNEL染色法检测细胞凋亡水平;免疫荧光染色和PCR法检测成骨相关因子的表达水平;大鼠颅骨缺损模型评估C-BMSC体内骨缺损再生修复能力。结果:组织形态学显示5 d组C-BMSC的细胞外基质(ECM)最丰富,ECM将细胞完全包裹,ECM纤维粗壮,小分子物质附着;TUNEL染色结果提示3 d与5 d组细胞凋亡数量接近,而7 d时细胞凋亡显著增加(P<0.001);PCR结果表明C-BMSC对ALP、COL-1、Runx2和OCN表达均高于细胞膜片(P<0.05);免疫荧光结果显示C-BMSC中ECM对ALP、COL-1、BSP表达均呈阳性;大鼠颅骨移植实验结果表明C-BMSC组骨体积与软组织体积比显著高于空白组。结论:本研究证明C-BMSC具有良好的成骨分化能力,这为骨缺损再生修复提供了一种新的策略。

关键词：骨髓间充质干细胞干细胞/细胞外基质复合体细胞膜片骨缺损再生修复

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浓缩生长因子联合骨髓间充质干细胞膜片的生物学性能及其在骨缺损修复中的作用

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吉林大学学报（医学版） 2024年第6期50卷 1535-1546页

作者：石剑虹田原野陈楷孙高吴国民吉林大学口腔医院口腔颌面外一科与口腔整形美容外科吉林长春130021 吉林大学口腔医院吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室吉林长春130021

目的:探讨浓缩生长因子(CGF)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)膜片性能的影响,并阐明含CGF复合细胞膜片(CS)在骨缺损修复中的作用。方法:体外实验,选取2只3周龄SD大鼠,分离培养获得BMSCs,茜素红和油红O染色鉴定BMSCs成骨和成脂能力。选取3只3... 详细信息

目的:探讨浓缩生长因子(CGF)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)膜片性能的影响,并阐明含CGF复合细胞膜片(CS)在骨缺损修复中的作用。方法:体外实验,选取2只3周龄SD大鼠,分离培养获得BMSCs,茜素红和油红O染色鉴定BMSCs成骨和成脂能力。选取3只3周龄SD大鼠,制备CGF液态提取物(CGFe),将细胞分为对照组、传统CS(BMSC-CS)组和含CGF复合CS(CGF/BMSC-CS)组。HE染色观察2组CS形态表现,茜素红和碱性磷酸酶(ALP)染色检测各组CS体外成骨情况,细胞划痕实验检测各组细胞迁移能力,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中ALP、胶原酶Ⅰ型(COL^(-1))、Runt相关转录因子2(RUNX2)和骨钙蛋白(OCN)mRNA表达水平。体内实验,选取15只SD大鼠随机分为对照组、BMSC-CS组和CGF/BMSC-CS组,显微计算机断层扫描(Micro-CT)检测各组大鼠颅骨缺损处骨形成参数,HE染色和Masson染色观察各组大鼠颅骨缺损组织形态表现。结果:第3代BMSCs为梭形,排列紧密,呈漩涡团簇状生长;茜素红染色有明显的钙结节生成,油红O染色有红色脂滴形成,证实细胞具有良好的成骨和成脂分化的能力。CS为白色半透明状,边缘轻微卷曲,剥离后的CS卷曲皱缩为不规则状。与BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组CS白色更深,透明程度较低,在厚度和延展性方面明显增加,不易破损,有一定黏性和可塑性。HE染色观察,与BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组CS细胞数增加,排列密集,细胞外基质(ECM)更丰富,包裹连接细胞形成一个整体的片状结构。茜素红和ALP染色检测,与对照组比较,BMSC-CS组CS的ALP活性和矿化提升值均明显升高(P<0.05);与对照组和BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组CS成骨细胞及红色矿化结节数明显增多,染色明显加深,阳性面积增大,ALP活性和矿化提升值均明显升高(P<0.05)。细胞划痕实验检测,培养24 h,与对照组比较,BMSC-CS组和CGF/BMSC-CS组细胞迁移率均明显升高(P<0.05);与BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组细胞迁移率明显升高(P<0.01);培养48 h,与对照组比较,CGF/BMSC-CS组细胞迁移率明显升高(P<0.05)。RT-qPCR法检测,与对照组比较,BMSC-CS组细胞中COL^(-1)和OCN mRNA表达水平均明显升高(P<0.01),CGF/BMSC-CS组细胞中ALP、COL^(-1)、OCN和RUNX2 mRNA表达水平均明显升高(P<0.01);与BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组细胞中ALP、COL^(-1)和OCN mRNA表达水平均明显升高(P<0.01)。Micro-CT检测,对照组大鼠颅骨缺损区域边界清晰,几乎无新骨生成;BMSC-CS组大鼠颅骨仅在骨缺损边缘有少量新骨形成,缺损中心区域有明显空缺;CGF/BMSC-CS组大鼠颅骨新骨沿骨缺损边缘向中心区域生成,修复大部分骨缺损;与对照组比较,BMSC-CS组大鼠颅骨骨体积分数[骨体积(BV)/组织体积(TV)]和骨小梁间距(Tb.N)均明显升高(P<0.05),CGF/BMSC-CS组大鼠颅骨BV、BV/TV、骨小梁数目(***)和Tb.N均明显升高(P<0.05);与BMSC-CS组比较,CGF/BMSC-CS组大鼠颅骨BV、BV/TV、***和Tb.N均明显升高(P<0.01)。HE和Masson染色观察,对照组大鼠颅骨缺损组织几乎无新骨生成,仅见大量胶原纤维连接两侧骨断端;BMSC-CS组大鼠颅骨缺损组织仅在骨缺损边缘有少量新骨形成,中央为致密的胶原纤维与缺损边缘的新生骨连接;CGF/BMSC-CS组大鼠颅骨缺损组织除在骨缺损边缘可以看到新生骨组织外,缺损中央亦有骨岛形成,骨岛周围可见骨细胞及大量的胶原纤维。Masson染色观察,细胞质和类骨质呈红色,胶原呈蓝色;CGF/BMSC-CS组大鼠颅骨缺损组织中可见明显的新形成的类骨质,新骨形成量最高。结论:CGF可以促进BMSCs膜片的成骨分化和ECM的丰富度,含CGF复合CS可以高效修复大鼠颅骨缺损,是一种理想和安全的促骨再生材料。

关键词：浓缩生长因子细胞膜片骨髓间充质干细胞骨缺损再生修复

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浓缩生长因子联合骨髓间充质干细胞膜片修复骨缺损的实验研究

浓缩生长因子联合骨髓间充质干细胞膜片修复骨缺损的实验研究

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作者：石剑虹吉林大学

学位级别：硕士

背景:先天性畸形、创伤、肿瘤以及炎症等导致的骨缺损严重影响了颌面部骨的生物学功能和患者的美观,导致患者的生活质量严重下降。自体骨移植被誉为骨缺损治疗的“金标准”。然而,自体骨移植的临床实际应用仍然存在一些局限性。近年来,... 详细信息

背景: 先天性畸形、创伤、肿瘤以及炎症等导致的骨缺损严重影响了颌面部骨的生物学功能和患者的美观,导致患者的生活质量严重下降。自体骨移植被誉为骨缺损治疗的“金标准”。然而,自体骨移植的临床实际应用仍然存在一些局限性。近年来,细胞膜片(cell sheet,CS)被广泛应用于骨缺损的再生修复,相较于细胞在组织工程中的传统应用方式,CS能够有效避免胰酶消化导致的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)及细胞间连接蛋白的减少,同时显著提高细胞存活率。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)因其易获得性、增殖能力强、成骨分化效果好等优点,是最常用的种子细胞之一。生长因子在骨缺损再生中起着关键作用,因此许多研究致力于将生长因子或小分子物质复合到细胞膜片中,从而提高其成骨能力。浓缩生长因子(concentrated growth factor,CGF)是继富血小板血浆、富血小板纤维蛋白之后的第三代血小板浓缩物,含有浓度极高的多种生长因子,这些内源性生长因子具有协同效应和级联效应,在细胞增殖、基质重塑和骨修复过程中展现出了巨大的潜能。目的: 本研究探讨CGF对骨髓间充质干细胞膜片性能的影响,并阐明含CGF的复合细胞膜片在修复骨缺损方面的潜能。方法: 选取3周龄SD大鼠,分离培养获得BMSCs。经大鼠腹主静脉采血,通过特定的离心机制备成CGF,再利用CGF凝胶制备出浓缩生长因子提取液(concentrated growth factor extracts,CGFe)。通过维生素C(vitamin C,VC)连续诱导法构建两组细胞膜片,分别为传统细胞膜片(BMSCs-CS)以及含CGF的复合细胞膜片(CGF/BMSCs-CS)。通过大体观察、HE染色对两组膜片的组织形态学进行比较。细胞划痕实验检测不同时间点(24、48h)时不同成膜诱导液(VC含或不含CGF)对细胞迁移能力的影响。通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)及茜素红S(alizarin red S,ARS)染色检测上述不同成膜诱导液对细胞分化能力的影响。利用实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)检测两组膜片中成骨相关因子ALP、I型胶原(collagen I,COL1)、Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)的表达水平,对比其体外成骨能力。将15只7-8周龄SD大鼠随机分为3组,构建大鼠颅骨缺损模型,分为CONTROL组、BMSCs-CS组、CGF/BMSCs-CS组,术后6周处死大鼠,对缺损区进行显微CT(micro computed tomography,Micro CT)扫描,分析获得骨体积(BV)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁厚度(***)等数据。HE及Masson染色评估两组细胞膜片在体内的骨缺损再生修复能力。结果: 经CGF作用14天后,与BMSCs-CS相比,CGF/BMSCs-CS的延展性及韧性更好,HE染色显示其ECM丰富,保存了更多数量的细胞,并且细胞排列密集,成骨向分化明显。ARS及ALP染色结果显示VC-CGF组的成骨细胞及红色矿化结节含量较高,与CONTROL组及VC组相比,VC-CGF组的ALP相对活性及矿化提升率明显升高。划痕实验显示在24h及48h,VC-CGF组的细胞迁移率最高,证明其细胞迁移能力最强。q RT-PCR结果表明,与CONTROL组及BMSCs-CS组比较,CGF/BMSCs-CS组成骨相关特异性因子(ALP、COL-1、RUNX2和OCN)的表达量均上调。体内实验结果显示,CGF/BMSCs-CS组修复了大面积的骨缺损,新生骨量最多,骨缺损边缘及中央区域均有新骨生成,周围可见骨细胞以及新生血管,外周包绕大量胶原纤维。结论: ***通过释放多种生长因子促进骨髓间充质干细胞膜片的成骨分化和ECM的合成。 ***在成骨早期和晚期均促进了细胞的成骨分化,维持了成骨诱导的连续性。 ***具有指导骨再生和促进局部血管化的双重作用。 4.相比于BMSCs-CS,CGF/BMSCs-CS可以高效的修复大鼠颅骨缺损,表明CGF与BMSCs-CS的联合使用在骨缺损修复中具有巨大潜力。

关键词：浓缩生长因子细胞膜片骨髓间充质干细胞骨缺损再生修复

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β-TCP材料改性研究进展及在骨缺损修复中的应用

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生物骨科材料与临床研究 2021年第5期18卷 74-77页

作者：侯丹陈晓事毛茵茵张晴广州医科大学附属口腔医院实验室广州市口腔再生医学基础与应用研究重点实验室广州医科大学口腔医学院口腔基础医学教研室广东广州510182

大段骨缺损再生修复是临床骨科面临的难题之一,利用组织工程材料修复大段骨缺损是最具前景的治疗方式。β-TCP材料由于具有与自体骨相似的无机成分,良好的生物相容性、可吸收降解以及骨传导等性能被广泛应用于骨科临床治疗。虽然β-TCP... 详细信息

大段骨缺损再生修复是临床骨科面临的难题之一,利用组织工程材料修复大段骨缺损是最具前景的治疗方式。β-TCP材料由于具有与自体骨相似的无机成分,良好的生物相容性、可吸收降解以及骨传导等性能被广泛应用于骨科临床治疗。虽然β-TCP材料是一种最具潜力的骨替代材料,但是还存在诸如降解速率与新骨再生速率不匹配、脆性大力学强度不够、骨诱导能力差等缺陷,从而阻碍其临床应用。采用其他材料对β-TCP材料改性提高降解、力学及骨诱导等性能是目前研究热点。本文就β-TCP材料改性研究及在骨缺损再生修复中的应用作一综述。

关键词： β-TCP材料改性力学强度降解速率骨缺损再生修复

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