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组织工程骨和软骨的建造

来源:第四军医大学学报 作者:杨维东毛天球陈富林顾晓明 2004-9-23
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摘要: 0引言人类因先天性和获得性疾病引起骨和软骨组织的缺损或畸形,需要选用理想的修复或替代材料完成骨和软骨组织的修复与重建。现今尚无一种修复材料在生物学特性方面能够达到自体组织移植的水平。因此采用组织工程的方法,建造自身细胞来源的自体组织已成为生物医学研究的一项重要课题[1,2]。我科由国家自然科学基金和军......


  0 引言 人类因先天性和获得性疾病引起骨和软骨组织的缺损或畸形,需要选用理想的修复或替代材料完成骨和软骨组织的修复与重建.现今尚无一种修复材料在生物学特性方面能够达到自体组织移植的水平.因此采用组织工程的方法,建造自身细胞来源的自体组织已成为生物医学研究的一项重要课题[1,2].我科由国家自然科学基金和军队医药卫生科研基金资助进行组织工程骨、软骨的研究,现将部分研究成果做以介绍.

  1 材料和方法

  1.1 组织工程骨的研究 实验采用裸鼠和新西兰兔作为实验模型.

  1.1.1 支架材料的制备 取新西兰兔的膝关节,冲洗、漂洗去除骨髓组织,采用脱脂、脱矿、去酸性蛋白等化学处理方法,经冻干处理后,制备成骨松质基质.骨松质基质具有多孔网状结构.

  1.1.2 细胞分离培养 取兔骨髓基质细胞,经体外分化诱导为成骨细胞,经体外培养扩增后与可降解水凝胶混合.

  1.1.3 细胞/支架复合物的形成 将5×106*mL-1的成骨细胞接种于松质骨基质支架上,表面行钙离子固化,体外培养48 h. 然后将细胞/支架复合物植入裸鼠和新西兰兔皮下.以单纯松质骨基质移植作为对照.

  1.2 组织工程软骨的建造

  1.2.1 细胞载体材料的选择 分别选用牛腱胶原、聚氧化乙烯温度固化聚合物、藻酸盐3种水凝胶作为软骨细胞载体材料.

  1.2.2 软骨细胞的分离材料 取兔耳软骨, 用Ⅱ型胶原酶消化分离,按4×107*mL-1将软骨细胞与载体材料混合.

  1.2.3 细胞/载体材料复合物的植入 采用注射方式将细胞/载体材料复合物植入裸鼠及新西兰兔皮下,在体内进行固化.以单纯载体材料植入为对照.

  2 结果

  2.1 组织工程骨的研究 组织学研究显示,移植后2 mo松质骨基质大部分吸收,由成熟的骨组织替代.然而单纯松质骨基质移植骨仅出现少量骨样组织.

  2.2 组织工程软骨的研究 可注射软骨移植后3 mo,3种水凝胶类载体材料均呈现不同程度的吸收,并有大量软骨组织的形成.免疫组织化学检查显示,在所形成软骨中有大量Ⅱ型胶原和硫酸软骨素的形成.对照组无软骨形成.

  3 讨论 组织工程支架材料的研究和应用是组织工程组织建造的关键问题[1],我们首次采用松质骨基质作为支架建造组织工程骨,并证明了其可行性,为进一步深入研究该支架材料的应用及组织工程骨的血管化问题奠定了基础.可注射性软骨的成功建造具有广泛的临床应用前景[3],同时我们更加关注骨/软骨复合组织的建造,因为该项工作将面临关节结构的形成,是组织工程更具挑战的课题.

  基金项目:国家自然科学基金资助项目(39770762),军队医药卫生科研基金资助项目(98M104)

  作者简介:杨维东(1961-), 男(汉族),甘肃省武山县人. 副教授, 副主任医师, 硕士. Tel.(029)3376102杨维东(第四军医大学口腔医学院口腔颌面外科,陕西西安 710033)

  毛天球(第四军医大学口腔医学院口腔颌面外科,陕西 西安710033)

  陈富林(第四军医大学口腔医学院口腔颌面外科,陕西 西安710033)

  顾晓明(第四军医大学口腔医学院口腔颌面外科,陕西 西安710033)

  参考文献

  [1]Lanza rP, Langer R, Chixk W. Principle of tissre engineering: Bone and cartikage reconstruilage reconstuction [M]. Acad Press, 1996:619-652.

  [2]Whang K, Healy KE, Ekenz DR et al. Engineering bone reconstruction with bioabsorble scaffolds with novel microarchiecture [J]. Tissue Engineering,1999;5(1):35-51.

  [3]Wakitani S, Goto T, Young RG et al. Repair of large full-thickness articular cartilage defects with allografts articular chondrocytes embedded in a collagen Gel [J]. Tissue Engineering, 1998;4(4):429-434.


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