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预血管化多孔β-磷酸三钙组织工程骨的构建及其生物学效应评价

Authors
  • HUANG, Mengquan
  • FAN, Jian
  • MA, Ziyang
  • LI, Jing
  • LU, Yajie
Type
Published Article
Journal
Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery
Publisher
四川大学华西医院
Publication Date
May 01, 2022
Volume
36
Issue
5
Pages
625–632
Identifiers
DOI: 10.7507/1002-1892.202202010
PMID: 35570639
PMCID: PMC9108639
Source
PubMed Central
Keywords
Disciplines
  • 干细胞与组织工程
License
Unknown

Abstract

目的 基于组织工程技术,采用内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)和BMSCs共培养方式构建预血管化多孔β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)组织工程骨(以下简称预血管化组织工程骨),并评价其对骨修复过程中血管化的影响。 方法 取新西兰大白兔髂骨骨髓,采用密度梯度离心法和差速贴壁法分离EPCs和BMSCs并传代,经细胞免疫表型检测、BMSCs诱导分化和EPCs吞噬功能鉴定后,取第3代细胞进行后续实验。首先,采用Matrigel基质胶成管实验检测体外EPCs/BMSCs共培养(EPCs/BMSCs组)成管情况,以单纯EPCs(EPCs组)作为对照;然后,取多孔β-TCP生物陶瓷支架与EPCs/BMSCs共培养7 d构建预血管化组织工程骨(EPCs/BMSCs组),以与单纯EPCs共培养支架(EPCs组)作为对照,扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察细胞在支架上黏附、增殖及成管情况;最后,取12只新西兰大白兔制备股骨髁缺损模型,分别植入预血管化组织工程骨(实验组, n =6)以及多孔β-TCP生物陶瓷支架(对照组, n =6),通过Microfill血管灌注、Micro-CT扫描、荧光背景下血管成像方法观察术后4、8周支架内部血管化进程并定量评估血管数量、血管直径和面积分数。 结果 经鉴定分离培养的细胞为BMSCs和EPCs。两种细胞共培养后逐渐形成管型样结构;培养6 h时EPCs/BMSCs组在Matrigel基质胶形成管型样结构数量、分支数量和成管总长度均优于EPCs组( P <0.05)。细胞种植至支架上培养7 d后,EPCs组细胞形成膜片结构贴附在支架上,EPCs/BMSCs组细胞贴附更紧密、细胞膜片更厚、细胞数量和形成的管型样结构更多。植入动物体内4周,两组支架内部均有新生血管长入,8周新生血管均出现了改建。除术后4周两组面积分数差异无统计学意义( P >0.05)外,其余各时间点实验组血管数量、血管直径以及面积分数均优于对照组,差异有统计学意义( P <0.05)。 结论 基于BMSCs和EPCs直接接触共培养构建预血管化组织工程骨,用于骨缺损修复可显著促进早期血管化进程。

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