兔骨髓源成骨细胞与人部分脱钙骨基质构建组织工程骨修复骨缺损的实验研究

摘要

目的:观察兔骨髓源成骨细胞与人部分脱钙骨基质构建组织工程骨的可行性及其骨缺损修复作用。方法:实验于2004-03/2005-01在哈尔滨医科大学第一临床医学院动物实验中心完成。①选取日本大耳白兔36只,雌雄不限,随机分成两组,即实验组和对照组各18只,每组再随机分成3小组即4,8和12周组各6只,另选3只日本大耳白兔作为空白组。②将实验组所有动物于胫骨结节处用骨穿针刺入骨髓腔抽取骨髓2.0mL,进行分离、培养和诱导,适时将功能状态良好的兔骨髓源成骨细胞以一定细胞浓度与人部分脱钙骨基质支架材料复合构建组织工程骨,并于复合后24,48和72h用扫描电镜观察细胞在支架材料孔隙内贴附、生长、增殖和功能情况。③所有动物于右侧桡骨中段制作1.5cm骨膜骨缺损模型,实验组骨缺损处植入组织工程骨,对照组骨缺损处植入人部分脱钙骨基质支架。于术后4,8,12周行X射线检查、大体观察、组织学检查,对比研究其成骨和血管化过程及其骨缺损修复能力。结果:①兔骨髓源成骨细胞与人部分脱钙骨基质复合后24h在材料孔隙内部分贴附良好,部分堆积成团;48h基本全部贴壁并有胶原分泌;72h全部贴壁,细胞完全伸展,相邻细胞间有突起相互连接,细胞分布均匀,数量增多,并有大量胶原分泌。②术后12周,实验组X线有明显阻射,骨缺损部位塑型基本完成,骨髓腔已开始再通;对照组支架材料X线阻射进一步增强,两端已愈合,已开始塑型。空白组术后无X射线阻射,无成骨。③实验组和对照组随着时间的推移其成骨量和新生血管数量逐渐增多,实验组4,8,12周组织学血管面积测定值均高于对照组[(2.068±0.216)%比(0.532±0.102)%,(2.976±0.304)%(1.302±0.354)%,(3.708±0.382)%比(2.246±0.402)%,P<0.05]。结论:兔骨髓源成骨细胞与人部分脱钙骨基质生物相容性良好,支架材料为细胞生长提供了良好的三维空间,用兔骨髓源成骨细胞与人部分脱钙骨基质构建组织工程骨是可行的,构建的组织工程骨具有良好的骨修复作用。