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目的:探讨静脉注射USPIO浓度为20mg/kg时,兔骨髓间充质干细胞的标记率及USPIO对兔骨髓间充质干细胞增殖性及多向分化能力的影响,并利用MRI活体示踪USPIO标记兔骨髓间充质干细胞移植修复兔关节软骨缺损的进程及信号强度,为进一步实验的USPIO静脉注射浓度的设置提供实验基础。方法:(1)将6只新西兰白兔完全随机分为2组,每组3只,以组为单位,实验组经耳缘静脉注射20mg/kg USPIO,对照组不做任何处理,48h后处死各组兔,分离、培养兔BMSCs至第三代作为实验对象;(2)普鲁士蓝染色测量各组兔BMSCs的磁标记率,增强型cck-8试剂盒观察BMSCs增殖性强弱,并对各组兔BMSCs进行多向诱导分化实验,观察成骨、成脂、成软骨能力的变化;(3)将36只新西兰白兔完全随机分为4组,每组9只,制备兔双膝关节软骨缺损模型,实验组注入USPIO标记兔BMSCs-海藻酸钠凝胶复合体,阳性对照组注入未标记兔BMSCs-海藻酸钠凝胶复合体,阴性对照组注入纯海藻酸钠凝胶,空白组不做任何处理,分别于术后1个月、2个月、3个月进行大体观察和MRI扫描,并进行组织学研究。(4)收集数据,并进行统计学分析。结果:(1)经兔耳缘静脉注射20mg/kg USPIO后提取、培养获得的兔BMSCs与对照组兔BMSCs相比,细胞形态基本相同;(2)普鲁士蓝染色显示经USPIO标记的兔BMSCs胞质内可见大量蓝染颗粒,表明USPIO已被兔BMSCs吞噬;利用增强型CCK-8试剂盒反应,通过自动酶标仪测得吸光度值绘制增殖曲线显示,浓度为20mg/kg的USPIO不影响兔BMSCs的增殖活性;经多向诱导分化实验后显示,浓度为20mg/kg的USPIO不影响兔BMSCs的多向分化能力;(3)BMSCs移植治疗兔膝关节软骨缺损显示,随着时间的递增,标记细胞移植组与未标记细胞移植组的软骨缺损逐渐被修复,纯海藻酸钠移植组与空白组的软骨缺损修复缓慢。(4)统计学分析结果显示,BMSCs移植治疗兔膝关节软骨缺损后,同时期标记细胞移植组与未标记细胞移植组的修复效果未见明显差异(P>0.05),与纯海藻酸钠移植组、空白组修复效果相比有统计学差异(P<0.05);同时期标记细胞移植组与未标记细胞移植组的软骨缺损处的SI未见明显统计学差异(P>0.05)。结论:(1)当静脉注射USPIO浓度为20mg/kg时,兔BMSCs可被USPIO标记;(2)该注射浓度不会影响兔BMSCs的生理活性;(3)当静脉注射USPIO浓度为20mg/kg时,被标记的兔BMSCs可用于移植治疗兔膝关节软骨缺损,但未能明显被MRI示踪。