【摘 要】
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背景:骨组织工程为骨缺损的修复提供了更多的选择和希望,而骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）是其临床应用中的主要细胞来源之一。目前在临床上,无机牛骨——Bio-Oss是最广泛使用的商业化骨移植材料。脱矿牙本质基质（demineralized dentin matrix,DDM）这种新型的牙源性材料与传统的骨移植材料相比,具有其独特的特
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背景:骨组织工程为骨缺损的修复提供了更多的选择和希望,而骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）是其临床应用中的主要细胞来源之一。目前在临床上,无机牛骨——Bio-Oss是最广泛使用的商业化骨移植材料。脱矿牙本质基质（demineralized dentin matrix,DDM）这种新型的牙源性材料与传统的骨移植材料相比,具有其独特的特点和优势,比如来源广泛、高度的生物相容性以及有控制的释放成骨相关生长因子。然而目前还缺乏关于DDM和Bio-Oss的成骨能力的比较研究。目的:通过比较DDM和无机牛骨——Bio-Oss在体内外对大鼠骨髓间充质干细胞（rat bone marrow mesenchymal stem cells,rBMSCs）成骨分化的影响来对比两种材料的成骨能力,期望为DDM的临床应用提供更多证据。方法:全骨髓贴壁法分离、培养rBMSCs,并通过成骨、成脂诱导分化证明其多向分化能力以及通过流式技术鉴定细胞表面标志物CD29、CD90、CD31和CD45的表达情况。收集人离体牙经自体牙骨粉机研磨后梯度脱矿制备得到DDM,购买成品的无机牛骨（Bio-Oss）,分别显微镜下观察大体形态。将DDM和Bio-Oss与rBMSCs共培养,分为3组:DDM组、Bio-Oss组、空白对照组（不含任何材料）,CCK8法检测rBMSCs的增殖情况;SEM观察两种材料表面细胞粘附情况;ALP和茜素红染色检测ALP活性和矿化结节形成以及实时定量聚合酶链式反应（Real-time quantitative poilmerase chainreaction reaction,RT-q PCR）检测成骨相关的基因ALP,OPN,Runx-2和Osterix的表达来分析两种材料对rBMSCs体外成骨分化的影响;将DDM和Bio-Oss两种材料与rBMSCs一起分别植入裸鼠皮下,8周后,通过H＆E和Masson染色切片的组织形态学观察体内成骨情况。结果:rBMSCs成功分离培养,且经过诱导培养后可成骨、成脂分化,流式技术鉴定结果显示CD29、CD90表达阳性,CD31、CD45表达阴性,符合间充质干细胞表面标志物的表达特征。经梯度脱矿所获得的DDM呈不规则的黄白色颗粒状,颗粒大小为500-1000μm,质地较硬、具有一定的机械强度和可塑性,颗粒表面可见类牙本质小管样条纹;Bio-Oss呈不规则的屑状,色偏白,质硬,疏松多孔,孔隙大小不一,直径约为250-1000μm。CCK8结果显示,DDM组和Bio-Oss组相较于对照组,对rBMSCs的增殖均有一定影响,比较差异有统计学意义（P＜0.05）,但DDM组相较于Bio-Oss对于rBMSCs的影响较小,两组比较差异具有统计学意义（P＜0.05）。SEM观察rBMSCs在DDM与Bio-Oss表面粘附的情况,显示细胞伸出伪足,牢固粘附于DDM表面,部分连成片状,Bio-Oss表面未见明显细胞粘附。ALP染色结果显示,DDM组的细胞ALP染色最深,ALP活性最高;茜素红染色结果显示,DDM组的钙化结节最多;与对照组和Bio-Oss组相比,共培养7天后DDM组细胞内ALP,OPN,Runx-2基因表达量明显增加,且差异具有统计学意义（P＜0.05）,Osterix基因表达量无明显增加。裸鼠皮下植入物H＆E和Masson切片染色结果显示,DDM和Bio-Oss在体内的生物相容性良好,均能诱导形成少量骨样组织。结论:DDM表现出良好的生物相容性,并能促进rBMSCs的成骨分化。与Bio-Oss相比,DDM显示出更强的促进rBMSCs体外成骨分化的能力,而且在动物体内DDM也表现出良好的生物相容性和与Bio-Oss相似的成骨能力。因此,DDM可能有望成为临床上更合适的骨移植材料。
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