论文部分内容阅读
目的通过构建壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵,与人脐带间充质干细胞(human umbilical cordmesenchymal stem cells,hUCMSCs)复合构建组织工程骨并行成骨诱导培养,探讨其异位成骨效果,为骨组织工程寻找理想支架材料。方法在壳聚糖分子中引入亚磷酸根基团,制备亚磷酸化壳聚糖,并进行表征。分别将浓度为2%的壳聚糖和亚磷酸化壳聚糖溶液,按1∶1体积比混合均匀,构建壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵;然后在模拟体液中进行原位矿化,通过扫描电镜观察矿化前后复合海绵的结构。用酶消化法分离培养hUCMSCs,取生长良好的第3代细胞与壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵复合培养,构建细胞-支架复合物,并行成骨诱导培养。成骨诱导培养1、2周,分别于光镜及扫描电镜下观察细胞黏附情况;培养1、2、3、4、5、6 d时,MTT法分析细胞增殖情况。取3～4月龄新西兰大白兔40只,雌雄不限,体重2.1～3.2 kg,平均2.5 kg;制备双侧竖脊肌肌袋,在每只兔右侧肌袋内植入细胞-支架复合物(A组,n=40),于其中20只兔左侧肌袋植入壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵(B组,n=20),剩余20只兔左侧肌袋不植入材料(C组,n=20)。术后观察动物一般情况,4周后处死动物取材,行大体及组织学观察。结果亚磷酸化壳聚糖分析表明亚磷酸化反应主要发生在羟基上,其质子类型和化学位移强度与化学结构一致。扫描电镜观察到壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵孔洞均匀,孔壁较薄;原位矿化后孔壁表面有钙磷涂层,晶体颗粒生成;细胞在壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵支架上黏附、生长良好。体内实验大体观察A组可见细胞-支架复合物大小、形态基本保持原状,质地有所增韧,材料周围有薄层结缔样组织;B组复合海绵体积缩小,质地松软;C组肌袋手术创口已愈合。组织学观察A组支架材料部分吸收,边缘有均质类骨物质出现,并见成骨细胞;B组植入区形成圆形空腔,残留壳聚糖支架网络;C组创面基本愈合,肌肉纤维间可见少量淋巴细胞浸润。结论壳聚糖/亚磷酸化壳聚糖复合海绵是一种具有良好生物相容性的支架材料,与hUCMSCs复合构建的组织工程骨在兔体内可异位成骨。