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目的:近年来去细胞生物工程制备的去细胞骨组织支架为临床上的难治性疾病骨缺损和骨不愈的治疗提供了新的思路和方法,但是目前对于去细胞骨膜生物支架的血管化研究国内外未见报道,本研究将观察骨膜去细胞生物支架对小鼠股骨骨缺损的修复作用及在小鼠体内支架中血管的形成过程,探讨去细胞骨膜支架内血管形成的可能机制,为该支架后续应用于治疗骨不愈和骨缺损等疾病提供实验依据。
方法:采用反复物理冻融、化学试剂和生物酶试剂等序贯处理获得骨膜去细胞生物支架,通过70%酒精浸泡的方法将骨膜支架进行消毒处理后保存备用。体外实验方面,使用完全DMEM培养基浸泡去细胞骨膜支架72h获得去细胞骨膜支架浸提液,通过CCK8法检测去细胞骨膜支架浸提液对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的影响;通过细胞划痕试验观察骨膜去细胞支架浸提液对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)迁移的影响以评价骨膜去细胞支架中是否存在促血管化的生物因子,并同时通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测支架中的血管内皮生长因子(VEGF);在体动物实验方面,建立小鼠股骨骨缺损模型观察骨膜去细胞生物支架通过促血管化诱导骨修复的可能性。动物实验分为2组:对照组和支架组。在小鼠股骨远端制备0.5mm直径的单皮质骨缺损后,予骨缺损处植入骨膜去细胞支架,将支架适当固定,然后逐层缝合肌肉和皮肤切口,对照组小鼠骨缺损处不放置材料。分别在术后第7天、第14天、第21天和第28天,取出股骨和去细胞骨膜支架。将取出的材料依次进行固定、脱钙、石蜡包埋和切片,通过HE染色评价骨缺损区的骨修复情况,通过免疫荧光染色观察支架中血管性血友病因子(vWF)以评价去细胞骨膜支架的血管化情况。
结果:体外细胞实验表明,去细胞骨膜支架浸提液对人脐静脉内皮细胞的增殖没有明显的抑制作用;与对照组相比,支架浸提液组细胞的迁移面积更大,去细胞骨膜支架浸提液能够有效促进人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的迁移并且在支架浸提液中检测到血管内皮生长因子(VEGF),其浓度为210pg/mL;动物实验方面,HE染色证明去细胞骨膜支架可以促进骨缺损区域血管的生长和新骨形成,免疫荧光染色则进一步证明去细胞骨膜支架对骨缺损的修复活动伴随血管化的发生过程,且去细胞骨膜支架中血管的密度随时间延长呈现先增多后减小的趋势。
结论:去细胞骨膜支架对人脐静脉内皮细胞的增殖没有明显的抑制作用。去细胞骨膜支架可以血管化,血管密度随时间延长呈现先增多后减小的趋势,并且该支架可以促进骨缺损区域的愈合。血管内皮生长因子(VEGF)可能是去细胞骨膜支架血管形成过程中的关键因素。
方法:采用反复物理冻融、化学试剂和生物酶试剂等序贯处理获得骨膜去细胞生物支架,通过70%酒精浸泡的方法将骨膜支架进行消毒处理后保存备用。体外实验方面,使用完全DMEM培养基浸泡去细胞骨膜支架72h获得去细胞骨膜支架浸提液,通过CCK8法检测去细胞骨膜支架浸提液对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的影响;通过细胞划痕试验观察骨膜去细胞支架浸提液对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)迁移的影响以评价骨膜去细胞支架中是否存在促血管化的生物因子,并同时通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测支架中的血管内皮生长因子(VEGF);在体动物实验方面,建立小鼠股骨骨缺损模型观察骨膜去细胞生物支架通过促血管化诱导骨修复的可能性。动物实验分为2组:对照组和支架组。在小鼠股骨远端制备0.5mm直径的单皮质骨缺损后,予骨缺损处植入骨膜去细胞支架,将支架适当固定,然后逐层缝合肌肉和皮肤切口,对照组小鼠骨缺损处不放置材料。分别在术后第7天、第14天、第21天和第28天,取出股骨和去细胞骨膜支架。将取出的材料依次进行固定、脱钙、石蜡包埋和切片,通过HE染色评价骨缺损区的骨修复情况,通过免疫荧光染色观察支架中血管性血友病因子(vWF)以评价去细胞骨膜支架的血管化情况。
结果:体外细胞实验表明,去细胞骨膜支架浸提液对人脐静脉内皮细胞的增殖没有明显的抑制作用;与对照组相比,支架浸提液组细胞的迁移面积更大,去细胞骨膜支架浸提液能够有效促进人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的迁移并且在支架浸提液中检测到血管内皮生长因子(VEGF),其浓度为210pg/mL;动物实验方面,HE染色证明去细胞骨膜支架可以促进骨缺损区域血管的生长和新骨形成,免疫荧光染色则进一步证明去细胞骨膜支架对骨缺损的修复活动伴随血管化的发生过程,且去细胞骨膜支架中血管的密度随时间延长呈现先增多后减小的趋势。
结论:去细胞骨膜支架对人脐静脉内皮细胞的增殖没有明显的抑制作用。去细胞骨膜支架可以血管化,血管密度随时间延长呈现先增多后减小的趋势,并且该支架可以促进骨缺损区域的愈合。血管内皮生长因子(VEGF)可能是去细胞骨膜支架血管形成过程中的关键因素。