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目的:体外分离培养人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,HDPSCs),并多角度进行鉴定;研究HDPSCs在羟基磷灰石磷酸三钙(hydroxyaparite-calciumphosphate,HA-TCP)、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(poly lactic acid-polyglycolicacid,PLGA)和聚乙醇酸(polyglycolic acid,PGA)三种支架材料上的粘附与增殖情况。
方法:①收集16-25岁健康成人因正畸或阻生而完整拔除的恒牙,要求无牙体牙周疾病。无菌条件下取出牙髓组织,采用酶消化法及滤网过滤,获得单细胞悬液,有限稀释法进行原代培养,待细胞克隆生长后,传代扩大培养。②采用免疫组织化学方法行波形丝蛋白(Vimentin)和STRO-1的免疫荧光染色,鉴定细胞来源。③矿化培养基诱导培养HDPSCs,镜下观察细胞形态变化,4周后行碱性磷酸酶(alkaline phophatase,ALP)活性测定并采用免疫荧光法检测与HDPSCs矿化相关蛋白-牙本质涎蛋白(dentin sialoprotein,DSP)的表达情况。④成脂化培养基诱导培养HDPSCs,3周后行油红O染色。⑤取经过处理无菌的PLGA、PGA和HA-TCP,形状均为3mm×3mm×3mm的立方体,将密度为2×105/mL的HDPSCs接种于三种支架上,继续常规培养,通过扫描电镜(SEM)观察材料表面形态,细胞粘附及基质分泌情况;并分别取2、5、10天的细胞-支架复合体做细胞计数,实验结束后数据用SPSS19.0统计软件处理,采用方差分析对细胞计数结果进行统计学分析。
结果:①采用酶消化法培养HDPSCs,细胞以单细胞方式贴壁生长,24h后镜下见细胞呈长梭形,胞体较小,部分细胞形态不规则呈多角形或椭圆形,核仁清晰;7天后少数细胞生长迅速,呈集落样生长,形成细胞克隆。②本实验所培养的细胞波形丝蛋白表达阳性;表面抗原STRO-1的免疫荧光检测结果显示阳性。③矿化诱导4周后对HDPSCs矿化相关蛋白检测的结果显示:牙本质涎蛋白表达阳性;碱性磷酸酶活性增强。细胞成脂肪化诱导培养3周后,可见部分细胞体积增大,胞浆内有透明脂滴形成,油红O染色为桔红色。④细胞接种2、5、10天,细胞计数和扫描电镜均显示:PGA和PLGA支架材料上的细胞粘附率和细胞数量均显著高于HA-TCP(P<0.05);细胞在三种支架材料上的增殖力无显著差异(P>0.05);细胞接种5天,PGA和PLGA支架上有丰富的细胞外基质形成;细胞接种10天,三种支架上均有丰富的基质形成,细胞的生长状态和基质分泌无显著差异。
结论:①本实验所培养的细胞表面抗原Vimentin和STRO-1表达阳性,并具有多向分化潜能,结果表明采用酶消化法可在体外成功培养出HDPSCs。②本实验结果显示在三种支架材料中PGA和PLGA在牙齿组织工程中为较理想的支架材料。