载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合BMSCs修复颅骨缺损的实验研究

【摘要】一、研究背景由外伤、感染、肿瘤、手术等原因导致的大面积骨缺损和缺失严重影响了患者生活质量。目前解决这一问题的常用治疗手段是骨移植术，但各种骨移植术都有其一定的局限性。传统的自体骨移植不但对供骨区造成另外的损伤，而且由于供骨区体积的限制，大多数情况下并不能完全修复骨质缺损[3]。然而，骨组织工程的兴起和发展，给骨缺损的修复带来了新的曙光。骨组织工程是指将骨髓间充质干细胞等相关的种子细胞，种植到一些可降解并吸收的支架材料上，同时辅以相关生物活性的生长因子，如转化生长因子、骨形态发生蛋白等，修复骨组织缺损，实现骨缺损的重建[4]。本课题组前期体外实验已经证明：1）辛伐他汀能通过促进相关促骨形成生长因子的表达，从而有效地促进骨髓间充质干细胞向成骨方向分化；2）载辛伐他汀PLGA/CPC是较为理想的组织工程支架材料；3）0.5mg的辛伐他汀是构建载有辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合骨髓间充质干细胞组织工程骨的最佳药物浓度。本课题中，我们试图将骨髓间充质干细胞复合前期研究合成的载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料，使之兼具组织工程支架材料的三要素，从而研制一种新型的骨替代材料，为大面积骨组织缺损的修复提供一种新的方法。二、研究目的通过实验探讨以骨髓间充质干细胞（BMSCs）为种子细胞，辛伐他汀为信号分子，PLGA/CPC为支架材料所构建的组织工程骨，修复大鼠颅骨临界尺寸骨缺损的可行性，从而研制一种新型的具有生物学活性的骨替代材料。三、研究内容1.分离、培养大鼠骨髓间充质干细胞选择大鼠的骨髓间充质干细胞作为种子细胞，应用传统的贴壁培养法培养骨髓间充质干细胞，并对其进行传代培养、鉴定，从而保证实验所用的细胞为具有多向分化潜能的骨髓间充质干细胞。2.采用溶剂浇铸—粒子沥滤技术结合相分离法制备PLGA/CPC支架材料和载0.5mg辛伐他汀的PLGA/CPC复合支架材料。3.将第三代BMSCs经dil染色后接种于复合支架材料上，扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察细胞在支架上的粘附情况。4.选取24只雄性大鼠随机分为三组，每组8只，分别记为4周组，8周组和12周组；在大鼠颅骨人字缝的两侧各做一直径为5mm的骨缺损。每组的16个骨缺损，再随机分为四组，分别在骨缺损区植入，第一组：（n=4）载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs（Brdu标记的骨髓间充质干细胞）支架材料；第二组：（n=4）载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料；第三组：（n=4）单纯PLGA/CPC支架材料；第四组：（n=4）为空白对照组，不植入任何支架材料。最后，在术后4、8、12周将4周组，8周组和12周组的24只大鼠分别处死，取标本分别进行大体观察，CT观察，HE染色以及免疫组织化学染色来评价骨再生的情况。四、研究结果1.大体观察复合材料植入骨缺损区后无明显的免疫排斥反应,HE染色未见明显炎症和排斥反应,显示了其良好的组织相容性。2.术后4，8，12周，组织学观察表明除空白对照组外，其余各组的骨缺损处均有不同程度的骨组织生成，支架材料呈现不同程度降解,载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs组的成骨质量和速度优于其他三组。空白组缺损区无新生骨组织生成,主要由纤维结缔组织充填。3.免疫组织化学结果显示载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs组骨钙素(OC)阳性表达IOD值明显高于其他三组，Brdu标记结果显示异体BMSCs移植后成活率高，且可以促进骨再生。五、研究结论载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合BMSCs可以诱导大鼠临界尺寸骨缺损内的新骨形成，成骨质量优于其他三组，而且可以明显缩短骨愈合时间。
【作者】于祥茹；
【导师】吴哲；
【作者基本信息】吉林大学，口腔临床医学，2014，硕士
【关键词】聚乳酸-羟基乙酸；磷酸钙骨水泥；临界尺寸骨缺损；辛伐他汀；骨髓间充质干细胞；

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