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目的:自体脂肪颗粒注射移植由于其没有免疫排斥、无瘢痕、可以一举两得等优点,成为一种前景十分广阔的组织填充方法。但移植脂肪低存活率的问题自一开始便一直困扰着临床工作者。促进脂肪前体细胞的增殖与分化,是提高颗粒脂肪移植存活率的关键之一。微载体悬浮培养是目前公认的较有发展前途的一种动物细胞大规模培养技术,兼具悬浮培养和贴壁培养的优点,可以促进细胞的增殖与分化,并且可用于注射,无明显瘢痕形成,因此成为脂肪组织工程理想的载体形式,为问题的解决带来了希望。微载体种类繁多,所采用的材料及制作工艺对其性能均有影响;总体上讲,理想的组织工程支架尚未发现。本文旨在通过比较不同微载体对脂肪前体细胞黏附、增殖与分化的影响,以期找到一种较好的微载体或较好的微载体属性,指导临床应用。
方法:在自制的旋转培养系统中,采用PLGA光滑、PLGA粗糙和PLGA/PEG共混粗糙三种不同微载体进行脂肪前体细胞悬浮培养,以普通单层培养作为对照。
1).注射器抽吸的方法吸取腹部皮下脂肪组织,胶原酶消化法分离得到脂肪前体细胞,体外单层培养、扩增;
2).脂肪前体细胞的确认:观察细胞在增殖期和分化期的不同形态,计算细胞倍增时间,油红O染色确认脂肪细胞的分化,并与成纤维细胞对比;
3).细胞黏附情况比较:停止转动数分钟,待微载体沉降后吸取上清液计数细胞,计算贴壁率,绘制细胞在不同微载体上的贴壁率曲线;
4).细胞增殖情况比较:用倒置显微镜观察,用CCK法计数细胞,绘制细胞生长曲线,计算并比较细胞倍增时间;
5).细胞分化情况比较:倒置显微镜下观察细胞形态变化,油红O染色观察胞内脂滴。定量测定并比较脂肪细胞分化的标志物:油红O染色后用酶标仪测定细胞内脂质的含量,测定脂肪细胞分化特异性酶G-3-PDH的活性;
计量资料以均数±标准差表示,采用SPSS13.0软件对结果行单因素方差分析(ANOVA),PostHoc检验,P<0.05为有显著差异。
结果:
1).贴壁开始的3h内,PLGA粗糙微载体(PLGAr)与PLGA/PEG共混微载体(PLGA/PEG)的细胞贴壁率明显高于PLGA光滑微载体(PLGAs),但持续转动后较易波动,12h后细胞在三种微载体表面的黏附率均达到90%左右,24h后贴壁率无明显差异;
2).与普通单层培养相比,三种微载体悬浮培养明显表现出更块的增殖速度和更大的增殖能力,不同微载体上细胞倍增时间无明显差异;
3).与普通单层培养相比,微载体悬浮培养细胞分化更好,胞内脂质明显增多,形态饱满,不同微载体间无明显差异;
4).所谓PLGA光滑微载体实为纳米表面形貌,而PLGA粗糙微载体、PLGA/PEG共混粗糙微载体为微米表面形貌。
结论:
1.相对于普通单层培养,微载体悬浮培养可以获得更快的增殖速度、更大的增殖倍数、更好的分化,可以用于快速获取大量脂肪前体细胞;
2.PLGAs、PLGAr与PLGA/PEG三种微载体均可用于脂肪前体细胞悬浮培养,三种微载体均无细胞毒性,对细胞分化无不良影响;
3.粗糙度高的微载体表面有利于细胞快速贴壁,但24h后其贴壁率没有明显优势;
4.微米表面形貌的微载体,其表面的沟槽可以妨碍脂肪前体细胞的铺展,导致细胞容易从微载体脱离;
5.制作纳米表面形貌的PLGA/PEG微载体或许会更加适合脂肪组织工程的需要。