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目的:通过3D打印技术打印的高孔隙率、可控孔隙大小的新型聚己内酯(PCL)支架结合具有高效成骨分化能力的载转BMP-7基因的骨髓间充质干细胞(BMSCs)的富血小板血浆凝胶构建出的新型复合组织工程骨。探究新型复合组织工程骨在兔胫骨骨缺损的成骨效果,希望为大面积骨缺损的修复重建提供理论依据。方法:从新西兰大白兔的骨髓中体外分离兔骨髓间充质干细胞(BMSCs),并对其进行传代培养后分为A、B、C三组。A组为转染对照腺病毒的BMSCs(Ad-null),B组为转染BMP-7基因过表达腺病毒的BMSCs(Ad-BMP-7),C组为转染BMP-7基因沉默腺病毒的BMSCs(Ad-shBMP-7)。通过实时荧光定量PCR(RealtimePCR)、蛋白印迹法(Western blot)、茜素红钙染色(Alzarin-Red S)分别对正常BMSCs及A、B、C三组的OPN-mRNA和BMP-7-mRNA、骨形态发生蛋白-7(BMP-7)、骨桥蛋白(OPN)和钙化结节数量及染色深度进行检测。采用Landersberg法制备富血小板血浆(PRP),并与转染BMSCs混合后在激活剂的作用下通过双腔导管进行喷射混匀得到含有转染BMSCs的PRP凝胶组织。通过3D打印技术打印的高孔隙率、可控孔隙大小的新型PCL支架结合转染的骨髓间充质干细胞的富血小板血浆凝胶构建出的新型复合组织工程骨。将24只重量约3kg的兔子随机分为4组,每组6只,通过手术方式建立长约1cm的胫骨骨缺损模型。通过CT三维重建扫描获取个体化兔胫骨骨缺损的结构数据。根据得到数据,将熔融的PCL通过3D打印机打印出PCL支架。将载有转染BMSCs的PRP凝胶组织通过3D打印机灌注入PCL支架内构建新型复合组织工程骨。每组分别用不同的材料植入骨缺损处,A组:空白对照组;B组:自体骨重建;C组:支架+正常BMSCs建;D组:支架+转BMP-7基因的BMSCs重建,4组均进行胫骨小钢板固定。术后3个月4组兔子均处死并取出整段的胫骨,行缺损处Micro-CT扫描观察其成骨融合情况。结果:(1)经过Percoll密度梯度离心法获取兔BMSCs,经实验证明是兔子BMSCs。(2)实时荧光定量PCR检测:A、B两组BMP-7-mRNA值均高于C组,差异有统计学意义(P<0.05),B组BMP-7-mRNA值高于A组,差异有统计学意义(P<0.05);B组OPN-mRNA值均高于A、C组,差异有统计学意义(P<0.05),A、C两组之间无明显差异(P>0.05)。(3)Western blot检测:A、B两组BMP-7及OPN值均高于C组,差异有统计学意义(P<0.05),B组BMP-7及OPN值高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。(4)茜素红钙染色:镜下观察见B组的镜下茜素红染色深度及钙结节数量均比A、C两组高,A组的镜下茜素红染色深度及钙结节数量比C组高。在钙含量半定量测定结果中发现A、B两组钙含量均比C组高,差异有统计学意义(P<0.05),B组钙含量稍高于A组,差异无统计学意义(P>0.0.5)。(5)三月后行兔胫骨Micro-CT结果:D、B两组的骨痂生成量明显优于其它两组,其中D、B两组骨痂生成量无明显差异。结论:(1)携带BMP-7基因的腺病毒载体可有效转染BMSCs,转染后的BMSCs可以大量表达OPN和BMP-7。(2)3D打印构建的PCL支架具有高孔隙率及可控孔隙大小,可以确保支架植入体内后能够获得良好的氧气、营养物质以及有利于新陈代谢物质排出。(3)3D打印构建的新型复合组织工程骨具有良好的骨诱导能力,可以代替自体骨移植。