新型生物复合材料--富集骨髓基质干细胞/beta-磷酸三钙促进骨修复的研究

摘要

[目的]研究有临床应用前景的新型生物复合材料--富集骨髓基质干细胞快速复合多孔beta-磷酸三钙(β-TCP),作为一种骨替代材料,以促进骨修复. [材料与方法]1.应用富集骨髓基质干细胞技术于术中快速复合β-TCP,通过扫描电镜,观察其存在及于材料表面贴附情况;并应用体外复合细胞培养技术,通过共聚集显微镜,光镜观察,细胞在材料内部及表面的生长;第三通过D-葡萄糖定量试验和MTT实验观察复合材料细胞与单纯平面细胞培养的代谢、生长情况.2.自2004年3月自2005年6月,应用自体富集骨髓基质干细胞复合β-TCP材料(10-25g/例,气孔率70±5﹪),共治疗临床41例(男/女:27/14,年龄42.83±12.39岁),其中腰椎后路融合34例,骨不连5例(其中大块骨缺损1例),骨囊肿1例,骨纤维结构不良矫形1例.分别进行富集有核细胞定量,贴壁成纤维祥细胞(CFU-F)克隆记数,并行流式细胞仪检测,同时监测富集前后骨髓血成分变化和回植前细菌学检查.通过临床功能随访,X线摄片,CT成像评定治疗效果. [结果]富集自体骨髓干细胞快速复合β-TCP2h后,经扫描电镜观察已有类骨髓基质干细胞与多孔β-TCP材料内部表面黏附,而且血液中纤维蛋白原向纤维蛋白的转变,促进干细胞在材料内部的复合.体外富集骨髓干细胞复合β-TCP材料继续培养3周,显示细胞能在材料表面生长增殖,并能将材料包裹.D-葡萄糖定量测定和MTT测定提示复合材料中的细胞较单纯平面细胞培养增殖更明显,代谢旺盛.临床治疗中,于术中一次性抽取骨髓251±41ml/倒,经富集,约获骨髓血47±15ml,用于复合β-TCP约38±14ml.回植前细菌学检测阴性率100﹪.所有患者随访约3例少量浆液性渗出,1例局部轻度肿胀伴血肿,经细菌学检查为阴性,均以保守治疗痊愈.初步随访8.82±4.47个月,3例骨不连患者X线提示的愈合连接,TCP边缘变得光滑,出现吸收灶.应用复合材料进行脊柱后路融合的,在手术后8周起出现TCP的片状吸收,边缘光滑,整体连续完好,术后6月至1年的患者CT检查提示脊柱后外侧有骨连接形成.仅1例多节段脊柱融合的患者,一侧的单节段未融合,但无症状;2例患者术后仍有腰痛,均与复合材料融合无关. [结论]初步体外研究及临床实际观察,提示新型生物复合材料--富集骨髓基质干细胞快速复合多孔β-TCP,具有良好的生物相容性.多孔β-TCP有利于骨髓基质干细胞的长入、增殖.利用自体富集骨髓干细胞技术复合多孔β-TCP,具有一定的生物学活性,有利于成骨,促进骨修复和再生,并且具有较好的可行性和安全性.进一步的组织学观察仍有必要.