牙髓干细胞应用于肌腱/韧带组织再生的体内外研究

摘要

肌腱/韧带是连接肌肉/骨骼和骨骼的规则致密结缔组织，并起到传递张力负载的作用。肌腱/韧带组织自身修复能力有限，受损后无法恢复原有的机械力学性能，且伴随有大量疤痕组织增生，引起严重的功能紊乱和残疾，导致关节运动异常和疼痛。传统的治疗理疗方法只能缓解疼痛，而手术治疗如手术缝合、自体或异体移植方法虽有一定效果，但是疗效有限，即使是自体肌腱移植修复液只能达到正常肌腱力学性能的40％左右，且伴随着大量瘢痕组织增生。同时，这些治疗方法都存在不可避免的并发症，例如供体区的受损、疾病的传播、移植物的免疫排斥反应、反复发生的肌腱撕裂等问题。在过去的20年随着生物材料学及临床医学的不断发展，肌腱组织工程研究取得很大的进步，为缺损肌腱的修复提供一条崭新的可行性途径。
　　近年来，通过利用干细胞复合支架材料构建人工组织以促进受损组织再生，为肌腱组织的再生带来了全新的希望。肌腱组织工程技术临床转化前需迫切解决的三个关键问题：1）获得足够量且具有腱系分化能力的种子细胞；2）具有诱导腱系分化性能的生物材料；3）有利于种子细胞分化的力学刺激或适合的生态环境，如加生长因子。然而，目前这些问题尚未完全解决，影响了肌腱组织工程的发展，从而制约了组织工程肌腱在临床用于肌腱缺损再生修复治疗。所以，本论文针对这三个问题，立足于本研究室前期的干细胞与生物材料相关研究成果，进行了成系列的研究，最终目的为运用牙髓干细胞与生物支架构建组织工程肌腱，为实现肌腱的再生打下良好的实验基础。
　　本论文研究内容包含：第一部分分离培养了人成体牙髓干细胞，并证实其均具有克隆形成能力和多向分化潜能等干细胞特性；第二部分比较牙髓组织和肌腱组织中肌腱/韧带相关的蛋白表达情况，发现牙髓组织中高表达肌腱/韧带相关的蛋白，特别是在成牙本质细胞层；同时发现分离培养的牙髓干细胞也有部分肌腱相关胶原蛋白的强表达；第三部分研究PGA复合支架诱导牙髓干细胞的相互作用，发现平行排列聚乙醇酸材料与牙髓干细胞有较好的生物相容性，会激发牙髓干细胞向腱系分化，且肌腱/韧带相关的基因表达不断增高；并适合作为肌腱组织工程的支架材料；第四部分在前三部分的实验结果上进一步研究牙髓干细胞-PGA复合支架构建肌腱组织工程在裸鼠模型体内力学刺激的条件下形成肌腱样组织的情况。经组织学染色及透射电镜等方法观察形成的胶原情况。本研究的结果和发现为利用干细胞和生物材料修复再生肌腱提供了新的理论依据和新技术手段，为未来肌腱损伤治疗带来新的种子细胞。

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英文缩略词表

中文摘要

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绪论

第一部分牙髓干细胞的分离培养和鉴定

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

第二部分牙髓干细胞向肌腱/韧带方向分化潜能的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

第三部分PGA复合支架诱导牙髓干细胞腱系分化的体外研究

引言

材料和方法

结果

讨论

小结

第四部分牙髓干细胞-PGA复合支架构建组织工程化肌腱样组织的体内研究

前言

材料和方法

结果

讨论

小结

全文总结

参考文献

综述: 生物材料在牙周组织再生中的应用

致谢