纳米“羟基磷灰石—胶原蛋白—壳聚糖”材料复合BMSCs修复小鼠胫骨缺损的实验研究

摘要

目的
　　 纳米“羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖”复合BMSCs修复小鼠胫骨5mm离断性缺损,观察其修复效果。
　　 方法
　　 分离培养小鼠BMSCs,检测细胞生物学特性。制备新型纳米级羟基磷灰石.胶原蛋白-壳聚糖支架材料,扫描电镜观察材料立体结构,检测该新材料的孔隙率及降解率。制备小鼠胫骨5mm离断性缺损模型,分5组进行治疗,A组:移植纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖与BMSCs的复合体;B组:移植羟基磷灰石与BMSCs的复合体;C组:移植单纯纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖支架材料;D组:移植单纯BMSCs;E组:空置不填充,直接缝合皮肤。各组于治疗后2w、4w和8w时分别处死动物,检测指标。X线检测缺损区骨修复情况;组织学观察缺损区成骨情况;免疫组织化学染色检测成骨区Ⅰ型胶原蛋白的表达情况。
　　 结果
　　 原代分离培养的BMSCs,具有成纤维细胞样的长梭形,MTT检测发现细胞增殖能力强,流式细胞术检测BMSCs表达间充干细胞的表面抗原,符合干细胞相关生物学特性。BMSCs在体外可被诱导分化为成骨样细胞,形成钙结节,ALP阳性表达。制备的纳米级羟基磷灰石.胶原蛋白.壳聚糖支架具有丰富的孔隙,大小较均匀,直径100-200μm。支架内部有广泛的交通孔。小鼠胫骨缺损区经移植治疗8w后,A组支架材料大部分降解,无炎性反应,可见大量成熟的板层骨样结构。免疫组织化学检测发现修复区Ⅰ型胶原蛋白表达阳性。X线评分显示A组的缺损区可见新生骨痂且骨密度增高,并形成桥接。B、C组次之,D、E组未能修复。A组与其他治疗组成骨区的体密度值相比具有显著性差异(p＜0.01)。
　　 结论
　　 新型纳米“羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖”复合BMSCs可以成功修复小鼠胫骨5mm的离断性缺损。