低压细胞灌注法提高多孔人工骨成骨能力的体外研究

摘要

目的:多孔生物材料中心部所存在的气泡有可能限制了细胞和培养液进入中心部,从而限制了材料内细胞的进一步增殖和分化,继而影响移植后的体内骨形成。实验设计使用低压方法排除多孔材料生物材料β-TCP内的气泡,检测细胞/β-TCP复合体的成骨能力,以验证其可行性。方法:实验于2003-04/2005-06在东京医科齿科大学医学部骨科实验室完成。在体外培养扩增骨髓间充质细胞后,将细胞置于成骨分化的培养液中,通过常压(大气压,101.1kPa)和低压(13.3kPa)两种方法将细胞灌注种植入72个多孔β-TCP人工骨中。细胞种植后检测β-TCP人工骨内含有的细胞悬浊液量,细胞生存率和细胞种植效率;应用扫描电镜观察细胞种植后人工骨内细胞附着情况。并在继续细胞分化培养1,2,3,4周时检测人工骨的DNA含量和碱性磷酸酶活性。结果:①低压组人工骨的细胞悬浊液量、全细胞种植效率和活细胞种植效率均高于常压组(P0.05)。②扫描电镜观察显示低压组人工骨内附着更多的骨髓间充质细胞。③低压组细胞分化培养过程中不同时点的人工骨碱性磷酸酶活性和DNA含量均高于常压组(P<0.01)。结论:13.3kPa低压细胞灌注法可以明显提高多孔人工骨的细胞种植和成骨能力。低压细胞种植法是一个既简单方便又实用有效的方法。