羟基磷灰石-磷酸三钙支架复合骨髓间充质干细胞和人脐静脉内皮细胞对大鼠颅骨缺损修复早期成血管的影响

摘要

背景:组织工程骨为大型骨缺损修复提供了新方向,但只有早期形成完善的毛细血管网才能保证移植物在体内的长期存活,因此早期组织工程骨的血管化是其临床应用的关键所在.目的:探索骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)与人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)复合羟基磷灰石-磷酸三钙(hydroxyapatite tertiary calcium phosphate,HA-TCP)支架对大鼠颅骨缺损修复早期血管生成的影响.方法:①将HA-TCP支架分4组处理:A组加入体积比1:1的DMEM培养液与细胞外基质培养液;B组加入体积比1:1的BMSCs悬液与HUVECs悬液;C组加入体积比1:1的DMEM培养液与HUVECs悬液,D组加入体积比1:1的BMSCs悬液与细胞外基质培养液,培养21 d后用于体内植入实验.②在成年SD大鼠颅骨制作直径1 cm骨缺损,分别植入A、B、C、D组材料,术后4,8,12周,分别进行颅骨Micro-CT及颅骨支架复合物大体、组织形态学、CD31/CD34免疫组化染色、CD31/CD34分子含量、血管内皮生长因子A蛋白检测.动物实验已获得西南医科大学动物伦理委员会批准.结果 与结论:①Micro-CT检测:术后8周时,B组新生骨质量高于其他3组,C、D组高于A组;术后12周时,新生骨质量由高到低依次为:B组>C组>D组>A组;②大体观察:B组支架上骨质爬行面积高于其他3组,C、D组高于A组;相同时间点下血性渗液量由多到少依次为:B组>C组>D组>A组;③组织学观察:术后4周时,骨质新生量由高到低依次为:B组>C组>D组>A组,其余时间点骨质新生量由高到低依次为:B组>D组>C组>A组;④免疫组化染色:相同时间点下CD31/CD34微血管密度由高到低依次为:B组>C组>D组>A组,除C、D组无差异无外(P>0.05),其余组间比较差异有显著性意义(P<0.05);⑤Western Blot检测:相同时间点下血管内皮生长因子A蛋白表达由高到低依次为:B组>C组>D组>A组,除C、D组无差异外(P>0.05),其余组间比较差异有显著性意义(P<0.05);⑥结果表明,BMSCs与HUVECs复合HA-TCP支架材料移植修复大鼠颅骨缺损具有较强的早期血管化能力.