NGF对SF/CS-BMSCs修复兔膝关节骨软骨缺损的效果研究

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目的:探讨NGF对SF/CS支架复合BMSCs对兔膝关节骨软骨缺损的修复效果。方法:1.通过真空干燥、化学交联制备SF/CS支架,观察支架的大体外观及扫描电镜和HE染色观察支架的内部结构;2.通过密度梯度离心、贴壁筛选分离培养BMSCs,加载到SF/CS支架上,用成骨分化培养基培养和成软骨分化培养基分别培养,以普通培养基为对照组,通过茜素红S染色和COL1a1免疫组化染色鉴定成骨效果;通过Alcian blue染色和COL2a1免疫组化染色鉴定成软骨效果;3.用NGF浓度分别为0 ng/m L、10 ng/m L、100 ng/m L、200 ng/m L普通培养基连续培养SF/CS支架上的BMSCs,共培养8天,用CCK8法观察不同浓度的NGF对SF/CS支架上BMSCs增殖的影响;4.用含NGF浓度为0 ng/m L、10 ng/m L、100 ng/m L、200 ng/m L软骨分化培养基培养SF/CS支架上的BMSCs,RT-q PCR检测AGG、SOX9、COL2a1基因m RNA表达,Western Blot检测COL2a1、AGG表达;5.通过复乳溶剂挥发法将NGF制备成缓释微球,分别用光镜及电子显微镜观察NGF缓释微球的外观,马尔文径粒仪测定NGF缓释微球的径粒大小,Elisa检测缓释微球液中NGF的浓度,计算包埋率、载药率及缓释效果,PC12细胞检测缓释微球中包埋NGF的生物活性;6.将NGF缓释微球、SF/CS支架、BMSCs制备成NGF-SF/CS-BMSCs复合体,植入兔膝关节骨软骨缺损模型中,对照组不加NGF缓释微球,空白组为单纯SF/CS支架,分别于4周、8周、12周从影像学、大体标本、病理染色观察关节骨软骨的修复效果,用ICRS评分和改良Wakitani评分评估软骨修复状况,并分析可能的修复机制。结果:1.通过真空干燥、化学交联制备的SF/CS支架具有疏松多孔的结构,支架壁厚薄均一,内部各腔室相互连通;2.分离培养的BMSCs可以在体外大量扩增,在成骨培养基条件下可以定向分化为成骨细胞表达COL1a1和钙结节;在成软骨培养基条件下可以定向分化为软骨细胞表达COL2a1和软骨基质;3.不同浓度的NGF普通培养基对SF/CS支架上的BMSCs增殖测定的OD值无统计学差异;4.含不同浓度NGF的软骨分化培养基诱导SF/CS支架上的BMSCs定向软骨细胞分化,AGG、SOX9、COL2a1基因m RNA表达量无统计学差异,分泌的COL2a1、AGG蛋白表达量无统计学差异。5.制备的NGF缓释微球包埋率为31.15%,载药率为31.36%,90天NGF缓释总量达到90.49%,缓释微球释放的NGF可使PC12细胞分化为神经样细胞;6.加入缓释微球的NGF-SF/CS-BMSCs组与未加入缓释微球的SF/CSBMSCs组及SF/CS组比较,NGF-SF/CS-BMSCs组对兔膝关节软骨缺损修复ICRS评分更高,改良Wakitani评分更低。结论:1.SF/CS支架与BMSCs可以作为良好的组织工程材料,制备的载NGF缓释微球有较好的缓释效果及生物活性;2.NGF对SF/CS支架上BMSCs增殖以及分化后的软骨细胞表达COL2a1、AGG无促进或抑制作用;3.与SF/CS-BMSCs组和SF/CS组比较,NGF-SF/CS-BMSCs组对兔膝关节骨软骨缺损有更好的修复效果,可能与早期促进软骨下骨的修复有关。
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