大鼠骨髓基质干细胞在纳米复合支架上的成骨向分化研究

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目的:本课题旨在研究纳米羟基磷灰石/聚酰胺66三维复合支架材料对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和成骨向分化的影响,了解其作为骨组织工程支架的优势和局限性,为其制备改进和临床应用提供理论支持。方法:原代分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,接种于该支架上。构建简易灌注式生物反应器,以平面静态培养为对照,在三维静态和三维动态灌注两种条件下矿化诱导培养细胞-支架复合体,在不同时点进行扫描电镜观察和MTT、碱性磷酸酶活性、钙素水平的定量测定。结果:静态组和动态组的MTT曲线均保持稳定缓慢上升而对照组在第9天以后呈下降趋势;三组的碱性磷酸酶活性均在第7天达到峰值,动静两组区别不明显;动态组在14、21天骨钙素表达显著高于静态组,静态组在7、14、21天骨钙素水平又高于对照。扫描电镜下,有别于静态培养中覆盖多孔表面的细胞毯,动态培养表现出空间板层状的立体结构。结论:与二维平面培养相比,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66三维复合支架材料能在第9天与21天之间保持和促进rBMSCs的增殖活力,使其具有更高的成骨向分化趋势和骨基质成分表达。与静态培养相比,动态灌流并不能提高细胞在材料上的早期成骨向分化,却能提高rBMSCs成骨向分化的晚期在该材料上的成骨功能表达。综上所述,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66三维复合支架具有较好的生物相容性和骨引导性,有较好的应用前景,但还必须在通透性等方面做出改进。
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