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间充质干细胞无异源/无血清培养基研发的现状和前景
间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是广泛存在于成体骨髓、脂肪、牙髓及围产期脐血、脐带、胎盘等多种人体组织器官中，具有多向分化潜能、良好的体外扩增能力以及免疫调节功能的成体干细胞[1]，近年来在外科烧伤[2]、软组织填充[3]、终末期肝病[4]、心肌梗死[5]、糖尿病足[6]等疾病的治疗中展现出良好的安全性和有效性。2011年开始，韩国 KFDA 先后批准的全球首个治疗急性心肌梗死的自体骨髓 MSCs 药物 Hearticellgram-AMI、治疗软骨再生的脐带 MSCs 药物 Cartistem、治疗复杂性克罗恩病并发肛瘘的自体脂肪来源 MSCs 药物 Cuepistem，以及加拿大卫生部批准美国 Osiris 公司的干细胞药物 Prochymal的上市，是 MSCs 临床应用的历史性进步，为合理、合法、安全、有效地应用于多种疾病的治疗提供了新的契机。
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第五届全国关节软骨再生与康复研讨会在京举办
第五届全国关节软骨再生与康复研讨会于2016年4月15–17日在京召开。本次会议由我会骨组织库分会、中华医学会组织修复与再生分会、北京生物医学工程学会组织工程专业委员会主办，中国人民解放军总医院骨科研究所承办。
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干细胞在软骨再生中的应用
软骨损伤是常见的膝关节疾病之一。由于软骨无血管、神经、淋巴组织，营养成分主要来自膝关节的滑液，这些组织学的特点使得软骨损伤的自我修复能力极为有限。创伤性的软骨损伤和早期的骨性关节炎（OA）会引起患者关节的疼痛和肿胀，若损伤不予处理则会加速关节的退变，引起更严重的功能障碍。软骨损伤以及后续的关节退变给患者生活带来极大的不便，同时软骨损伤作为长期和慢性的疾病也消耗着大量的医疗资源。然而，随着组织工程相关再生医学的发展，使得软骨损伤的修复得以实现[1]。
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CPM在全膝关节置换术后康复中的应用
1970年Salter在一系列基础研究的基础上提出了持续性被动运动(continuous passive motion,CPM)的概念[1-3].Salter等的基础研究证实:固定对正常或受损关节均是有害的,不利于关节软骨再生,并导致关节软骨的退变和软骨下骨的坏死,进而提出关节损伤或手术后进行持续性的运动.由于骨骼肌的易疲劳性,患者不可能长时间坚持主动运动,因此这种运动必定是被动的,同时他还指出,这种被动运动应在手术或创伤后立即、缓慢地进行.
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膝关节松解术后CPM治疗中的护理
外伤性膝关节僵硬是下肢外伤的常见并发症,少数患者需手术治疗.膝关节持续被动功能活动(continuous passive movement,CPM)可预防膝关节再粘连,促进软骨再生,为膝功能的恢复提供了有利的条件[1].自1993年至1999年5月间我科在外伤性膝僵硬手术后应用CPM治疗16例,取得了良好效果,在护理方面也积累了一些经验.
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髌股关节炎诊断及治疗的研究进展
髌股关节炎是一种常见疾病,是膝关节疼痛的常见原因,以女性多见[1,2].一项针对100具年龄≥65岁尸体的研究发现,髌股关节炎的发病率高达79％[3].由于髌股关节结构复杂、病因多样,以及对软骨再生和膝关节生物力学的认知不足,髌股关节炎一直被认为难以治愈.膝外翻和髌骨或滑车先天性发育不良可加速髌股关节炎发生,胫骨旋转不良及不典型增生、股四头肌受力方向异常也会影响其进展[4].目前,髌股关节炎的治疗方案很多,如何根据每个病例的特点选择适当的治疗方法尤为重要.本文对髌股关节炎诊断、治疗等相关问题作一综述.1病因髌股关节是一个独特而复杂的结构,由静态元素(韧带和骨骼)和动态元素(神经肌肉系统)组成,内、外侧髌股关节和韧带维持关节的静态稳定[5].下肢力线包括膝关节内、外翻,股、胫骨对线及股骨旋转,均可影响关节的稳定性.膝关节与骨盆的位置关系是另一个膝关节的稳定因素.因此,髌股关节异常可能与一种或多种因素相关[6].
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关节软骨损伤修复与再生的研究进展
关节软骨损伤是一种常见疾病,可以导致关节疼痛、肿胀,并加速骨关节炎的发生.由于软骨缺乏血运,本身不含祖细胞,损伤后自身很难修复或再生.常规的非手术疗法无法完全消除疼痛和长久修复软骨功能.目前,多种手术治疗方法已经应用于关节软骨的修复与再生,如骨髓刺激方法、软骨移植方法、软骨再生等,并且已经取得了不同的临床效果.
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富血小板血浆在软骨修复领域的研究进展
软骨是缺乏血运的组织,创伤后很难利用自身的间充质干细胞进行修复,难以自愈,持续的关节软骨缺损可引发局部疼痛、水肿反应以及功能障碍、运动受限等其他症状.以往的临床治疗方法包括骨髓刺激法、软骨膜移植、自体软骨细胞移植等,但效果有限.富血小板血浆(PRP)是自体血提取的血小板浓缩物,含有丰富的生长因子及其他组织再生必须的细胞因子,可为软骨细胞生存提供良好的微环境,有望成为促进软骨再生的新方法.
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骨再生修复中的骨形态发生蛋白信号通路:精准调节与治疗靶点
背景:骨的修复再生是治疗骨类疾病的难点,骨形态发生蛋白具有强大的调控骨量的功能,是调控骨稳态及骨再生的重要蛋白分子.目的:对骨形态发生蛋白信号通路在骨再生修复中的研究进展进行综述.方法:以"骨形态发生蛋白,Smad分子,组织工程,骨缺损,骨修复,骨类疾病,研究进展,bone morphogenetic protein,Smads,Tissue engineering,Bone defect,bone repair,bone disease,Progress in research"为关键词,检索CNKI、PubMed、Elsevier ScienceDirect、Web of Science等数据库1990至2018年发表的与骨形态发生蛋白信号通路及骨再生修复中相关的文献,将所有文章进行初筛后,对保留的文献进一步的归纳和总结分析.结果与讨论:骨形态发生蛋白分子在长骨、软骨、关节以及肌腱的生长发育中均发挥着重要的作用,骨形态发生蛋白2、7已投入临床上应用,用来治疗骨折不愈合、延迟愈合骨不连以及脊柱融合手术等,但骨形态发生蛋白对于骨再生修复中的强大的调控功能仍然值得进行更深一步的研究.骨形态发生蛋白及其相关分子在促进骨再生中取得了巨大进展,实现对骨形态发生蛋白信号的精准调节可能成为治疗骨类疾病的潜在治疗靶点.
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骨髓间充质干细胞移植联合川芎嗪膝关节腔注射治疗兔膝关节骨关节炎
背景:单纯应用骨髓间充质干细胞或单纯应用川芎嗪治疗骨关节炎疗效有限.骨髓间充质干细胞移植复合川芎嗪是否能起到更好的效果未见报道.目的:了解川芎嗪对骨髓间充质干细胞成软骨分化及软骨再生的作用.方法:分离出新西兰白兔(1周龄,广西医科大学动物实验中心提供)骨髓间充质干细胞,培养传至第3代.将健康新西兰大白兔(五六个月龄,广西医科大学动物实验中心提供)40只随机分成4组进行实验:除空白对照组外,其余3组应用伸直位石膏固定法建立兔膝关节骨关节炎模型,所有建模部位均为右侧后肢.造模成功后第2天,空白对照组兔膝关节腔注射生理盐水0.3mL,每周1次,共4次;单纯川芎嗪组兔膝关节腔注射川芎嗪0.3 mL,每周1次,共4次;单纯干细胞移植组兔膝关节腔内一次性注射骨髓间充质干细胞0.3 mL(细胞浓度为3×108 L-1),同时膝关节腔内注射生理盐水0.3 mL,每周1次;干细胞移植联合川芎嗪组兔膝关节腔内一次性注射骨髓间充质干细胞0.3 mL(细胞浓度为3×108 L-1),同时膝关节腔内注射川芎嗪0.3 mL,每周1次,共4次;干预后第6,12周采集各组兔膝关节液.结果与结论:①空白对照组膝关节软骨无明显磨损,周围滑膜无明显增生及炎性改变;单纯川芎嗪组膝关节磨损较为严重,软骨破坏达到3级,但并未暴露软骨下骨,周围滑膜增生明显;单纯干细胞移植组、干细胞移植联合川芎嗪组膝关节轻度磨损,1级或2级,周围滑膜增生及炎性改变不明显,两组在大体观下无法辨别磨损严重程度的差异;②单纯川芎嗪组、干细胞移植联合川芎嗪组兔关节液中白细胞介素1β及白细胞介素6水平明显低于单纯干细胞移植组(P＜0.05).在第6周时,也就是兔膝关节骨关节炎初期,软骨破坏不明显的时候,单纯川芎嗪组兔膝关节液炎症因子水平低;在第12周时,干细胞移植联合川芎嗪组兔关节液炎症因子水平低;③结果表明,川芎嗪对骨髓间充质干细胞成软骨分化及软骨再生的促进作用不明显,但是川芎嗪能明显降低膝关节骨关节炎的炎症水平,可以用来缓解膝关节骨关节炎患者的临床症状.
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人脂肪间充质干细胞和滑膜间充质干细胞协同抑制炎性软骨细胞的退变
背景:将具有目的功能的细胞通过注射的方法注入关节腔内来改变病变的微环境,作用于早期骨性关节炎的炎性软骨细胞,通过发挥植入细胞本身的特性来影响疾病的进程.目的:探讨联合应用人膝关节脂肪来源间充质干细胞及滑膜来源间充质干细胞对炎性软骨细胞的退变是否具有协同抑制作用.方法:原代培养脂肪来源间充质干细胞、滑膜来源间充质干细胞和炎性软骨细胞.体外二维培养条件下,采用MTS细胞增殖实验检测3种细胞的增殖情况,定量PCR及免疫荧光分析3种贴壁细胞成软骨标志物基因水平及蛋白水平的差异.体外3D混合培养条件下分3组:脂肪来源间充质干细胞+炎性软骨细胞组(A+C组),滑膜来源间充质干细胞+炎性软骨细胞组(S+C组),脂肪来源间充质干细胞+滑膜来源间充质干细胞+炎性软骨细胞组(A+S+C组).收集3组混合培养的细胞团块,进行阿尔新蓝染色、番红O染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色,并做定量分析.采用定量PCR检测成软骨分化标志物的基因水平差异.收集培养液上清通过酶联免疫吸附技术检测促炎因子及抗炎因子的分泌情况.结果与结论:①体外二维培养条件下,脂肪来源间充质干细胞的增殖速率高于炎性软骨细胞和滑膜来源间充质干细胞,差异有显著性意义(P < 0.05);炎性软骨细胞的成软骨标志物Ⅱ型胶原、蛋白聚糖 mRNA表达量以及Ⅱ型胶原蛋白表达量明显高于脂肪来源间充质干细胞和滑膜来源间充质干细胞(P < 0.01);②体外3D混合培养条件下,A+S+C 组的成软骨分化特异性染色阳性区域面积百分比均明显高于 S+C 组和 A+C 组(P <0.05);A+S+C组成软骨分化标志物蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达量明显高于S+C组和A+C组(P < 0.05);S+C组促炎因子白细胞介素1、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α水平明显高于A+C组及A+S+C组(P < 0.05),A+C组及A+S+C组抗炎因子白细胞介素10水平明显高于S+C组(P < 0.05);③结果表明,联合应用脂肪来源间充质干细胞及滑膜来源间充质干细胞对炎性软骨细胞退变具有协同抑制作用.
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软骨细胞移植
关节软骨一旦受到损伤或者发生变性,便无法恢复为原来的玻璃软骨状态,随着时间的推移周围及相对面的软骨也会发生变性.目前尚无使关节软骨再生及完全修复的方法.近年来,随着细胞及组织生物工程学技术的发展,软骨再生的研究开始盛行起来.其中之一就是软骨细胞移植(autologous chondrocyte transplantation).
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bFGF对hBMSCs增殖及成软骨能力影响的实验研究
目的 探索碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)增殖和成软骨能力的影响,并确定适用于hBMSCs体外软骨构建的细胞代次.方法 获取hBMSCs,分别用DMEM和DMEM+bFGF培养基进行培养.两组细胞均传代至第4代,比较两组各代次hBMSCs的形态变化、细胞得率;取第3代细胞,用pellet法体外成软骨诱导培养3周,观察两组pellet大体观并进行Ⅱ型胶原染色.在上述实验基础上,取hBMSCs用DMEM+bFGF培养基进行培养,1:3传代培养至第8代,观察各代次细胞的形态变化;对各代次pellet体外成软骨诱导培养3周后,行大体观察并进行Ⅱ型胶原染色.结果 DMEM+bFGF培养体系下的细胞形态、 细胞得率及成软骨能力等方面均优于DMEM组.DMEM+bFGF培养体系下,按照1:3传代的细胞传至第6代仍能维持较好的细胞形态;第1~4代细胞均表达软骨特异性细胞外基质Ⅱ型胶原,第5及后续代次的细胞成软骨能力较差.结论 bFGF可明显促进hBMSCs增殖,并可更好地维持hBMSCs的成软骨能力,在该培养体系下的第1~4代细胞适用于体外软骨构建.
关键词： 碱性成纤维细胞生长因子 人骨髓间充质干细胞 细胞代次 软骨再生 -
定向诱导间充质干细胞成软骨分化相关活性因子研究进展
关节软骨受损或缺失,是导致关节炎等渐进性疾病的主要原因,严重影响患者生活质量.成熟的透明软骨由于缺乏神经支配和血管供应,且软骨细胞增殖能力差,所以很难自我修复.自体软骨细胞移植尚存在局限性,且操作复杂,阻碍了临床应用.间充质干细胞增殖能力较强,并保留有分化潜力,但向成软骨分化需要一定的条件,如细胞因子、支架材料、培养基等.寻找促进诱导间充质干细胞成软骨分化的活性因子,是目前关节软骨再生的重要研究方向.本文就诱导间充质干细胞向软骨分化的相关活性因子的研究进展进行综述.
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大鼠关节软骨干细胞的分离培养及其特性的鉴定
目的 分离培养大鼠关节软骨干细胞(ACSCs)并鉴定其特性.方法 运用纤连蛋白黏附法从大鼠关节软骨细胞中分选出ACSCs,流式细胞技术分别鉴定干细胞阳性表面抗原(阳性标志物CD90与CD44)和阴性表面抗原(阴性标志物CD45、CD31与CD34)在ACSCs中的表达水平,单克隆形成实验鉴定ACSCs的单克隆形成能力,成骨、成脂及成软骨诱导鉴定ACSCs的多向分化潜能.结果 纤连蛋白可以特异性地分选出ACSCs.ACSCs高表达CD90与CD44,几乎不表达CD45、CD31与CD34.经过7d培养,单个ACSC可以形成大于32个细胞的单克隆细胞团.ACSCs具备很强的成骨、成脂和成软骨分化能力.结论 大鼠关节软骨内存在ACSCs,ACSCs具有比较典型的干细胞特征.
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新型乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)/胶原复合材料用于软骨再生的体外研究
目的 设计和制备新型乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]/胶原(collagen)复合材料,研究其在体外对软骨再生的促进作用,为软骨组织工程提供新型支架材料.方法 利用冷冻干燥技术将胶原多孔海绵复合于PLGA编织网膜；扫描电镜观察材料表面微观结构,利用图像软件统计孔径大小；分离与培养牛膝关节软骨细胞(bovine articular chondrocyte,BAC),接种于PLGA/胶原材料,检测细胞接种效率,扫描电镜观察细胞在材料内部生长情况；体外培养1周后检测DNA和糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)含量,real-time PCR检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖(aggrecan) mRNA表达强度.牛膝关节软骨组织和体外单层培养的BACs做对照.结果 成功构建新型PLGA/胶原复合材料,表面孔径为(136.4±11.8) μm;细胞接种效率为87.8％±1.6％；BACs在材料表面和中心生长活跃,培养1周后的DNA、GAG含量,Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA表达强度均显著高于对照组(P＜0.05).结论 新设计制备的PLGA/胶原复合材料能促进体外软骨再生,可作为支架材料用于软骨组织工程研究.
关键词： 乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA) 胶原 复合材料 软骨再生 -
肩袖修复后促进腱骨界面软骨再生的研究进展
肩袖损伤是造成肩关节功能障碍常见的原因,尽管手术技术不断进步,但肩袖修复术后再撕裂发生率依然高达20％ ～ 94％.从组织病理学角度看,传统肩袖重建术后正常腱骨界面组织结构无法重演,主要问题是肌腱插入骨部位的软骨过渡层不能再生,腱骨之间仅为瘢痕愈合,有研究证实修复后肩袖止点的抗拉强度大幅减弱,推测这可能是已修复肩袖容易发生再撕裂的原因之一.近年来,越来越多的国内外研究致力于利用生物学技术促进肩袖修复后腱骨界面软骨再生,尝试恢复正常腱骨连接部的组织形态,已成为目前研究的热点.本文就这方面的基础研究进展作一综述.
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软骨组织损伤修复的组织工程学研究进展
关节软骨在损伤和发生退变后难以发生自发的组织再生过程，可导致骨关节炎及其他并发症的发生，严重影响病人的生活质量。随着细胞生物学和材料科学等相关学科的发展，利用组织工程技术修复损伤的软骨组织已经取得了一系列的成果，在细胞的培养、支架材料和诱导方式的运用等方面有了更深刻的认识和理解。本文旨在种子细胞、支架、诱导因子三方面对软骨组织工程近年来的进展作一综述。
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关节软骨损伤临床治疗新进展
关节软骨(articular cartilage,AC)缺乏直接的血液供应、淋巴循环和神经支配,并具有低代谢的生理特点,当外伤或疾病而发生缺损时通常不能自行修复,持续发展会导致骨关节炎[1].随着全民健身运动普及和社会老龄化等因素,因各种原因导致软骨缺损的发病率逐年递增,寻找行之有效的临床治疗手段迫在眉睫.目前临床修复关节软骨损伤的方法很多,大体分为刺激关节软骨再生及生物移植技术两大类.
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组织工程气管再生的研究进展
组织工程气管移植成功已有报道,脱细胞气管支架的制备技术基本成熟,气管移植过程中上皮、软骨及血管再生问题就显得尤为重要.随着各种获取和培养细胞的方法及促细胞生长分化的因子研究日趋成熟,使用组织工程技术实现气管的上皮、软骨及血管再生成为可能,解决气管的上皮、软骨及血管再生具有重要的临床价值.本文就组织工程气管移植过程中上皮、软骨及血管再生情况及未来前景进行综述.
