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研究目的:本研究拟通过动物实验,确认脐带间充质干细胞移植治疗软骨损伤的有效性,为脐带间充质干细胞的临床应用提供一定的实验室依据。研究方法:(1)实验分组:2月龄新西兰大白兔(雌雄不限)随机分为脐带间充质干细胞移植组(hUCMSC)、骨髓间充质干细胞移植组(rBMMSC)、生理盐水组、空白对照组(正常组),前三组进行软骨损伤造模,并在造模后一周内分别移植入hUCMSC、rBMMSC、生理盐水,第四组进行假手术作空白对照。(2)实验动物于细胞移植4周、8周后分批取材,进行临床特征的观察、组织学染色、免疫组化、糖胺多糖(GAG)含量检测、生物力学性能测试,综合评价其损伤软骨的修复情况。研究结果:(1)临床特征:细胞移植4周、8周后分批取材,取材之前观察各实验组手术侧关节,关节无积液、挛缩、粘连现象出现,关节活动度正常。细胞移植4周后,各实验分组的缺损区均未形成有效填充;8周后,hUCMSC组缺损区有明显的新生组织填充,约占缺损区域的1/2;rBMMSC组缺损区新生组织约占缺损区域的1/3。(2)组织学染色:细胞移植4周后,hUCMSC组新生细胞形状为扁平形,排列紊乱而紧密;8周后,hUCMSC组新生细胞趋于圆形,细胞排列松散,但有向正常细胞排列形式排列的趋势。(3)免疫组化:hUCMSC组新生组织Ⅰ型胶原表达略高于正常组,而Ⅱ型胶原表达略低于正常组;rBMMSC组新生组织Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的表达更接近于正常组;另外hUCMSC组和rBMMSC组新生组织MMP13的表达均比正常组高很多。(4)GAG含量:细胞移植4周后,hUCMSC组的GAG含量是盐水组的10倍(P﹤0.05),rBMMSC组的是盐水组的8倍(P﹤0.05);8周后,hUCMSC组GAG含量是盐水组的4.5倍(P﹤0.05),rBMMSC组的是盐水组的3.5倍(P﹤0.05)。(5)生物力学性能:细胞移植4周后,hUCMSC组和rBMMSC组的最大载荷约为生理盐水组的2倍,但是远低于正常组(P﹤0.05);8周后,hUCMSC组的最大载荷约为生理盐水组的3倍,约为正常组的2/5(P﹤0.05),rBMMSC组的最大载荷约为生理盐水组的2倍,约为正常组的1/5(P﹤0.05)。研究结论:hUCMSC组与rBMMSC组均在一定程度上得到了修复,其中hUCMSC组修复速度较快,但新生组织是纤维软骨与透明软骨的复合体。rBMMSC组修复速度较慢,新生组织是更接近于正常软骨的透明软骨;功能性上二者的新生组织与正常组织相比均有较大差距。同时实验动物移植细胞后没有出现任何不良反应,无肿瘤、畸形出现,但免疫组化提示二者的新生组织有诱发骨关节炎的风险。