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目的: 1.建立比格犬髂骨骨髓间充质干细胞的提取分离、体外扩增和纯化的方法,研究其在体外培养中定向诱导分化为成骨细胞、软骨细胞的可能,为骨软骨组织工程提供理想种子细胞。 2.研究在计算机辅助设计的手术模板引导下,采用与骨缺损形态匹配的骨软骨复合组织体内植入的方法修复比格犬股骨头骨缺损的情况,探讨组织工程骨软骨复合组织精确修复股骨头骨软骨缺损的可行性,寻求股骨头骨软骨损伤修复新方法。 方法: 1.采用密度梯度分离和贴壁培养相结合的方法从幼年比格犬髂骨骨髓中分离间充质干细胞进行培养扩增,观察其生长特性,体外应用抗坏血酸、地塞米松、β-甘油磷酸钠对第3代BMSC传代细胞诱导分化,并通过细胞染色和Ⅰ型胶原免疫组化鉴定诱导分化细胞的类型;同时体外应用胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)、转化生长因子(TGF-β2)和地塞米松对第3代BMSC传代细胞诱导分化,并通过细胞的染色和Ⅱ型胶原免疫组化鉴定诱导分化细胞的类型。 2.采用X线观察5月,然后对骨软骨组织工程修复标本进行大体外观观察,最后对标本进行染色观察。 结果: 1.刚接种的骨髓间充质干细胞呈圆形;原代培养24 h后大部分细胞贴壁生长,呈短梭形、三角形、多边形;72 h时贴壁细胞分裂增殖,逐渐呈长梭形;至第5天可见明显细胞集落形成;第10~14天细胞达90%以上融合;传代后细胞贴壁和增殖速度加快,呈有规则的方向性排列。第三代传代细胞经抗坏血酸、地塞米松、β-甘油磷酸钠诱导后,传代细胞在形态上呈成骨细胞样改变;碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色呈阳性。第3代传代细胞经胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)、转化生长因子(TGF-β2)和地塞米松诱导后,传代细胞在形态上呈软骨细胞样改变;甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化染色呈阳性。 2.实验组X线观察发现骨折线逐渐消失,关节间隙基本正常,股骨头轮廓基本完整,未见骨质吸收;大体外观观察发现有大量新生软骨和骨组织;甲苯胺蓝染色酸酶染色为阳性。对照组X线观察发现骨折线仍存在,关节间隙基本正常,股骨头轮廓欠完整,*国家自然科学基金面上项目(30571897) 可见骨质吸收;大体外观观察发现纤维组织代替软骨支架,无新生骨组织;甲苯胺蓝染色为阴性。 结论: 1.采用密度梯度分离和贴壁培养相结合的方法可以分离、纯化比格犬骨髓间充质干细胞,在体外培养条件下生长良好和持续扩增,在抗坏血酸、地塞米松、β-甘油磷酸钠作用下可被诱导分化为成骨细胞;在胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)、转化生长因子(TGF-β2)和地塞米松作用下可被诱导分化为软骨细胞。 2.在计算机辅助技术和快速成型技术引导下,骨软骨组织工程成功实现了股骨头骨软骨缺损的精确修复。