同種異體脂肪干細(xì)胞組織工程骨修復(fù)管狀骨缺損

《同種異體脂肪干細(xì)胞組織工程骨修復(fù)管狀骨缺損》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、引言骨是人體重要的組織之一，對(duì)機(jī)體起著保護(hù)、運(yùn)動(dòng)和支撐等重要的作用。由于創(chuàng)傷、感染、腫瘤切除或先天性畸形等原因，造成臨界大小骨組織缺損的治療[1,2]始終是修復(fù)與重建外科領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)之一，特別是兒童骨組織缺損，其可供移植的骨組織有限、材料植入不能生長(zhǎng)需要再次或多次手術(shù)。目前，臨床上[3-5]用于治療臨界大小骨缺損的方法主要有：（1）自體骨移植，用軀體其他部位的非必需骨組織替代缺損骨組織，這種方法避免了免疫排斥反應(yīng)，效果明顯，但是其來(lái)源不足，并且給供區(qū)造成損傷甚至畸形；（2）同種異體骨移植，盡管可以作為治療骨缺損的臨床策略之一，但是存在著免疫排斥和傳播疾病等弊端，而且冷凍保存

2、和復(fù)蘇的過(guò)程中很容易造成骨質(zhì)的損傷和破壞；（3）人工替代物移植，人工骨替代材料種類繁多，但在骨誘導(dǎo)性、生理性修復(fù)等方面難以完全滿足臨床治療的需要。近20年來(lái)，隨著生物材料、組織工程技術(shù)及理論的發(fā)展，將骨組[6]織工程技術(shù)應(yīng)用于臨床已成為修復(fù)骨缺損的趨勢(shì)。隨著細(xì)胞生物學(xué)和生物材料科學(xué)的發(fā)展，以種子細(xì)胞、支架材料和組織構(gòu)建為基礎(chǔ)的組織工程學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。組織工程學(xué)是由美國(guó)學(xué)者Langer和Vacanti提出并建立的一門(mén)新興交叉學(xué)科，它應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和工程學(xué)的原理和方法，在體內(nèi)或在體外構(gòu)建培育活組織，研制生物替代物，以修復(fù)或重建組織器官的結(jié)構(gòu)，維[7]持或改善組織器官的功能。1992年，

3、Nakahava首先開(kāi)展骨組織工程學(xué)的研究，為骨組織缺損的修復(fù)帶來(lái)了曙光。骨組織工程的概念、研究方法、研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景是由Crane等于1995年提出，其基本方法是將分離得到的高濃度成骨細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BoneMesenchymalStemCells,BMSCs）等種子細(xì)胞，經(jīng)體外培養(yǎng)、擴(kuò)增、誘導(dǎo)后種植于具有良好的生物相容性和生物可降解性的天然或人工合成的支架材料上，然后將這種細(xì)胞-生物材料復(fù)合物植入骨缺損部位，在生物材料逐步降解的同時(shí)，種植的種子細(xì)胞不斷增殖、分化、分泌細(xì)胞外基質(zhì)，[8]局部形成新的類骨基質(zhì)，從而達(dá)到修復(fù)骨組織缺損的目的。其中，有關(guān)種子細(xì)胞和生物支架

4、材料的研究一直以來(lái)都是骨組織工程學(xué)領(lǐng)域中最重要的研究?jī)?nèi)容。對(duì)骨組織工程而言，理想的種子細(xì)胞應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：（1）易獲取，獲取時(shí)對(duì)機(jī)體損傷?。唬?）有較強(qiáng)的增值能力，生物活性好；（3）易定向分化為5成骨細(xì)胞，且成骨細(xì)胞表型不易丟失；（4）回植機(jī)體后能適應(yīng)受區(qū)的生理、病理和應(yīng)力等微環(huán)境，保持高質(zhì)量的成骨活性，遠(yuǎn)期效果好；（5）生物毒性低，無(wú)免疫排斥反應(yīng)。目前用于骨組織工程的種子細(xì)胞主要有兩大類：（1）骨組織來(lái)源的終末分化細(xì)胞，主要是骨膜成骨細(xì)胞，該類細(xì)胞的增殖能力弱、不易獲取、且對(duì)供區(qū)造成很大程度的損傷，臨床應(yīng)用意義不大；（2）成體間充質(zhì)干細(xì)胞，是指存在于機(jī)體骨髓、脂肪等組織基質(zhì)

5、的終末未分化細(xì)胞，來(lái)源可靠且具有多項(xiàng)[9-14]分化的潛能，是目前骨組織工程種子細(xì)胞的研究熱點(diǎn)。脂肪干細(xì)胞（Adipose-DerivedStemCells，ADSCs）是存在于脂肪組織中的間充質(zhì)干細(xì)胞。[13]2001年Zuk等報(bào)道經(jīng)脂肪抽吸術(shù)獲得的脂肪組織中含有大量的ADSCs，證明與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BoneMarrowMesenchymalStemCells,BMSCs）的免疫表型有超過(guò)90%是一致的，對(duì)CD29、CD44、CD71、CD70、CD105/SH2和SH3[15]等成陽(yáng)性反應(yīng)，對(duì)CD31、CD45等為陰性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，ADSCs能夠在體[16]外向成骨、

6、成軟骨、成脂肪、成肌等多個(gè)方向分化。ADSCs在體內(nèi)分布廣、分離培養(yǎng)操作簡(jiǎn)單，和BMSCs相比，ADSCs有其特有的優(yōu)勢(shì)：（1）取材方便，[17-19]對(duì)供區(qū)損傷小；（2）具有良好的擴(kuò)增能力，且受體外培養(yǎng)環(huán)境影響??；（3）[20]獲取率高，試驗(yàn)表明，脂肪組織中干細(xì)胞數(shù)目至少是骨髓中的500多倍；（4）一定的免疫調(diào)節(jié)能力，對(duì)ADSCs的免疫學(xué)研究發(fā)現(xiàn),向骨髓經(jīng)放射線滅活的小鼠體內(nèi)輸注ADSCs后,其造血細(xì)胞與淋巴細(xì)胞可在體內(nèi)重新生成,這表明ADSCs在[21]特定體內(nèi)環(huán)境下可促進(jìn)淋巴細(xì)胞的生成。脂肪組織中不僅存在大量的干細(xì)胞，而且該干細(xì)胞在培養(yǎng)后也比其他來(lái)源的干細(xì)胞生長(zhǎng)的均勻、生

7、長(zhǎng)的快，因此ADSCs具有更為重要的實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用價(jià)值。從人脂肪組織分離培養(yǎng)出生長(zhǎng)旺盛的脂肪干細(xì)胞并經(jīng)向成骨細(xì)胞誘導(dǎo)后，可以表達(dá)成骨細(xì)胞相關(guān)的基因。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)種植在支架上的ADSCs可以在免疫缺陷動(dòng)物模型里形成成熟的骨組織[22,23]。Knippenberg在體外培養(yǎng)的ADSCs中加入BMP-2、TGF-β，結(jié)果促進(jìn)功[24]能性骨細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生。2007年，CuiL等在體外成骨誘導(dǎo)ADSCs，以天[25]然珊瑚為支架材料，成功修復(fù)了犬顱骨缺損。DeUgarteDA等比較人的ADSC