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体积 2018年 |文章的ID 2074021 | https://doi.org/10.1155/2018/2074021

Lingjia Yu Yuanhao吴、刘Jieying Bo Li Bupeng马,李Yaqian Zhenfei黄,于他,海王、吴Zhihong guixe一样秋, 3 d骨骨髓来源间充质干细胞(bmsc)文化可以提高骨再生的3 d打印的多孔Ti6Al4V支架”,干细胞国际, 卷。2018年, 文章的ID2074021, 13 页面, 2018年 https://doi.org/10.1155/2018/2074021

3 d骨骨髓来源间充质干细胞(bmsc)文化可以提高骨再生的3 d打印的多孔Ti6Al4V支架

学术编辑器:阿兰教堂
收到了 2018年1月21日
修改后的 2018年7月10
接受 2018年7月30日
发表 05年9月2018年

文摘

下颌骨缺损重建的迫切挑战由于日常饮食和面部美学的要求。三维(3 d)印刷(Ti)钛支架可以提供患者植入骨头的缺陷。合适的骨重建期间也需要承载性能,这使得它们潜在候选人下颌骨缺损重建植入。然而,在临床实践中,骨支架的不足需要进一步改善。在这项研究中,我们第一次封装骨骨髓来源间充质干细胞(bmsc)为基底膜基质。随后,BMSC-containing人工基底膜渗透到多孔Ti6Al4V支架。的基底膜基质支架提供了一个3 d bmsc的文化环境,这是重要的成骨细胞分化和新骨形成。我们的研究结果表明,大鼠全厚度的关键下颌缺陷处理Matrigel-infiltrated Ti6Al4V支架比老鼠表现出更好的新骨形成与当地BMSC注入或Matrigel-treated缺陷。我们的数据表明,基底膜基质能够创建一个更有利的三维微环境对bmsc,和基底膜基质含有bmsc渗透可能是一个有前途的方法,提高骨形成3 d打印的Ti6Al4V支架的性质。我们建议这种方法提供了一个机会,进一步提高效率的干细胞疗法治疗下颌骨的缺陷。

1。介绍

下颌骨缺损引起的肿瘤切除、感染、创伤、手术很普遍,它们消耗大量医疗资源(1]。虽然下颌整形手术已经进行了一个多世纪以来,极度大小的骨再生的缺陷仍然是具有挑战性的在颌面外科2,3]。自体骨移植来源于髂嵴和腓骨重建下颌骨缺损是最常见的程序。然而,一些局限性限制其临床应用,包括捐赠组织的有限资源,额外的手术,缺乏一个准确符合缺陷的网站,和高速率的供体部位感染(4]。同种异体骨移植也被广泛使用,但相关的疾病传播和免疫原性不容忽视(5]。

再生方法避免自体和同种异体移植采用组织工程骨替代品可能提供更好的选择策略有效的骨重建。组织工程是利用细胞和材料相结合来提高或替换生物组织,其中包括组织支架的使用。众所周知,理想的下颌支骨重建植入应该有一个三维多孔结构的孔隙度对新骨的生成,营养扩散,细胞增殖,毛细管渗透,和适当的机械性能6]。

大量的组织工程生物材料,如胶原蛋白、羟磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP),已经开发出来,但是他们的力学性能不足和快速降解率不能满足临床需求7]。的巨大的优势,3 d打印技术在精密医学,3 d打印的多孔钛支架显示优越的生物相容性,高强度重量比,降低弹性模量,良好的防腐抗(8]。然而,Ti的固有不足的骨的骨细胞很难成长为Ti脚手架。因此,支架结合自体干细胞组织吸引了太多的关注(9,10]。移植细胞疗法的主要问题是细胞的存活率,这可能提高适当的3 d细胞外环境(11,12]。干细胞和周围环境之间的相互作用对细胞行为至关重要。3 d文化可能代表一个更比2 d文化干细胞生理环境,在2 d文化极大地降低了分化能力(13]。

在这项研究中,我们准备了3 d打印的多孔Ti6Al4V支架与定制的形状和结构和加载人工基底膜封装bmsc Ti6Al4V脚手架。这个设备被设计来提供合适的机械性能和3 d干细胞文化环境。我们的3 d打印的支架的优点是准确的轮廓尺寸和复杂的内部下颌支的形态,这可能与病人的个人需求(14]。基底膜基质选择在我们的研究中作为bmsc的细胞外基质(ECM)。ECM是一个网络组织,提供机械支持干细胞和干细胞是至关重要的在活的有机体内,它可以影响干细胞的命运通过调节细胞吸附和迁移。一些水凝胶,包括胶原蛋白、层粘连蛋白等,产生的ECM的3 d文化干细胞,但人工基底膜被认为是最有前途的材料之一,模拟ECM函数(11,15]。基底膜基质可迅速形成一个三维结构的水凝胶在37°C和支持细胞形态发生和分化以及扩散。它也被用作一个合适的支架支持干细胞治疗心肌梗塞,动脉损伤动物模型16,17]。几项研究也报道,扣基底膜基质文化可以促进bmsc osteodifferentiation在体外(18,19]。然而,到目前为止,很少有报道扩散,成骨分化和骨生成的影响3 d-cultured bmsc基底膜基质结合Ti6Al4V脚手架在活的有机体内

本研究的目的是调查bmsc 3 d在基底膜基质培养的影响在体外通过细胞移植的可行性分析和osteodifferentiation研究。此外,bmsc的组合策略的有效性,基底膜基质,3 d打印Ti6Al4V脚手架在全层评估关键的下颌骨缺损动物模型。实验过程示意图描述图1

2。方法

2.1。3 d打印Ti6Al4V支架

之前报道的Ti6Al4V支架生产(5与一些细微的修改。短暂,支架生产Ti6Al4V粉(ASTM B348、品位23)使用选择性激光熔化(SLM;概念激光,Lichtenfels,德国)。支架是磁盘的5毫米直径,1毫米高度,200μm支柱宽度,600μ孔隙大小。动物实验的孔隙度为87.4%。所有样品进行了后期制作热处理,并验证了ct机(日本岛津公司,inspeXio smx - 90 - ct +,日本)。

2.2。2 d细胞培养

短暂,人类bmsc(通道1)购买307 - ivy翻译医学中心(中国,北京),生长在hMSC基底媒体(美国Cyagen huxma - 90011)补充10%胎牛血清(penicillin-streptomycin美国Cyagen)和1%(美国Cyagen)和谷氨酰胺(美国Cyagen) 37°C公司为5%2和饱和湿度。我们用0.25%胰蛋白酶没有EDTA (Solarbio科技有限公司、北京、中国)消化细胞,当细胞已经增长到70 - 80%的融合瓶(美国康宁431464 u)。媒体改变了每两天,细胞通过3 - 5被用于以下实验。BMSC表型鉴定(图2)。

2.3。在基底膜基质细胞封装

的bmsc根据公布的方法被封装到人工基底膜(20.]。简而言之,基底膜基质与冰冷的稀释至8毫克/毫升磷酸盐(PBS), pH值7.4。prechilled文化板块(96 -和6-well板块)被涂上一层薄薄的苯酚red-free人工基底膜和孵化20分钟37°C形成一层凝胶表面的盘子。bmsc使胰蛋白酶化到单个细胞悬液,离心800 rpm的颗粒状5分钟(Sorvall,圣16 r,热费希尔科学、美国)。基底膜基质的bmsc停牌1×106细胞/毫升。细胞和基底膜基质的混合物添加到预镀板和进一步孵化37°C 30分钟允许人工基底膜形成凝胶。最后,一个适当的体积无血清培养基添加到盘子,媒介是改变每两天。

2.4。细胞形态

的bmsc孵化2 d和3 d的板块基底膜基质48 h光学显微镜下观察(TE2000-U, Eclipse,尼康),然后固定在4%多聚甲醛(阿斯彭,中国)。与PBS冲洗3次后,这些细胞被沾TRITC phalloidin (40734 es75 Yeasen,中国)30分钟在黑暗中在室温下。然后,细胞核与diamidine-phenylindole-dihydrochloride复染色(DAPI)(美国热费希尔科学D1306) 5分钟,和荧光图像捕获共焦荧光显微镜系统(徕卡SP2,徕卡,德国)。

2.5。细胞生存和增殖

生活/死亡试验进行评估细胞基底膜基质的可行性和2 d盘子。生活/死可行性/细胞毒性分析工具包(L3224,英杰公司™,美国)提供了一个双色荧光细胞生存能力分析和钙黄绿素是ethidium为(EthD-1)。后培养2 d或3 d的板块基底膜基质为5天,孵化了bmsc 10μ米钙黄绿素和10μ在37°C M EthD-1解决方案在黑暗中40分钟。样本然后在荧光显微镜下成像(80 i, Eclipse,尼康)。活细胞染色绿色,而死细胞被染成红色。染色细胞与6计算的区域感兴趣的不同区域(ROI)为每个示例字段( )从免疫荧光成像使用ImageJ 1.50软件(美国国立卫生研究院)。

细胞培养在人工基底膜的扩散率是检测到CCK-8工具包(Dojindo、东京、日本)后bmsc封装在基底膜基质1,3,5,或者7天。bmsc培养2 d板与普通媒体担任控制。

2.6。Osteodifferentiation研究

bmsc被封装在基底膜基质和培养成骨的媒体7日或14天(细胞密度1×106细胞/毫升)。类似于2 d板文化、bmsc被播种到6-well板块(相同的细胞密度如上所述)与正常的媒体或成骨的媒体(美国Cyagen huxma - 90021),其中包含1×10−650 M地塞米松,μg / ml抗坏血酸和1×10−12β甘油磷酸盐。bmsc成骨分化的基底膜基质是由高山评估活动分析和茜素红染色。短暂的3卷的冰冷的PBS-EDTA添加到基底膜基质和挑动,轻轻在冰上30分钟直到基底膜基质溶解完全。然后,细胞颗粒状在100 g×5分钟赖氨酸0.2% Triton x - 100紧随其后。碱性磷酸酶(ALP)活性测定后执行制造商的指令(Beyotime,中国)对硝基苯磷酸基的存在(pNPP)。最后高山活动规范化pNPP生产(nM) /总细胞内蛋白质含量(毫克)每分钟(nmol /分钟/毫克蛋白)(由MicroBCA蛋白质测定包、热费希尔科学)。

孵化后14天,所有细胞染色茜素红S 0.1%(美国Sigma-Aldrich)钙沉积,以及光学显微镜(TE2000-U, Eclipse,尼康)被用来拍照。量化ARS的橙红色着色,10%乙酸(西格玛奥德里奇,美国)添加到盘子。离心法和中和10%氢氧化铵(美国Sigma-Aldrich), 100年μl(每个样本添加到96孔板,和OD405阅读使用标(Varioskan Flash,热费希尔科学)。

2.7。免疫印迹分析

bmsc与成骨的媒体是封装和培养在人工基底膜或培养6-well板块与正常的媒体或成骨的媒体如上所述。从这些细胞总蛋白质分离孵化后14天。等量的蛋白质(50μg蛋白/ lane)是由十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sds - page)和转移到聚乙二烯二氟化物薄膜(PVDF)。膜是孵化5%脱脂奶1小时在室温和一夜之间在4°C主要兔抗体。所有抗体都从Abcam购买公司(英国)。GAPDH是用作控制。乐队是可视化使用ECL化学发光工具包(WP20005,英杰公司™,美国)和量化的数量(美国大力神Bio-Rad)之一。

2.8。实时定量聚合酶链反应

rt - pcr是用来评估成骨的bmsc的mRNA表达。在每天7和14,RNA提取封装bmsc与成骨的媒体培养在人工基底膜或6-well板块(与正常的媒体或培养成骨的媒体)。短暂,总RNA提取试剂盒试剂(英杰公司™,美国)和反向转录成cDNA使用互补脱氧核糖核酸合成装备(热费希尔科学、美国)根据制造商的协议。PCR条件由变性的初始步骤1分钟在95°C,紧随其后的是总共40 15秒的周期在95°C, 20年代在58°C,和20年代在72°C。成骨细胞的标记的表达水平,包括Col-1 Runx2, OPN,高山,和OCN计算基于2−∆∆Ct方法通过规范值到管家GAPDH基因。选择基因的引物序列表中列出1


基因 序列 退火温度(°C)
转发(5 3 ) 反向(3 5 )

GAPDH GTCAAGGCTGAGAACGGGAA AAATGAGCCCCAGCCTTCTC 58
COL-1 CCTCGCTTTCCTTCCTCTCC GTCAAGGCTGAGAACGGGAA 58
Runx2 CATGTCCCTCGGTATGTCCG ACTCTGGCTTTGGGAAGAGC 58
OPN ATCTCCTAGCCCCACAGACCC CACACTATCACCTCGGCCATC 58
高山 TCCTGTTGACACCCCAAACC GGAAACGCAGGATTTCCCAC 58
OCN CTCACACTCCTCGCCCTATTG CGCCTGGGTCTCTTCACTAC 58

2.9。外科手术

48雄性SD大鼠体重250 - 300克都购自北京协和医学院实验动物中心医院(PUMCH),用于动物实验。所有实验程序批准的机构动物保健和使用委员会(IACUC PUMCH)。所有的老鼠都与盐酸氯胺酮麻醉(6毫克/ 100克)和一个5毫米全层标准化的缺陷是由不锈钢一拳打在SD大鼠下颌支(图1B)。所有的老鼠被随机分为四组( 每组):(1)裸支架(BS);(2)支架注射bmsc + PBS (SC);(3)脚手架+人工基底膜(SM);和(4)支架+ BMSC-loaded基底膜基质(SMB)。b组,裸支架仔细按适合的缺陷。SC集团1×106bmsc resuspended在250年μl PBS然后注入支架植入后。SMB组和SM组,人工基底膜有或没有1×106封装bmsc添加填补前支架植入术(S图1 cD)。最后,缝合的伤口被关闭。软凝胶提供了食物,青霉素肌内注射时间均为三天。

2.10。微ct评估

在术后6 - 12周,下颚被收获。下颚第一次被固定在4%多聚甲醛,然后脱水在分级从70% - -100%乙醇溶液,嵌入在甲基丙烯酸甲酯。ct机扫描进行使用inspeXio smx - 90 - ct + ct机(日本岛津公司、日本)和10的决议μ米(电压:90千伏,电流:110μ1.0毫米Al过滤器)。新成立的硬组织的体积缺陷区域内是通过模拟评估15.0(出现、比利时),和骨再生被表示为骨体积(BV)、总量(电视)和骨体积百分比(BV /电视)。

2.11。组织学分析

一个联锁金刚石锯(徕卡切片机,位于德国)是用于获得200年μ米厚的部分。抛光后的厚度50μ米,这些部分在1.2%苦味酸溶液染色以及1%酸碱性品红溶液(Van Gieson染色)。光学显微镜下观察染色部分(TE2000-U, Eclipse,尼康)。红色代表新骨形成,蓝色显示纤维组织,黑色是金属。

2.12。统计分析

所有的值都表示为平均值±标准偏差(SD)。使用学生的统计显著性测定t以及和单向方差分析(方差分析)。被定义为统计意义 值< 0.05。

3所示。结果

3.1。细胞培养和形态

2 d细胞板显示spindle-like形态和传播在井。与2 d板文化相比,人工基底膜的bmsc与周围细胞,表现出更多的连接和分离细胞集群(可以看到数据2(一个)2 (b))。细胞粘附和连接的行为被荧光染色法研究了f -肌动蛋白(在rhodamine-phalloidin,显示为红色)和原子核(DAPI,显示为蓝色),分别。基底膜基质内的bmsc形成更复杂的网络和他们之间的相互作用比2 d板块文化(数字2 (c)2 (d))。定量分析的细胞粘附和交互行为,细胞核数目和荧光强度测量使用ImageJ软件。结果表明,f -肌动蛋白的荧光强度和细胞核数量在3 d基底膜基质组明显高于2 d镀文化(数字2 (e)2 (f))(f -肌动蛋白的荧光强度 和核数 )。这一结果表明,3 d基底膜基质文化环境与周围的细胞可以促进BMSC的依从性和交互。

3.2。细胞增殖和生物相容性

数据3(一个)3 (b)节目现场/死染色图片培养5天后在基底膜基质或2 d盘子。几乎没有死细胞中可以看到两组。细胞的荧光强度计算ImageJ软件显示,两组之间没有差异被发现(图3 (c))。BMSC扩散被CCK-8调查分析在第一天,孵化后3、5和7。细胞生存能力稳步上升在2 d板文化和3 d人工基底膜封装在潜伏期(图3 (d))。这些结果表明,基底膜基质可以支持BMSC增殖和细胞生存能力减少可以忽略不计。

3.3。高山活动和ARS染色

碱性磷酸酶基质矿化过程中起着重要的作用。我们评估骨分化能力的bmsc高山7和14天的孵化后活动。随着培养时间增加,实验组的高山活动逐渐增加。应该注意的是,2 d文化之间没有显著差异诱导成骨的媒体和3 d基底膜基质在第七天文化。然而,在第14天,高山活动在基底膜基质组明显高于其他两组( )(图4)。

茜素红S是用来识别bmsc的钙沉积在板块2 d和3 d孵化后人工基底膜。数据5(一个)- - - - - -5 (c)在14天的沉积矿化矩阵。与醋酸提取后,形成钙的定量分析节点是由比色检测(图5 (d))。结果表明,成骨的媒介显著提高细胞的矿化能力,和2 d板相比,成骨的媒介,在3 d细胞基底膜基质展出近1.5倍沉积钙节点。这些结果表明,3 d基底膜基质bmsc的文化可以促进成骨分化。

3.4。由基底膜基质诱导BMSC分化

免疫印迹分析被用来评估骨标记,包括Col-1 Runx2, OPN,高山,和OCN, GAPDH是用作看家基因。经过14天的文化基底膜基质与成骨的媒介,所有osteogenic-related蛋白质的表达水平,如Col-1 Runx2和OCN ( )和OPN和高山( ),在bmsc相比要高得多在2 d细胞培养板与成骨的媒介。所有这些蛋白质都明显高于3 d Matrigel-cultured bmsc相比在2 d标准培养基培养( )(数据6(一)6 (b))。

rt - pcr测试了7天,一天14个评价Col-1的信使rna表达水平,Runx2, OPN,高山,OCN。7天,3 d-cultured bmsc显示更高的mRNA的表达Col-1 ( ),高山( )和OCN ( )比2 d-cultured bmsc与成骨的媒介。同样,rt - pcr分析确认相同的结果为西方墨点法所观察到的14天,显示显著调节Col-1表达式( ),Runx2 ( ),OPN ( ),高山( )和OCN ( 3 d基底膜基质组(数据)6 (c)- - - - - -6 (g))。这些结果证实成骨分化能力的人工基底膜蛋白和mRNA水平。

3.5。ct机分析

没有并发症观察48 SD大鼠,和所有在5天内被皮肤伤口愈合。植入6和12周后,ct机被用来检测内新骨形成的支架。如图7BS集团没有人工基底膜和干细胞显示出罕见的骨形成。只单独人工基底膜和BMSC注入了小neobone形成。然而,SMC组表现出加速骨再生和修复的显示明显增强由BV /电视(图的定量分析7(我))。

3.6。组织学评价

组织学分析被用来描述矿化形成的缺陷。6月底和12周,老鼠安乐死,植入网站组织收获了范Gieson染色。组织学分析结果与这些微ct观察到。新骨的数量明显高于SMC组与其他三组在6和12周的毛孔Ti6Al4V脚手架充满了新成立的骨头。新形成的骨被发现很少在b组。SM组,新骨才发现支架的表面,而不是内部。SC组中,只有少数新形成的骨支架(图中被检测到8)。

4所示。讨论

在过去的十年中,已经取得了很大的进步在下颌骨缺损修复的手术技巧和临床结果。然而,下颌骨再生仍是一个尚未解决的主要问题。缺乏成骨细胞在手术床上仍然是一个陷阱在每个下颌重建(21]。在这项研究中,基底膜基质选择提供了一个绝妙的BMSC 3 d为骨再生文化环境,并结合3 d打印Ti6Al4V支架可以作为补充组件提供强健的骨骼结构和定制的形状。

4.1。基底膜基质增加BMSC成骨的活动在体外

下颌缺陷需要相当数量的bmsc至关重要。然而,bmsc稀缺在组织(22]。因此,BMSC移植被认为是一种很有前途的方法治疗下颌骨缺损。保持bmsc可行和促进骨分化是一个主要的问题。在目前的研究中,伴着被封装在基底膜基质对3 d文化,和bmsc生长在2 d盘在正常或成骨的媒体被用作控制。有趣的是,bmsc生长在人工基底膜表现出更高层次的高山活动,钙沉积和osteogenic-related蛋白质和基因表达比2 d板上培养的有或没有成骨的媒体。先前的研究表明,干细胞种植在Matrigel-coated表面成骨活性较高(19]。这是因为ECM人工基底膜的性质,可以直接促进bmsc的成骨分化。ECM已经被报道为细胞提供结构支撑和物理和生化信号调节细胞表型(23,24]。bmsc培养在人工基底膜与基底膜基质中的多个ECM组件交互,如层粘连蛋白和TGF -β。层粘连蛋白可以通过整合素信号通路调节成骨分化(25],TGF -β是一个重要的成骨生长因子。

此外,3 d文化基底膜基质强烈模拟生理条件在活的有机体内。许多研究报道,3 d细胞粘附和沟通文化提供了一个最佳的环境(23,26]。3 d结构代表一个完全不同的环境中,由于不同的信号通路活动相比,二维文化。格雷森et al。27)报道,bmsc表达更多整合素在3 d文化相比,在2 d文化。因此,3 d文化可能会激活integrin-BMP / Smad通路bmsc [28]。然而,传统2 d-cultured干细胞种植在塑料表面,这有助于他们保持增殖潜力,但可以显著降低分化能力(23]。之前的报告提出,培养bmsc具备干细胞在3 d水凝胶系统,可以减少属性和分化成其他血统,如成骨的或肌原性的承诺(9,29日]。这个同意CCK-8化验的结果,在基底膜基质的bmsc培养数量少于那些在2 d板(图3 (d))。因此,一些研究人员报道说,干细胞的分化能力是增强3 d文化系统在活的有机体内在体外(30.,31日]。在目前的研究中,我们还发现,3 d基底膜基质文化可以促进细胞粘附和基底膜基质作为人工3 d微环境调节BMSC骨分化在体外。然而,潜在的机制需要进一步探索。

4.2。Scaffold-Matrigel-BMSC复杂增强骨修复在活的有机体内

重建下颌骨不同于中脸或头顶修理,因为它要求承载能力。Ti一直对临床使用的吸引力,因为它出色的承载性能,生物相容性和高耐蚀性(32]。今天,数字医学和计算机辅助技术的帮助下,3 d打印的多孔钛支架可以模拟骨组织形态和力学行为功能和审美,从而帮助重建下颌骨缺损(33,34]。3 d打印的植入物可以重建复杂的有缺陷的部分结构上使用镜像的影响方面34,35]。在这项研究中,3 d打印Ti6Al4V支架孔隙度80%以上的可以容纳新骨,并提供一个适当的生物固定。然而,发现三个主要因素来限制骨再生,包括缺乏干细胞,Ti的bioinert性质,侵入周围肌肉的脚手架。要解决这些问题,BMSC-loaded基底膜基质准备并纳入3 d打印的多孔Ti6Al4V脚手架。因此,我们推测,通过结合细胞疗法和3 d打印的支架,该设备可能会提供一个健壮的与生物活性骨替代骨再生。

评估假设,5毫米的下颌支缺陷模型建立了全面调查BMSC-loaded的骨修复基底膜基质+多孔Ti6Al4V脚手架在活的有机体内。ct机和组织学分析结果都证实了骨修复能力的设备。在动物模型中,一个缺陷直径大于5毫米大小,关键在于不能自发愈合(36- - - - - -38]。支架内的贪污bmsc可以帮助骨形成。设备植入12周后,ct机和组织学分析表明,裸支架组有罕见的骨形成(数字7(e)和8(e))。然而,在支架+注入bmsc集团中的一些新骨形成的支架(数字7(f)和8(f))。这表明BMSC-injection嫁接方法部分可以帮助新骨形成,但嫁接成活率低,bmsc,急性炎症和机械损伤的结果,主要障碍(11]。因此,我们在人工基底膜封装BMSC因为人工基底膜可以保留BMSC可行性,增强成骨的BMSC的潜力,防止周围的肌肉侵入支架。曹et al。39)使用纵向生物荧光成像评估人工基底膜和细胞信号发现基底膜基质支持干细胞移植优于细胞单独或其他矩阵(胶原蛋白我和Puramatrix) 5个月。因此,我们相信,bmsc可以促进骨修复5个月。Rosova et al。40和陈等。41)报道,缺氧条件可以改善BMSC生存和组织再生的潜能在活的有机体内,人工基底膜水凝胶中度缺氧微环境。同样,在我们的支架+人工基底膜组,人工基底膜没有bmsc里面只有形成新骨表面的脚手架,不是内部(数据7(g)和8(g))。然而,在支架+ BMSC-loaded基底膜基质组,BMSC可行性显示急剧增加,大量新的骨组织的形成,在支架(数字7(h)和8(h))。该方法不仅解决了上述缺点的Ti脚手架也产生了scaffold-Matrigel-BMSC复杂以适当的生物活性和机械性能,增强骨修复在活的有机体内。然而,长期的bmsc的函数在活的有机体内模型需要进一步调查之前的临床使用。

总之,这种组合装置被证实是一个互补的治疗模式对钛支架,hydrogel-based细胞疗法通过避免bioinertia Ti脚手架和弱人工基底膜的力学性能。我们相信,这个设备可能是一个有前途的方法高的干细胞疗法治疗下颌骨缺损的效率。为进一步应用,临床试验需要在不久的将来。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的北京协和医学院研究生创新基金(没有。2017-1002-2-13),基础研究基金中央公共福利研究所、中国医学科学院(没有。2016 zx310177-7),中国国家高科技研发项目(863项目,2015 aa020316, 2015 aa033601)。

补充材料

图1:模型大鼠下颌骨缺损的外科手术。暴露的下颌支(A)。5毫米全层标准化缺陷(B)。多孔钛支架被压到下颌的外观缺陷(C)。总缺陷(D)。补充图2:BMSC表型鉴定。CD34−细胞占细胞总数的0.05%。CD44 +细胞占细胞总数的98.65%。CD45−细胞占细胞总数的0.23%。CD73 +细胞占细胞总数的99.73%。CD90 +细胞占细胞总数的95.69%。CD105 +细胞占细胞总数的97.32%。HLA-ABC +细胞占细胞总数的99.87%。HLA-DR−细胞占细胞总数的0.04%。(补充材料)

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