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力学刺激促进软骨细胞与骨髓基质干细胞共培养体外软骨分化

摘要目的:研究不同的应力刺激对软骨细胞与骨髓基质干细胞(BMSCs)共培养体外构建组织工程化软骨的影响。 方法:分离、培养、扩传兔BMSCs及软骨细胞,二者按7:3比例混和,以5.0×107/mL的细胞密度接种于聚羟基乙酸(PGA)支架上,一周后根据不同的施加力分为4组:离心组设定离心力100g,2次/d,30min/次;摇床组设定为80r/min,2次/d,30min/次;搅拌组设定为160r/min,2次/d,30min/次;静止培养作为对照组。6周后取材行大体观察、组织学、组织化学、免疫组织化学、蛋白聚糖(GAG)含量等检测,比较不同应力刺激对少量软骨细胞诱导BMSCs体外形成软骨的影响。 结果:三实验组即离心组、摇床组及搅拌组形成的细胞材料复合物基本保持原来的体积与外形。HE染色结果显示大量成熟软骨陷窝形成,细胞外基质沉积均匀;Safranin-O及甲苯胺兰染色显示有大量的GAG形成,免疫组化检测Ⅱ型胶原表达强阳性。三实验组标本组织湿重(80.0±1.9mg,75.5±4.5mg,76.9±4.4mg)、体积(80.4±1.9mm3,78.7±3.0mm3,79.5±2.4mm3)、GAG含量(5.7±0.2mg/g,5.2±0.3mg/g,5.4±0.4mg/g)等指标均优于对照组。 结论:力学刺激有利于促进少量软骨细胞与BMSCs共培养体外软骨分化;并在三维支架材料上构建组织工程化软骨。

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