基于脂肪干细胞I型胶原凝胶PLGAβTCP支架的新型仿生骨组织工程复合体的构建及生物学性能

1、基于脂肪干细胞I型胶原凝胶PLGATCP支架的新型仿生骨组织工程复合体的构建及生物学性能         08-10-13 08:55:00     编辑：studa20           作者：郝伟，胡蕴玉，姜明，吕荣，王军，赵廷宝   【摘要】  目的：尝试构建基于脂肪干细胞、I型胶原凝胶以及PLGATCP支架的新型仿生骨组织工程复合体，并对

2、其生物学性能进行研究. 方法：取3 mo龄日本大耳白兔皮下脂肪，获得脂肪干细胞，经体外成骨诱导分化鉴定后使用I型胶原凝胶将其悬浮并与三维多孔支架PLGATCP复合，从而构建成脂肪干细胞I型胶原凝胶/PLGATCP骨组织工程复合体，体外成骨诱导培养2 wk，实验以脂肪干细胞/PLGATCP材料复合体作为对照. 扫描电镜观察复合情况，并对脂肪干细胞的增殖以及成骨诱导分化情况进行检测. 结果：I型胶原凝胶将rADSCs均匀悬浮于材料孔隙中，碱性磷酸酶活性以及细胞外基质矿化程度检测显示I型胶原凝胶能显著促进rADSCs的成骨分化. 结论：脂肪干细胞I型胶原凝胶/PLGATCP复合体的构建成功为骨组织工

3、程复合体的设计提供了一条新的思路. 【关键词】  脂肪干细胞； I型胶原凝胶； PLGATCP支架； 骨组织工程【Abstract】 AIM: To fabricate a novel bone tissue engineering construct using collagen I gel to suspend adiposederived stem cells (ADSCs) into a porous PLGATCP scaffold (rADSCsCOL/PLGATCP) and explore its potentiality for bone tissue engine

4、ering. METHODS: ADSCs were prepared by collagenase I digestion of subcutaneous fat from the suprascapular site of Japanese white rabbit. Firstly, the osteogenic differentiation of rabbit ADSCs (rADSCs) was identified by von Kossa staining after in vitro culture for 4 weeks under osteogenic medium. T

5、hen the rADSCsCOL/PLGATCP composite was fabricated using collagen I gel to suspend rADSCs into PLGATCP scaffold and cultured under osteogenic medium for 2 weeks. Meanwhile, the single combination of rADSCs and PLGATCP scaffold was also prepared as control. Morphological observations were carried out

6、 using scanning electron microscopy (SEM). Cell proliferation, alkaline phosphatase activity and calcium deposit were also determined to fully evaluate the osteogenic differentiation of rADSCs in both composites. RESULTS: By presuspended in collagen I gel, the rADSCs were evenly distributed in the p

7、ores of the PLGATCP scaffold. Furthermore, collagen I gel remarkably promoted the osteogenic differentiation of rADSCs in PLGATCP scaffold. CONCLUSION: The successful fabrication of rADSCsCOL/PLGATCP composite casts a new light on the construction of bone tissue engineering composites.【Keywords】 adi

8、posederived stem cells; collagen I gel; PLGATCP; bone tissue engineering0  引言    生物支架材料是骨组织工程研究中的一个重要环节1. 目前常用的生物材料例如高分子聚合物、生物陶瓷等，在与种子细胞复合过程中仅仅能够起到机械性支架作用，而缺乏生物活性，在与种子细胞复合以后，难以与其形成良好互动，对其进一步的增殖、成骨分化施加积极影响. 而I型胶原作为骨组织中主要的有机成分，在骨形成过程以及维持正常骨结构中发挥了重要作用2. 为此，我们从仿生学角度考虑，初步尝试利用I型胶原凝胶悬浮脂

9、肪干细胞（adiposederived stem cells, ADSCs）与三维多孔支架PLGATCP复合构建一种新型仿生骨组织工程复合体，并对其生物学性能进行研究，以探讨将其应用于骨缺损修复的可行性.1  材料和方法1.1  材料  3 mo龄成年日本大耳白兔，由第四军医大学实验动物中心提供；DMEM培养基、地塞米松、抗坏血酸、甘油磷酸钠、型胶原酶、磷酸对硝基苯酚（PNPP）、对硝基苯酚（PNP）均购自SIGMA公司；胎牛血清购自杭州四季青公司；碱性磷酸酶检测试剂盒购自上海仁宝试剂公司；细胞外钙定量检测试剂盒（Calcium C kit, WAKO Pure Chemical Indus