骨髓間質干細胞復合羥基磷灰石-磷酸三鈣在脊柱融合中的應用研究.pdf

1、干細胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細胞群體。胚胎干細胞由于倫理、宗教、道德等方面的原因，其研究應用受到諸多限制。近年來成體干細胞成為研究和關注的重點。骨髓間質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)來源較廣，容易獲得，具備向多種中胚層及神經(jīng)外胚層來源的組織細胞分化能力，包括向成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、血管內皮細胞、胰島細胞、肌肉、韌帶、骨髓基質甚至肝細胞、神經(jīng)細胞等多種細

2、胞與組織分化，是目前組織工程主要的細胞來源。羥基磷灰石/磷酸三鈣(hydroxyapatite/tricalcium phosphate，HA/TCP)是目前應用較為廣泛的支架材料。本實驗應用BMSCs作為種子細胞，與HA/TCP復合后應用于脊柱融合，為脊柱融合的臨床應用提供新的依據(jù)和技術方法。 第一部分 骨髓間質干細胞-支架材料復合體的體外實驗研究 目的：建立體外分離培養(yǎng)BMSCs的方法，觀察BMSCs的形態(tài)和掌握其生

3、長規(guī)律，檢測BMSCs與HA/TCP的生物相容性。 方法：(1)抽取兔的長骨骨髓，利用全骨髓培養(yǎng)法培養(yǎng)兔的骨髓間質干細胞，分別進行原代和傳代培養(yǎng)，觀察各代細胞生長特性和生長曲線，探討B(tài)MSCs作為種子細胞的可行性。(2)通過細胞的多向分化能力鑒定BMSCs。(3)對體外培養(yǎng)的兔BMSCs和HA/TCP復合材料進行形態(tài)學觀察，采用倒置顯微鏡、熒光顯微鏡和掃描電鏡檢測，以及細胞增殖的測定。 結果：(1)用全骨髓培養(yǎng)法分離骨髓

4、間質干細胞是可行的，獲得的BMSCs體外培養(yǎng)顯示，兔BMSCs體外培養(yǎng)穩(wěn)定，增殖速度快，擴增能力強。(2)培養(yǎng)擴增的BMSCs能分別誘導成成骨細胞、脂肪細胞和神經(jīng)元樣細胞。(3)BMSCs和HA/TCP有很好的生物相容性，經(jīng)掃描電鏡、熒光顯微鏡觀察BMSCs在HA/TCP上粘附良好，并大量增殖。HA/TCP對BMSCs的體外增殖無明顯抑制作用。 結論：骨髓間質干細胞可作為骨組織工程的種子細胞。羥基磷灰石/磷酸三鈣是良好的骨組織工

5、程的載體材料，利于種子細胞的粘附生長。 第二部分 富集自體骨髓間質干細胞復合HA/TCP脊柱融合術中的臨床應用 目的：探索以自體骨髓富集的BMSCs復合HA/TCP作為植骨材料進行脊柱融合的新方法。 方法：(1)觀察對象：選擇2005年1月至2006年2月建湖縣人民醫(yī)院骨科收治的胸腰椎骨折、均采用后路椎弓根釘系統(tǒng)復位及固定患者48例。(2)根據(jù)植骨融合材料不同隨機分為2組：骨髓間質干細胞＋復合材料組24例，男13

6、例，女11例，年齡25～49歲；自體髂骨移植組24例，男15例，女9例，年齡26～50歲。(3)實驗干預：采集自體骨髓通過密度梯度離心得到富集的BMSCs懸液與HA/TCP復合2h后作為植骨材料。骨髓間質干細胞＋復合材料組采用BMSCs復合HA/TCP移植；自體髂骨移植組采用患者自體髂骨移植。(4)實驗評估：對所有患者脊柱融合情況、臨床療效、傷椎復位后高度丟失等進行比較分析，評定脊柱融合效果。 結果：術后隨訪12個月，48例患者

7、全部進入結果分析。(1)骨髓富集的有效性：富集前后骨髓間質細胞濃度達到8倍。(2)臨床療效：骨髓間質干細胞＋復合材料組所有病例取髓處疼痛術后1周消失，均未發(fā)生感染。自體髂骨移植組術后3個月取骨處仍有疼痛。所有病例無感染和內固定松動斷裂等并發(fā)癥。兩組術后12個月LBOS評分優(yōu)良率骨髓間質干細胞＋復合材料組為71％(17/24)，自體髂骨移植組為79％(19/24)。(3)脊柱融合情況：術后隨訪6個月以上的患者X射線、CT檢查均示有良好的脊

8、柱融合，兩組在術后3個月移植物密度降低并可見雙側薄層融合塊，術后6個月雙側可見整塊新生骨或單側大塊新生骨。按Lenke字母分級法融合分級，兩組均無C、D級融合。(4)Cobb角測量結果：傷椎復位后高度丟失在骨髓間質干細胞＋復合材料組平均為2.38°，在自體髂骨移植組平均為2.42°。 結論：通過自體骨髓富集的間質干細胞復合羥基磷灰石磷酸三鈣應用于胸腰椎骨折后外側融合可取得與自體髂骨移植同等的臨床療效，是一種安全可靠，簡便有效的植