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组织工程学的发展,为骨缺损的修复开辟了新的途径。在骨组织工程学的应用当中,成骨细胞的来源选择是首要解决的问题。骨髓来源的成骨细胞具有取材方便,对机体损伤小,便于自体移植等优点,具有广阔的应用前景。但骨髓基质细胞具有多向分化性,其成骨转化的条件尚待进一步完善,且与适宜载体结合的生长及成骨能力亦需进一步研究。此外对成人骨髓来源的成骨细胞的成骨特性研究较少,为此本课题开展了如下工作:一、骨髓基质细胞成骨转化培养条件的优化将成人骨髓基质细胞在体外进行培养,分设地塞米松组、丹参组、地塞米松和丹参联合培养组及空白对照组。观察细胞生长情况,绘制细胞生长曲线,计数细胞分裂率及成骨转化率。细胞生长曲线显示丹参可明显消除地塞米松对骨髓基质细胞增殖的抑制作用,联合培养条件下,成骨转化率明显高于地塞米松组和空白对照组(P<0.01),丹参组同空白对照组成骨转化率无明显差别(P>0.05)。实验结果表明,丹参可消除地塞米松对骨髓基质细胞的抑制作用,二者联合培养可明显提高骨髓基质细胞的成骨转化率。二、成人骨髓基质细胞成骨作用研究将13例成人骨髓基质细胞进行体外培养,换液后采用含地塞米松10-8mol/L和丹参0.05mg/ml的条件培养液,传代细胞采用含维生素C 50ug/ml、β-甘油磷酸钠10mmol/L的条件培养液培养。倒置显微镜观察细胞生长状况,碱性磷酸酶(AKP)染色计算成骨细胞转化率,检测AKP含量,钙染色及骨基质染色显示新生骨组织。结果原代细胞在条件培养液的作用下,绝大多数细胞AKP染色呈强阳性且有较强的成骨活性,传代细胞培养至22~27天,细胞聚集成多个散在不透光的结节,结节钙染色阳性,Schomorl染色显示为骨基质。结果表明,不同成人骨髓来源的成骨细胞有较强的成骨特性,条件培养下能形成钙化的骨样组织。三、骨髓基质细胞骨组织工程学应用的实验研究将兔骨髓基质细胞经条件(含丹参0.05mg/ml,地塞米松10-8mol/L)及非条件培养后,分别种植于羟基磷灰石上培养1周,倒置显微镜、扫描电镜观察细胞生长情况;将上述细胞载体复合物自体异位植入体内,观察体内成骨情况。结果细胞在羟基磷灰石上均获得良好生长;自体异位移植4周后,细胞载体复合物有新骨形成,条件培养后分化的骨髓基质细胞成骨质量优于非条件培养的骨髓基质细胞。实验表明,骨髓基质细胞经条件培养成骨分化后是良好的成骨种子细胞,多孔羟基磷灰石可作为骨组织工程学中的细胞载体。