论文部分内容阅读
目的:脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)是一种以胶原为基础,具有骨诱导性能和骨传导性的天然生物衍生材料。目前其成骨有效性方面仍存在很大争议,本研究的目的是通过评估不同形貌的表面脱钙型DBM(骨球、骨粒、骨纤维)对成骨细胞的粘附、生长以及增殖等生物学行为的影响,为进一步探讨不同形貌的表面脱矿DBM对其体内成骨性能的影响提供理论基础。方法:通过对材料大体观察和扫描电镜观察三组DBM材料的表面形貌。本研究将三种不同形貌的DBM接种上小鼠成骨细胞株MC3T3-E1共同培养。利用共聚焦显微镜观察细胞死活(dead/live)染色。利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察细胞形态和生长情况。同时通过细胞计量法比较细胞与不同表面形貌DBM复合培养24h后黏附率的不同。利用CCK-8法观察复合培养1,3,5,7,9天后三组DBM对细胞增殖的影响并绘制生长增殖曲线。结果:表面形貌大体和电镜下观察显示:DBM骨球表面光滑,表面孔洞零星分布;骨纤维组DBM表面平坦呈疏松的纤维结构样物质,呈多细小孔隙的密网状结构;骨粒组DBM呈不规则的凹凸不平的结构,表面粗糙可表面见大小不一的微米级颗粒突起。死/活细胞染色结果表明三种形貌的DBM细胞相容性均好,细胞成功黏附于DBM表面。共培养24h后SEM结果显示:骨纤维组表面细胞呈梭型,贴附良好;骨粒组细胞与DBM贴合、铺展情况最好,细胞呈长纤维形,伪足纤细,细胞伪足之间相互交通;骨球组呈球形,贴附效果最差。共培养7天后SEM结果显示:骨粒组和骨纤维组细胞较骨球组细胞多,彼此相互融合,细胞并分泌大量的细胞外基质。细胞计量法显示:骨纤维组粘附率最高为33.1±6.5%,其次是骨粒组和骨球组,分别为32.1%±6.9%和24.7%±6.9%,但无统计学差异(P=0.324)。CCK-8结果表明:不同时间点OD值骨粒组、骨纤维组>骨球组(P>0.05);不同时间段OD值增幅比较:OD35d、OD57d和OD79d增长幅度:骨粒组>骨纤维组或骨球组(P<0.05),骨粒组细胞增殖活力明显高于骨纤维组和骨球组细胞。细胞在骨粒表面粘附的状态最好、活性最高、细胞增殖能力最强。结论:MC3T3-E1成骨细胞在骨粒和骨纤维组表面的粘附、生长以及增殖明显优于骨球组,这就说明表面脱钙DBM不同形貌会在一定程度上对细胞生物相容性产生重要影响。作为适合于大块骨缺损、负重部位的骨缺损以及关节、脊柱植骨融合的表面脱钙DBM,DBM骨粒和骨纤维是更为理想的选择。此外,DBM产品设计时不仅要考虑优化其骨传导性和骨诱导性,还应将形貌结构以及几何特征等物理因素结合起来,引导并促进细胞朝着正确的方向生长、增殖以及分化,使DBM能够充分发挥其刺激和引导骨组织再生的能力。