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目的: 脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ASCs)因具有良好的成骨分化潜能而常被用作骨组织工程种子细胞。本研究将小鼠ASCs接种于聚谷氨酸苄酯(Polyγ-benzyl-L-glutamate,PBLG)微球,进行成骨诱导后,局部注射干预小鼠股骨骨不连模型。观察由ASCs与PBLG微球构建的可注射性组织工程骨,对小鼠股骨骨不连的修复作用,为骨不连的临床治疗探索新的途径。 方法: 取第三代小鼠ASCs,约以1×107ASCs混合60mgPBLG进行成骨诱导; (1)DiO荧光标记、电镜扫描观察ASCs在PBLG上的粘附、增殖情况。 (2)以未诱导组作为对照,定性和定量方法分别检测碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)、细胞外钙盐沉积情况。 (3)于C57小鼠股骨中部造成2mm骨缺损,分别以髓内钉、髓内钉联合“U”型夹的方法进行固定;模型建立后12周通过X线、microCT与组织学检查,观察骨不连模型形成情况。 (4)将ASCs/PBLG组织工程骨0.1ml局部注射于鼠股骨骨不连处(n=5);单纯注射PBLG微球0.1ml(n=5)、PBS0.1ml(n=5)分别作为对照组,通过X线、microCT及组织学等方法观察骨不连修复情况。 结果: (1)体外成骨诱导14天,DiO荧光标记证明细胞在微载体内生长良好,扫描电镜观察到微载体表面细胞外基质的沉积。与未成骨诱导组相比,成骨诱导后10-14天成骨指标ALP及Ca离子显著增高。 (2)建立2mm小鼠股骨骨缺损,单纯以髓内针固定,骨缺损术后12周骨不连形成率为60%;加用“U”型夹术后12周全部形成骨不连,骨缺损间隙无短缩。 (3)选用髓内针/“U”型夹固定的小鼠骨不连模型,局部注射负载成骨诱导ASCs的PBLG微球,8周后X片显示ASCs/PBLG组骨缺损处双侧均有骨性骨痂相连,MicroCT显示骨缺损处骨性连接,组织学切片显示骨缺损内被成熟骨痂填充。PBLG组及PBS组骨缺损处形成骨不连,两者均未见明显骨痂形成。 结论: 小鼠脂肪干细胞在多孔PBLG微载体上可以良好的增殖及成骨分化,局部注射ASCs/PBLG在小鼠股骨骨不连处能明显的促进骨再生,修复骨不连。