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目的:目前股骨头坏死(ONFH)早期(I-Ⅱ)病变尚无理想的治疗方法。本研究利用镁基合金负载兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)构建组织工程化镁基种植体,将其植入到动物模型股骨头坏死区域,观察其对坏死区域的修复情况,为临床应用提供实验依据。方法:1.兔BMSCs分离培养:兔骨髓血经PBS冲洗、离心后以完全培养基培养,流式细胞技术鉴定细胞纯度,细胞传代至第3代冻存备用。2.BMSCs成骨、成脂化诱导及检测:实验组以成骨、成脂诱导液培养基分别培养,对照组仅用完全培养基。诱导21天后测定成骨诱导组与对照组碱性磷酸酶水平,对成骨、成脂诱导组分别行Von Kossa染色和油红O染色。3.组织工程化镁基种植体及组织工程化骨的构建:将种子细胞分别接种于镁基合金支架和壳聚糖-聚已内酯-磷酸三钙(CS-PCL-TCP)支架,分别于第3、10天进行激光共聚焦扫描观察细胞生长情况,并分别于第1、4、7、10、14天行MTT细胞增殖检测。4.兔股骨头坏死模型的建立:A组:脂多糖(LPS10ug/Kg×1)联合甲强龙(MPS20mg/Kg×3)、B组:MPS(20mg/Kg×3)、C组:相同剂量生理盐水对兔进行诱导,并于诱导期间2、4、6周行影像学观察,诱导期结束行病理学评估。5.不同属性种植体对兔ONFH修复的疗效评估:ONFH动物模型建立后,将以下种植体植入到坏死区域:A:组织工程化镁基种植体、B:组织工程化骨、C:单纯髓芯减压。分别于4、8、12周行CT或MRI检查,同时病理学评估坏死组织修复情况。结果:1.原代培养24h后,可观察到BMSCs贴壁生长,形态不规则。第3代BMSCs细胞形态为长梭形,增殖活性高。BMSCs高度表达CD44和CD90,几乎不表达CD34。经成骨诱导,形态逐渐变为多角形。Von Kossa染色可见细胞之间钙结节染成黑色,碱性磷酸酶活性较对照组升高,差异有统计学意义(P<0.05)。油红O染色示成脂化BMSCs内含大量脂滴。2.镁基合金与成骨化BMSCs复合培养,共聚焦扫描显示,细胞可在支架上粘附并呈团块状生长,随着时间延长,镁基合金支架较CS-PCL-TCP支架上负载的种子细胞增殖活跃,细胞数量明显增多。MTT检测显示两种材料与细胞共培养至10天时,细胞生长达峰值。3.A、B两种诱导方案均可诱导兔股骨头发生坏死,A组诱导坏死率为75%,死亡率为16.6%,B组为58.3%,死亡率为8.33%,两组坏死率差异具有统计学意义(P<0.05)。影像学显示本实验ONFH模型早期表现为关节积液,股骨头并未出现塌陷情况。病理学显示骨小梁坏死、中断,周围充斥脂肪细胞。4.镁基合金支架联合BMSCs构建组织工程化镁基种植体对兔股骨头坏死区域具有修复作用。随时间延长,镁基合金逐步降解,12周时镁基合金降解完全,坏死区域逐渐恢复到正常水平。病理学显示成骨细胞比率A组大于B、C组(P<0.05)。结论:1.经流式技术分析,所分离细胞为BMSCs,成骨诱导后经检测证实其成骨潜能。兔BMSCs可作为组织工程的理想种子细胞。2.成骨化BMSCs与镁基合金支架接种培养后,细胞在支架表面粘附生长良好、排列规整,表明体外成功构建组织工程化镁基种植体。3.LPS10ug/Kg×1联合MPS20mg/Kg×3方案可成功诱导兔股骨头发生坏死,并且坏死率较单纯使用MPS高。组织工程化镁基种植体植入坏死区域后,随时间延长镁基合金逐步降解,坏死区域逐步恢复至正常水平,证实了组织工程化镁基种植体应用于早期ONFH治疗的可行性。