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胰岛素样生长因子1转染骨髓间充质干细胞与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料促进骨缺损修复的实验研究
编辑人员丨2天前
目的:观察胰岛素样生长因子1(IGF 1)、骨髓间充质干细胞(BMSCs)与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料构建的组织工程骨修复骨缺损的效果。方法:用45只新西兰大白兔制备骨缺损模型后随机分为3组,每组15只,A组骨缺损处不植入任何材料,B组骨缺损处植入单纯骨髓间充质与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料复合体,C组骨缺损处植入IGF 1转染的BMSCs与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料复合体。造模后4、8、12周,分别进行X线片拍摄、苏木精-伊红染色及三点弯曲实验,组间比较采用 t检验。 结果:造模后4周,3组均可见骨痂形成;造模后12周,A组未形成完整的骨桥,B组骨痂开始塑形,骨髓腔基本再通,C组完成骨缺损修复。B、C组最大载荷逐渐增加,C组最大载荷始终高于B组( t8=5.208, t12=12.837, P值均<0.05)。造模后4周,A组可见纤维组织增生与少量骨小梁形成;B、C组复合支架材料部分降解,可见骨小梁形成并相互连接。造模后12周,A仍为较多的纤维组织,B组开始塑形为皮质骨,C组基本形成新的皮质骨。 结论:IGF 1转染的BMSCs与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料构建的组织工程骨,具有比单纯BMSCs与丝素蛋白羟基磷灰石复合材料构建的组织工程骨更强大的骨诱导能力。
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编辑人员丨2天前
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骨髓间充质干细胞外泌体微小RNA-200a通过Wnt/β-连环蛋白通路抑制肾小管上皮细胞上皮-间充质转化
编辑人员丨2天前
目的:探讨骨髓间充质干细胞(BMMSCs)来源外泌体miR-200a对肾小管间质纤维化的影响及其机制。方法:2019年3月至2020年7月,收集从4周龄SD大鼠(福建医科大学动物实验中心)提取的BMMSCs来源外泌体,与从新西兰兔提取的肾小管上皮细胞共培养,提取BMMSCs来源外泌体,与肾小管上皮细胞共培养,蛋白免疫印迹(Western blot)检测上皮-间充质转化(EMT)标志物E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)蛋白的相对表达水平,明确外泌体对EMT的影响。构建过表达和低表达miR-200a的BMMSCs,分别与肾小管上皮细胞共培养,Western blot检测E-cadherin、N-cadherin和Vimentin蛋白及Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路各标志蛋白的表达水平。双荧光素酶报告实验验证肾小管上皮细胞中miR-200a与β-catenin基因CTNNB1是否直接结合。使用方差分析和独立样本 t检验分析组间差异。 结果:高剂量外泌体组E-cadherin表达水平较低剂量组更低(0.51±0.09比0.78±0.12, t=3.115, P<0.05),而N-cadherin(2.05±0.22比1.40±0.13, t=6.478, P<0.001)和Vimentin(1.01±0.13比0.75±0.12, t=2.987, P<0.05)表达水平高于后者。高表达miR-200a外泌体处理组E-cadherin表达水平较低表达miR-200a外泌体处理组降低(0.71±0.09比1.48±0.14, t=4.751, P<0.05),而N-cadherin(1.55±0.12比0.75±0.10, t=11.603, P<0.01)和Vimentin(0.88±0.07比0.37±0.04, t=6.039, P<0.05)表达水平前者较后者更高。Wnt/β-catenin信号通路标志蛋白糖原合成酶激酶3β(GSK3β)表达量在组间差异无统计学意义(0.89±0.21比0.92±0.15, t=0.130, P>0.05),而低表达miR-200a外泌体处理组p-GSK3β、β-catenin和T细胞因子-1(TCF-1)表达水平均高于高表达miR-200a外泌体处理组(1.89±0.17比1.15±0.12, t=4.125, P<0.05;1.32±0.09比0.74±0.15, t=4.962, P<0.05;0.96±0.08比0.38±0.05, t=6.740, P<0.05)。双荧光素酶报告实验显示,野生型β-CTNNB1肾小管上皮细胞中,miR-200a组细胞荧光活性显著低于miR-NC组(0.51±0.07比0.98±0.08, t=13.251, P<0.01),差异有统计学意义。而突变型β-CTNNB1的细胞中,miR-200a组细胞荧光活性与miR-NC组差异无统计学意义(0.94±0.05比0.96±0.07, t=0.247, P>0.05)。 结论:BMMSCs来源外泌体miR-200a通过直接作用β-catenin基因CTNNB1,降低β-catenin表达,抑制Wnt/β-catenin通路激活,从而抑制肾小管上皮细胞EMT过程。
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编辑人员丨2天前
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双基因重组载体预防兔乙醇性股骨头坏死的组织病理学观察
编辑人员丨2天前
目的:观察双基因重组载体预防兔乙醇性股骨头坏死(ONFH)的组织病理学变化。方法:自2018年1月至2019年6月将购自河南省实验动物中心的80只兔采用完全随机化原则分为5组:正常组(N,正常动物,空白对照)、致敏组(H,仅马血清致敏,不给予白酒)、模型组[M,马血清致敏,烈性白酒10 ml/(kg·d)灌胃]、无关序列组[Con,马血清致敏,白酒灌胃,一侧股骨头注入无关序列pGFP-V-RS转染的骨髓间充质干细胞(BMSCs)]、双基因组(S,马血清致敏,白酒灌胃,一侧股骨头内注入双基因重组载体pGFP-V-RS-siPPARγ-exCGRP转染的BMSCs)。实验第4、8周末分批处死动物,观察兔股骨头病理学改变。两样本两组间比较采用 t检验;分类变量数据资料分析采用 χ2检验;数值变量资料统计采用方差分析、组间比较采用最小显著性差异法(LSD)。 结果:实验第8周,S、H组中骨小梁面积分数分别为(40.80±3.16)、(41.20±3.65)%,与正常组[(41.80±3.63)%]比较差异无统计学意义( t=0.588、0.661, P>0.05),明显高于M组[(28.10±2.55)%]、Con组[(28.30±2.65)%],差异均有统计学意义( t=8.846、8.496、8.322、8.089, P<0.01)。S、H、N组中空骨陷窝计数分别为(13.30±1.66)、(13.10±1.63)、(12.30±1.46)%,组间比较差异均无统计学意义( t=0.243、1.279、1.273, P>0.05),明显低于M组[(39.30±3.86)%]、Con组[(39.10±3.65)%],差异均有统计学意义( t=17.502、18.397、17.686、18.397、18.505、19.282, P<0.01)。S、H组中最大脂肪细胞平均直径分别为(42.55±4.16)、(42.53±4.15) μm,与正常组[(41.36±3.85) μm]比较,差异均无统计学意义( t=0.594、0.577, P>0.05),明显低于M组[(52.31±5.26) μm]、Con组[(52.19±5.13) μm],差异均有统计学意义( t=4.116、4.128、4.129、4.141, P<0.01)。M、Con组中出现明显的早期ONFH病理学变化,股骨头软骨下骨区的造血组织显著减少,骨小梁变细稀疏、中断、结构紊乱,骨髓坏死,骨小梁面积分数降低、空骨陷窝显著增多,脂肪细胞增殖肥大,脂肪组织堆积。N组中无这些ONFH病理学改变。S、H组中病理学改变很少,骨组织结构接近于N组。8周时,M、Con组中病理学变化比4周时加重,ONFH发生率为87.5%、87.5%,而S、H、N组中为12.5%、12.5%、0%( χ2=9.833、9.833、12.444、9.833、9.833、12.444, P<0.01),差异有统计学意义。 结论:双基因重组载体能够高效阻止乙醇导致兔ONFH的组织病理学改变,预防乙醇性ONFH的发生,显著优于单一基因的作用。
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编辑人员丨2天前
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激活态雪旺细胞干预骨髓间充质干细胞对大鼠坐骨神经损伤的实验研究
编辑人员丨2天前
目的:探讨激活态雪旺细胞(activated schwann cells,ASCs)干预骨髓间基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)联合异种神经移植体(acellular nerve xenograft,ANX)修复大鼠坐骨神经缺损的效果。方法:取大鼠骨髓腔内BMSCs,另取大鼠的ASCs和普通SCs,行原代培养。将两种细胞置于Transwell培养皿中培养并分成三组:BMSCs组,SCs-BMSCs组及ASCs-BMSCs组。在培养皿中培养后第2、4、6和8天,用CCK-8法检测各组BMSCs生物学活性,通过q-PCR检测各组脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的mRNA表达水平。在无菌条件下制备10 mm坐骨神经缺损的大鼠模型,制作异种神经支架复合体(兔源胫神经)。将SD大鼠分为三组(n=10):ANX+BMSCs组,ANX+SCs-BMSCs组及ANX+ASCs-BMSCs组。将各组细胞打入支架,复合支架培养3 d,移植到大鼠模型中。术后8周通过神经电生理检测各组患肢感觉神经传导速度(sensory nerve conduction velocity,SCV),使用q-PCR检测神经移植体内神经营养因子(BDNF、NGF和bFGF)表达水平,另比较三组模型的下肢患侧/健侧腓肠肌细胞横截面积比恢复率。结果:CCK-8测定发现共培养系统中BMSCs组细胞增殖活性强于单细胞组,第2天和第4天,三组的活性差异无统计学意义( P>0.05),第6天ASCs-BMSCs组增殖活性强于BMSCs组与SCs-BMSCs组,差异有统计学意义( P<0.05),BMSCs组与SCs-BMSCs组之间差异无统计学意义( P>0.05)。通过q-PCR检测BMSCs组中BDNF、NGF及bFGF的mRNA表达最低,ASCs-BMSCs组含量最高( P<0.05)。经8周饲养后的动物实验,通过检测发现,ANX-ASCs-BMSCs组的SCV,ANX内相关神经因子表达量以及ANX-ASCs-BMSCs组的大鼠患侧/健侧腓肠肌肌细胞横截面积均最大。 结论:ASCs能够促进BMSCs的分化增殖;运用ANX-ASCs-BMSCs促进周围神经功能再生。
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编辑人员丨2天前
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温敏性壳聚糖水凝胶支架联合骨髓间充质干细胞治疗兔膝关节软骨缺损
编辑人员丨2天前
目的:制备壳聚糖/Ⅱ型胶原/聚乳酸复合水凝胶支架,以支架为骨髓间充质干细胞载体,评价修复兔膝关节软骨缺损的可行性。方法:将壳聚糖、Ⅱ型胶原、聚乳酸联合β-甘油磷酸钠盐制备复合水凝胶,检测凝胶形成时间、弹性模量及细胞相容性;制作新西兰兔关节软骨缺损模型,分为四组。空白组:正常软骨,未作任何处理;模型组:旷置骨软骨缺损作为对照;凝胶组:单纯以水凝胶填充软骨缺损;凝胶+干细胞组:以骨髓间充质干细胞及水凝胶复合物填充软骨缺损。分别于术后8周取材,根据大体观察及组织染色,比较各组膝关节软骨缺损修复效果。结果:壳聚糖/Ⅱ型胶原/聚乳酸复合溶液在37℃下形成凝胶,成胶时间(7.50±0.41)min,弹性模量(6.96±0.43) kPa;骨髓间充质干细胞在凝胶中具有较好的增殖能力,且软骨分化相关基因的表达明显增高;动物实验大体观察及组织染色结果表明凝胶+干细胞组软骨缺损修复效果明显优于凝胶组及模型组,其新生软骨与正常软骨边界模糊,其内可见软骨细胞,Ⅱ型胶原蛋白含量与正常软骨类似。结论:壳聚糖/Ⅱ型胶原/聚乳酸复合水凝胶支架具有良好的温敏性及细胞相容性,联合骨髓间充质干细胞可有效修复兔膝关节软骨缺损。
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编辑人员丨2天前
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p53和Parkin通过调节线粒体自噬抵抗凋亡和衰老促进干细胞修复股骨头坏死
编辑人员丨2天前
目的:观察肿瘤蛋白p53和帕金森相关蛋白(Parkin)调节线粒体自噬对骨髓间充质干细胞(BMSCs)应激性凋亡和衰老的影响,以及对BMSCs修复早期激素性股骨头坏死(SONFH)的作用。方法:2017年10月至2019年11月,将p53干扰慢病毒和Parkin过表达慢病毒(Lv-Shp53和Lv-Parkin)转染兔BMSCs,用高浓度H 2O 2处理BMSCs 24 h,将其分5组:BMSCs、BMSCs/绿色荧光蛋白(EGFP)、BMSCs/Shp53、BMSCs/Parkin和BMSCs/Parkin/Shp53,检测线粒体自噬、凋亡、β-半乳糖甘酶(β-gal)活性等指标,探明p53和Parkin调节线粒体自噬对BMSCs应激性凋亡和衰老的影响。然后将BMSCs移植修复早期SONFH,分6组:空白对照、XACB、XACB/BMSCs、XACB/BMSCs/Parkin、XACB/BMSCs/Shp53、XACB/BMSCs/Parkin/Shp53,术后4、8和12周,通过苏木精-伊红(HE)、马松(Masson)染色及成骨标志物水平,评估早期SONFH的修复效果。采用单因素方差分析(ANOVA)数据。 结果:在氧化应激条件下,BMSCs、BMSCs/EGFP、BMSCs/Shp53、BMSCs/Parkin和BMSCs/Parkin/Shp53组细胞凋亡率分别为(56.900±4.371)、(58.680±4.926)、(28.683±3.767)、(40.223±4.402)、(11.283±3.945)%,β-gal阳性细胞比率分别为(74.133±5.350)、(81.993±4.012)、(43.453±3.503)、(45.310±5.605)、(19.913±4.224)%,其中BMSCs/Parkin/Shp53组线粒体自噬显著增强,细胞凋亡率和β-gal阳性细胞比率最低,差异均有统计学意义( F=64.204和89.383, P<0.05)。术后4周和8周,XACB/BMSCs/Parkin/Shp53组与空白对照、XACB、XACB/BMSCs、XACB/BMSCs/Parkin、XACB/BMSCs/ Shp53组比较,骨坏死区的新骨组织和骨钙素水平显著增加,但骨坏死区尚未完全修复。术后12周,空白对照、XACB、XACB/BMSCs、XACB/BMSCs/Parkin、XACB/BMSCs/Shp53和XACB/BMSCs/Parkin/Shp53组骨钙素表达量分别为0.060±0.040、0.097±0.031、0.093±0.040、0.213±0.041、0.267±0.059、0.367±0.040,其中XACB/BMSCs/Parkin/ Shp53组,骨坏死区已完全修复,可见成熟骨组织,骨钙素表达最高,差异有统计学意义( F=23.944, P<0.05)。 结论:p53和Parkin调节线粒体自噬可有效抵抗BMSCs应激性凋亡和衰老,能提高BMSCs对早期SONFH的修复作用。
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编辑人员丨2天前
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α-半水硫酸钙/磷酸八钙/RGD多肽复合材料的生物相容性研究
编辑人员丨2天前
目的:将α-半水硫酸钙(α-CSH)、磷酸八钙(OCP)与RGD多肽(RGD)复合,探究该复合材料的生物相容性。方法:制备材料浸提液备用并作为实验组,α-CSH组、α-CSH/OCP组、α-CSH/OCP/RGD组。CCK-8实验将材料浸提液与前期实验保存的第3代新西兰大白兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)共培养,以完全培养液、0.64%苯酚溶液作为阴性及阳性对照,使用细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖状态,评估材料的细胞毒性。急性毒性实验:将材料浸提液注入购自武汉万千佳兴生物科技有限公司的MK小鼠(6个月龄,18~22 g)腹腔内,以生理盐水作为阴性对照,通过观察小鼠的生物学行为及死亡情况评估材料的急性毒性作用。皮内刺激实验将材料浸提液注入新西兰大白兔(3个月龄,2.0~2.5 kg)背部脊柱两侧皮肤,以生理盐水为阴性对照,通过观察注射部位皮肤出现红斑、水肿的情况评估材料的皮内刺激反应。以P<0.05为差异有统计学意义。结果:CCK-8实验中α-CSH组1、3、5、7 d时BMSCs的相对增殖率(RGR)分别为85.87%、91.49%、91.30%、91.20%;α-CSH/OCP组分别为86.99%、92.53%、94.11%、89.98%;α-CSH/OCP/RGD组分别为91.45%、97.40%、97.66%、95.10%,3种材料浸提液共培养的BMSCs的RGR均>80%,按照细胞毒性分级其为0~1级,说明材料无细胞毒性。急性毒性实验中各组实验小鼠术后一般情况、行为活动、神经反应方面均未见异常,说明材料无急性毒性作用。皮内刺激实验中α-CSH组、α-CSH/OCP组、α-CSH/OCP/RGD组材料的原发刺激指数(PII)分别为0.125、0.250、0,均在0.0~0.4范围内,其反应类型为极轻微型。结论:α-CSH/OCP/RGD多肽复合材料具有良好的生物相容性。
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编辑人员丨2天前
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聚乳酸羟基乙酸共聚物支架负载骨髓间充质干细胞修复兔半月板缺损
编辑人员丨2天前
目的:探讨聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)支架复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)修复半月板缺损的效果。方法:提取兔BMSCs并体外扩增,载入PLGA支架。12只兔随机分为3组,构建单侧膝关节半月板缺损模型,分别对缺损采取旷置(模型组)、植入PLGA支架(PLGA组)或PLGA/BMSCs(PLGA/BMSCs组)的处理,以对侧未造损膝关节的半月板为对照组。术后12周采集半月板样本,进行大体观察、二甲基亚甲基蓝(DMMB)染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及酶联免疫吸附试验(ELISA),以评估半月板修复效果。结果:与模型组比较,PLGA组和PLGA/BMSCs组在大体观察中显示出更饱满的缺损填充;该2组的修复组织在DMMB染色中也显现更高的蛋白多糖含量,尤其是PLGA/BMSCs组的蛋白多糖填充更为致密。3个干预组修复组织的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色强度均高于对照组。ELISA显示,PLGA/BMSCs组的Ⅱ型胶原表达(5.216±0.345)均显著高于对照组(4.409±0.284)和PLGA组(4.498±0.452, F=7.093, P<0.05)。 结论:在半月板缺损植入PLGA支架可以促进修复组织填充缺损;PLGA支架可以支持BMSCs的纤维软骨分化,而植入PLGA/BMSCs构建体较PLGA支架更加有助于进一步增进半月板修复组织中蛋白聚糖和Ⅱ型胶原组分的生成。
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编辑人员丨2天前
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导航模板注射锂基生物玻璃水凝胶修复股骨头坏死的效应研究
编辑人员丨2024/3/16
目的 (1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能.(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏死的作用.方法 利用明胶和甲基丙烯酸酐制备了甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)及锂基生物玻璃水凝胶(GelMA and Li-mesoporous bioglass,GM/M-Li).扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行表征分析;同时,通过细胞活/死染色、细胞增殖实验(cell counting kit-8,CCK-8)及细胞形态观察评估材料的生物相容性;另外,使用免疫荧光染色、碱性磷酸酯酶染色、茜素红染色、成血管实验、油红O染色评估材料的成骨分化能力、成血管能力和抑制脂肪生成的能力.体内成功建立了兔股骨头坏死模型,利用3D导航模板联合髓芯减压术将坏死骨去除后填充GM/M-Li水凝胶.通过苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、油红O染色、免疫组化染色验证其成骨、成血管和抑制脂肪生成能力.结果 SEM结果显示GM/M-Li水凝胶材料为三维多孔的结构;TEM结果表明,M-Li材料为纳米级别;离子释放实验证明了 GM/M-Li水凝胶中的锂元素,同时具有缓释作用;细胞活/死染色、CCK-8证明了 GM/M-Li水凝胶材料具有良好的生物相容性;体外成骨、成血管、抑制脂肪生成实验证实,材料中锂离子的释放有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉血管内皮细胞的小管形成,抑制了脂肪前体细胞的脂肪形成.体内HE染色和免疫荧光验证了 GM/M-Li水凝胶有效促进了骨组织、血管再生;通过油红O染色验证了 GM/M-Li水凝胶的抑制脂肪能力.结论 利用3D打印技术制作导航模板,将GM/M-Li精确注入股骨头坏死病灶区域和清除病灶.因GM/M-Li水凝胶具有良好的生物相容性,其可通过调节骨髓间充质干细胞成骨方向分化,促进股骨头坏死中骨缺损的重建,同时促进了血管的生成,减少脂肪细胞的浸润.
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编辑人员丨2024/3/16
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氧化石墨烯气凝胶促进兔骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化
编辑人员丨2024/3/16
目的:研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)气凝胶对兔骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及成骨分化的影响.方法:组织块法培养新西兰大白兔下颌骨圆形骨片获得细胞,免疫荧光检测干细胞标记物CD44 以及BMSCs标记物CD90 表达.将培养所得细胞分别接种于 96 孔板、明胶海绵(gelatin sponge,GS)、GO气凝胶支架,通过CCK-8检测接种第 1~3 天 96 孔板(空白组)、GS组、GO组细胞OD值.经成骨诱导 7 d后,细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性检测.制备新西兰大白兔双侧下颌骨颊侧骨壁圆形骨缺损模型,分成空白组(单纯使缺损区内血液充盈)、骨粉组(缺损区充填Bio-Oss骨粉)、支架组(缺损区充填GO气凝胶支架).于 3 个月后,X线片及CBCT观察 3 组缺损区骨生成情况,制备组织切片经HE染色后进行组织学观察.结果:组织块法培养所得第 3 代细胞CD44 和CD90 均阳性,证实为BMSCs.GO支架和GS支架均可促进BMSCs增殖、向成骨细胞分化,且GO支架优于GS支架.动物实验结果显示,GO支架与骨粉组缺损区域的成骨效果均优于空白组,GO支架的成骨效果优于骨粉组.HE染色结果显示,GO支架组和骨粉组新生骨均能与缺损区边缘相连续,而GO支架对骨缺损边缘修复的效果更佳.结论:GO气凝胶可促进BMSCs的增殖和向成骨分化,能够促进骨缺损区新骨生成,是较好的组织工程支架材料.
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编辑人员丨2024/3/16
