原位构建具有自身血管化潜能组织工程骨的实验研究

近年来，多项研究表明：决定和制约组织工程骨修复骨缺损效果的关键因素之一是体内血管化的速度与程度，如何提高组织工程骨血管化潜能是骨再生研究中亟待解决的问题。本研究依据组织工程骨血管形成及骨组织再生机理，拟将脂肪干细胞经成骨向、成血管内皮向诱导分化后，与富集多种生长因子的富血小板血浆共包埋于藻酸盐微球内，建立具有生长因子缓释和保持种子细胞活性的共包埋微球体系，复合微球通过与磷酸钙骨水泥粉液剂混合，构建可原位固化并具有自身血管化潜能的组织工程骨。通过体外降解及生长因子释放动力学研究，考察材料的降解情况及生长因子缓释效果；分别通过成骨相关基因、蛋白鉴定以及成血管化检测，探索材料促进成骨及成血管机制；建立兔颅顶缺损模型，采用Micro-CT、原位杂交、免疫组化等观察该组织工程骨体内促进成骨及成血管的能力。本研究不仅为组织工程骨的设计提供新思路，而且对于组织工程血管化的进一步研究也具有重要意义。

骨组织工程是骨再生研究的前沿和热点，是近年来最有效的硬组织缺损修复技术。组织工程骨在植入机体后，应尽快发生血管化，以获得营养并维持其活力，从而充分发挥其修复骨缺损、重建局部功能的作用。研究表明，决定和制约组织工程骨修复骨缺损效果的关键因素之一是体内血管化的速度与程度。因此如何提高组织工程骨血管化潜能是骨再生研究中亟待解决的问题。本研究利用静电造粒法制备了富血小板血浆-脂肪干细胞-藻酸盐微球体系，该体系具有良好的细胞相容性，藻酸盐微球对于富血小板血浆中生长因子的释放具有缓释效应，从而可延长富血小板血浆局部有效作用时间，改善局部应用效果。复合的富血小板血浆不仅有利于细胞活性的维持，还可促进包埋细胞自微球内部向微球表面的迁徙和增殖。这表明，富血小板血浆-脂肪干细胞-藻酸盐微球不仅可作为一种干细胞和生长因子的承载工具，更有可能在体内释放被包埋细胞，从而使这部分细胞积极参与组织再生的过程中。通过与磷酸钙骨水泥粉液剂混合，体内实验证实了该体系的骨诱导性和促血管新生的能力。这表明该体系作为一种可注射组织工程骨具有应用前景。本研究不仅为组织工程骨的设计提供新思路，而且对组织工程血管化研究领域也具有重要意义。