OECs体外血管化DBM的血管与宿主血管融合机制研究

Large bone defects treatment is still a major problem in clinic. Tissue engineering technology has brought hope to solve this problem. The rapid vascularization of large volume scaffold of bone tissue engineering is still a major obstacle.OECs can promote vascularization in vivo, and have strong tube formation and vasculogenesis capacity in vitro. Bone scaffold was prevascularized by autologous OECs in vitro, then this prevascularized scaffold implant in the body to accelerate angiogenesis in vivo that may be a viable method to solve the vascularization of bone tissue engineering. Then whether the blood vessel of scaffold constructed in vitro can integrate(inosculate) with blood vessels in vivo will be a key scientific issues On the basis of the research of bone defect repairing and vascularization of DBM, we assume to prevascularize a large volume of DBM with bone marrow-derived OECs by dynamic perfusion culture..Futhermore we want to research the inosculation mechanism of host blood vessels with blood vessel of DBM that were prevascularized by OECs in vitro through animal model. This research will provide a theoretical basis for the further development of the vascularization of bone tissue engineering, and create conditions to repair large bone defects.

大段骨缺损治疗仍是骨科的一大难题，组织工程为解决骨缺损治疗中移植骨来源缺乏的难题带来了希望，大体积的组织工程骨早期快速血管化是目前组织工程构建的一大障碍。OECs能在体内促进组织的血管生成，在体外培养时具备较强的体外成小管能力和血管生成能力。自体OECs在体外将骨支架预先血管化，再将预先血管化的支架植入体内加速体内血管生成可能是解决骨组织工程血管化的一个可行方法。但体外血管化的骨组织工程支架能否同体内血管融合（inosculation）成为一个关键的科学问题。为此本课题在脱钙骨基质支架血管化及骨缺损修复重建研究的基础上，研究将骨髓来源OECs动态灌注培养来体外血管化较大体积脱细胞骨支架，进一步利用动物模型研究OECs在骨组织工程支架体外所构建血管与宿主血管融合机制，将为未来应用及制备生物学性能更优越的骨组织工程产品提供理论依据，对骨组织工程血管化的进一步发展及大段骨缺损或损伤治疗创造条件。

大段骨缺损或骨坏死治疗仍是骨科的一大难题，大体积的组织工程骨早期快速血管化是目前组织工程构建的一大障碍，本课题组认为OECs能在体外血管化，体外血管化的支架植入体内加速融合体内血管可能是解决骨组织工程血管化的一个可行方法。项目获得批准后，项目负责人积极组织项目组成员进行开题论证，并按照计划书内容进行分工。截止2017年12月份，已经按计划完成任务书所有研究内容，取得研究成果包括：⑴完成人外周血OECs的分离、培养、增殖、鉴定及eGFP-OECs稳定转染细胞株的筛选；⑵完成内皮祖细胞体外的动态灌注培养系统的设计、组装并改良；⑶通过动态灌注系统给予脱钙骨基质上晚期内皮祖细胞持续不断的流体剪切应力，明确了其促进晚期内皮祖细胞在脱钙骨基质上的铺展粘附、增殖、向成熟内皮细胞分化和基质孔隙中三维成管，促进脱钙骨基质体外预血管化的相关机制；⑷建立裸鼠背部血管化动态观察窗，结合尾静脉注射德克萨斯红标记的右旋糖酐标记血浆，与单纯观察窗模型微血管观察比较，记录微血管开始显影时间，最佳观测时间及显影持续时间；⑸完成裸鼠背部血管化动态观察窗中植入静态培养和动态灌注培养的OECs-DBM支架，分别在植入后动态观察并计数支架边缘长入血管数量，通过光密度值来反映支架获得的血液灌注量。最后行组织学观察，荧光细胞的分布及其与受体血管融合情况；⑹利用数字化设计 3D 打印技术制作手术导航模板，结合液氮冷冻技术，精确定位并制作犬股骨头坏死模型，将双相磷酸钙陶瓷材料用于股骨头坏死动物模型的治疗，并探讨该技术的可行性；⑺探讨数字化技术重建及测定股骨头坏死体积的可行性。⑻探讨数字化设计结合3D 打印技术制备的导航模板应用于治疗股骨头缺血性坏死的可行性，并观察早期疗效。