刘翔宇 1,2,3 , 王照东 1,3 , 徐陈 1,3 , 官建中 1,3 , 魏帮国 1,2,3 , 刘亚军 1,3
  • 1. 蚌埠医学院第一附属医院骨科(安徽蚌埠 233000);
  • 2. 蚌埠医学院(安徽蚌埠 233000);
  • 3. 组织移植安徽省重点实验室(安徽蚌埠 233000);
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目的 通过外源性 TGF-β1 加载修饰甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)水凝胶,制备可修复 SD 大鼠颅骨缺损的骨组织工程支架。方法 首先制备含浓度为 0、150、300、600、900、1 200 ng/mL 外源性 TGF-β1 的 GelMA 水凝胶复合支架(分别设为 A、B、C、D、E、F 组),运用细胞计数试剂盒 8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测培养 1、4、7 d 各组支架对 SD 大鼠 BMSCs 增殖活性的影响;通过 ALP 染色、茜素红染色、骨钙素(osteocalcin,OCN)免疫荧光染色及 Western blot 检测探究对 BMSCs 成骨分化的影响,筛选最适浓度的 TGF-β1/GelMA 水凝胶支架。取 36 只 8 周龄 SD 大鼠制备 5 mm 直径颅骨骨缺损模型后随机均分为 3 组,分别为对照组、GelMA 组和 GelMA+TGF-β1 组(采用最适浓度 TGF-β1/GelMA 水凝胶支架),术后 4、8 周分别处死大鼠行 micro-CT、HE 染色和 OCN 免疫组织化学染色观察颅骨缺损修复效果。结果 CCK-8 法检测示各组 TGF-β1/GelMA 水凝胶支架对 BMSCs 增殖均有促进作用,D 组作用最强,细胞活性显著高于其余各组(P<0.05)。ALP 染色、茜素红染色、OCN 免疫荧光染色和 Western blot 检测结果表明,D 组 BMSCs 的 ALP 阳性面积百分比、茜素红阳性面积百分比、ALP 和 OCN 蛋白相对表达量均显著高于其余各组(P<0.05),成骨作用最强。因此体外实验筛选出 TGF-β1/GelMA 水凝胶支架最适浓度为 600 ng/mL。大鼠颅骨缺损修复实验 micro-CT、HE 染色和 OCN 免疫组织化学染色示,术后 4、8 周,TGF-β1+GelMA 组新生骨质最多,新生骨组织和骨体积/组织体积比值均显著高于 GelMA 组和对照组(P<0.05)。结论 浓度为 600 ng/mL 的 TGF-β1/GelMA 水凝胶支架具有促 BMSCs 成骨分化作用,能够显著促进颅骨缺损部位骨再生,可作为生物活性材料应用于骨组织再生。

引用本文: 刘翔宇, 王照东, 徐陈, 官建中, 魏帮国, 刘亚军. 载外源性 TGF-β1 甲基丙烯酰化明胶复合支架促进颅骨缺损修复实验研究. 中国修复重建外科杂志, 2021, 35(7): 904-912. doi: 10.7507/1002-1892.202102008 复制

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