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目的:(1)验证介导CXCR4的慢病毒转染骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)后BMSCs表达CXCR4增加;(2)检测CXCR4+-BMSCs向基质细胞衍生因子l(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)的定向趋化能力;(3)构建SDF-1/I型胶原/壳聚糖复合膜,检测膜的表征、溶胀率、生物相容性、缓控释放SDF-1;(4)构建山羊胫骨缺损模型,通过将SDF-1/I型胶原/壳聚糖复合膜复合于组织工程骨中,观察结合CXCR4+-BMSCs及BMP-2促进大段骨缺损修复的效果,为最终治疗大段骨缺损提供一种治疗上的可能。方法:(1)全骨髓贴壁法分离培养山羊BMSCs,并通过成骨、成脂、成软骨多方诱导,并进行相应染色鉴定;从形态学角度观察细胞形态,活死细胞染色液染色传三代细胞,DAPI液染色细胞核;将介导CXCR4的慢病毒载体转染BMSCs,并通过荧光及蛋白的表达来验证转染效果;(2)通过Transwell实验来验证CXCR4+-BMSCs向SDF-1趋化能力强于BMSCs;(3)利用冷冻干燥法制备SDF-1/I型胶原/壳聚糖引导膜,通过扫描电镜观察其表征并检测溶胀率;使用含有溶酶菌的PBS液模仿体内酶降解生物膜,用ELISA试剂盒检测不同时间点的SDF-1浓度;用MTS法检测SDF-1引导膜对三组细胞增殖、分化的影响;(4)采用介入微循环系统构建山羊胫骨大段骨缺损模型,并利用此动物模型,给予灌注CXCR4+-BMSCs及BMP治疗,观察山羊一般情况并利用影像学观测胫骨修复的变化。(5)数据表示为平均数±标准差,采用SPSS 19.0软件分析统计,组间两比较采用Student-Newman-Keuls检验,各组间差异使用单因素方差分析,p<0.05为有统计学意义。结果:(1)BMSCs在活死细胞染色液染色后全部呈现良好活性,绿色荧光强,DAPI染色后的细胞核形态良好,未见明显凋亡,CXCR4基因转染的传三代BMSCs表达CXCR4水平较转染前明显升高;(2)Transwell实验表明CXCR4+-BMSCs对SDF-l的趋化能力比BMSCs明显升高(p<0.05);(3)成功制备SDF-1/I型胶原/壳聚糖复合膜,复合膜呈疏松多孔的海绵状,溶胀率98%,平均孔径分别为(131±12)um;复合膜在含溶菌酶的PBS中可缓慢而持久地释放SDF-1;复合膜用于培养BMSCs,可以保持细胞增殖状态,电镜及能谱扫描下可观察到增殖分裂的细胞;(4)成功构建介入微循环系统修复山羊胫骨大段骨缺损模型,山羊行走、奔跑功能恢复良好,影像学可见上下骨痂相连紧密,组织工程骨大部分吸收。结论:(1)介导CXCR4的慢病毒载体能顺利转染通过全骨髓贴壁法分离培养的山羊BMSC,使其CXCR4过表达,并明显提高CXCR4+-BMSCs向SDF-1趋化的能力;(2)SDF-1/I型胶原/壳聚糖复合膜可体外降解并缓慢释放SDF-1,生物相容性良好;(3)介入微循环系统结合膜缓控释给药系统及组织工程骨修复山羊胫骨大段骨缺损可以取得良好的效果,是一种修复骨缺损的新方法。