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目的 将有促软骨细胞增值作用的成纤维细胞生长因子(bFGF)与用胶原和卵磷脂包埋的壳聚糖支架有机结合,探索组织工程合适载体,了解成纤维细胞生长因子对体外培养的壳聚糖-软骨细胞复合物中软骨细胞的作用,为关节软骨缺损的修复提供实验依据。 实验材料 1.主要仪器:超净工作台,二氧化碳细胞孵育箱,光学显微镜、Olympus倒置相差显微镜及照相系统、电镜,培养瓶,96孔培养板,显微手术器械等。 2.主要试剂:高糖型DMEM培养基,rhbFGF,壳聚糖,卵磷脂,胶原,胎牛血清,Ⅱ型胶原酶,胰蛋白酶,免疫组化试剂盒,即用型SABC,Ⅱ型胶原抗体,DAB显色液,Mtt液等。 3.实验动物:4周龄日本大耳白兔。 实验方法 无菌条件下分离1只4周龄日本大耳白兔的双后肢长骨,切取双股骨髁透明软骨,切成约0.5-1mm3大小碎块,Ⅱ型胶原酶消化3.5小时,吹打,离心,清洗,收集关节软骨细胞,以3.0×105/瓶种植于50ml培养瓶,加入DMEM培养液3ml,于培养箱内37℃、5%CO2条件下培养。90%融合时胰酶传代,于第12天收集第二代软骨细胞,制成浓度为5.0×107/ml细胞悬液;将多孔壳聚糖载体膜用环钻制成直径为7.0mm的圆形,浸于PBS中高压后,于无菌的卵磷脂无水乙醇液及胶原包埋24小时后置无菌操作台内自然干燥,将细胞悬液100ul均匀滴加到实验组、对照组的多孔壳聚糖三维支架上,培养箱内静置2小时后,移人96孔板,每孔一个,加入DMEM培养液200ul,每日换液。实验组培养液中加入bFGF,浓度为10ng/ml,对照组培养液不加入bFGF,其余培养条件相同。实验结果 1.大体及显微镜观察 接种细胞悬液后,支架迅速膨胀变大,体积变为原来的4倍左右,细胞呈圆形、类圆形附于支架上。随着培养时间的延长,细胞逐渐布满整个支架空隙,并有基质分泌,细胞被包埋于其分泌的基质中,大多数细胞轮廓不清,软骨细胞一壳聚糖支架复合物透光度逐渐降低;通过分泌的基质,细胞与细胞,细胞与支架之间紧密结合,形成一个牢固的整体。 2.HE染色 第二、四周组织HE染色显示支架表面及内部细胞大部分呈圆形或多角形,胞浆淡染,胞核蓝染,壳聚糖支架不规则网带状红染。随着培养时间的延长,支架内细胞量逐渐增多。实验组细胞数明显多于对照组。 3.电镜观察 见培养第三周支架表面与间隙间有形态不规则的细胞,表面有突起的伪足和分泌的基质,基质量少;第五周时明显可见细胞被包埋在其所分泌的基质中,细胞形状不规则,基质分泌多,细胞之间通过细胞突起和细胞外基质相互连接,并与支架结合紧密。实验组与对照组细胞密度及分泌物的量有差别,实验组钻附的细胞较对照组多 4.11型胶原免疫组化检测 免疫组化显示,各时相点细胞一支架复合物n型胶原均呈阳性,2周-4周阳性着色较强。相同时相点,实验组阳性表现明显强于对照组。 5.统计学分析 Mtt检测及统计学分析显示,第二周、第四周时实验组、对照组组内及实验组与对照组组间吸光密度值(OD)均有显著差异(P<0.01)。结论 (1)本实验证实了卵磷脂和胶原包埋后的壳聚糖支架,其有更好的亲水性和细胞吸附性,有利于细胞附着、生长、增殖。 (2) bFGF不仅在软骨细胞体外培养过程中有促增殖作用,在组织工程软骨体外培养过程中同样具有促进软骨细胞增殖的作用。