《血管化與成骨細胞膜片複合構建組織工程骨膜的研究》是依託蘭州大學，由任利玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：血管化與成骨細胞膜片複合構建組織工程骨膜的研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：任利玲
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
各種原因導致的骨缺損是臨床常見問題。骨膜在骨組織再生中發揮重要作用，組織工程骨膜有望促進骨修復重建, 但目前構建的工程化骨膜仍存在許多不足。我們前期研究表明：改良方法獲得的骨髓基質幹細胞膜片（有多層細胞組成且保留了細胞外基質等結構）可作為細胞釋放載體賦予骨替代材料生物活性並促進骨再生。然而由於缺乏血管供給，材料內部成骨仍較少。我們構想：將預血管化與成骨預分化的成體幹細胞膜片複合，體外構建具有微血管網的仿生骨膜，既能提供成骨細胞又能促進與宿主血管的快速吻合加速骨修復再生。因此，本項目擬通過體內外研究探索基於細胞膜片技術構建三維仿生的無支架組織工程骨膜的可行性，進一步揭示預血管化組織工程骨膜與支架材料組合促進骨再生的機理，以期探索構建組織工程骨膜的新策略。研究成果有望為臨床大型骨缺損修復治療提供新思路。
結題摘要
骨膜在骨組織再生修復中發揮重要作用。本項目擬通過體內外研究探索基於細胞膜片技術構建三維仿生無支架組織工程骨膜的可行性, 為臨床實現骨缺損修復提供新的思路。本項目自2013年立項以來,按照計畫書,主要完成了以下幾部分的研究:1、基於人BMSCs和臍靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)構建三維結構預血管化細胞膜片的實驗研究 ;2、兼具成血管成骨特徵的仿生骨膜的構建及體內外成骨效能研究。3、基於兔骨髓間充質幹細胞 (Bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)預血管化細胞膜片的體外構建。4. 完全基於大鼠BMSCs構建無支架組織工程血管化骨並修復大鼠顱骨臨界骨缺損的實驗研究；5. 完全基於大鼠BMSCs構建的仿生骨膜在體內成骨效能研究；6.內皮細胞與幹細胞膜片共培養成血管機理的研究。通過以上研究,獲得如下結果:1、內皮細胞在未分化骨髓間充質幹細胞膜片上共培養, 可以形成預血管化網路結構的細胞膜片。將此膜片摺疊形成三維結構組織後植入體內,發現植入組織內血管密度增加,且體外預成血管可以與宿主血管在體內發生吻合,形成功能化血管網。此結果為工程化血管組織構建提供了新方法;2、內皮細胞接種於未分化MSC膜片共培養,再和成骨分化MSC膜片組合,可以構建兼具成血管、成骨特徵的組織工程骨膜。該仿生骨膜與外源性骨替代材料 羥基磷灰石複合,植入體內發現體外構建的仿生骨膜不僅可以促進支架材料的血管化, 同時也提高了其成骨潛能,有望構建同時具有成血管、成骨特徵的組織工程骨。3.骨髓間充質幹細胞誘導形成的內皮樣細胞與幹細胞膜片共培養能夠形成血管網路結構，與成骨膜片複合構建的仿生骨膜在體內的成骨效能與自體骨膜相類似。此結果為臨床骨缺損修復提供了新的研究思路。4. 不同的基質微環境對內皮細胞成血管具有不同的作用，成骨膜片更有利於內皮細胞的遷移並形成血管網路結構；膜型基質金屬蛋白酶1（MT1-MMP）在預血管化膜片形成過程中，對細胞外基質的重建和細胞外基質調節血管網形成中起到了關鍵的作用。
