ADSCs复合PRF修复家兔耳软骨缺损的实验研究

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【背景】根据国家疾控中心的不完全统计,因疾病和外伤导致的软骨缺损发生率约为1.5%-3%,随着运动意识的提高,以及交通等意外事故的增加,其发生率逐年递增。虽然目前也有许多治疗软骨缺损的方法,如自体软骨移植、异体软骨移植以及人工合成生物材料等,但总是不太理想,要么取材不便,要么不易操作,并且花费太大。组织工程为软骨损伤修复提供了新的选择,操作方便、安全有效、经济实惠的软骨缺损修复方法正在被广泛研究与探索。本课题就是以方便、安全、有效、经济为宗旨,尝试将未诱导的自体或异体ADSCs与PRF复合作为一种软骨修复材料,研究其对家兔耳软骨全层缺损的修复作用,为以后组织工程软骨的进一步研究打下基础。【目的】将未诱导的自体或异体脂肪干细胞(ADSCs)与富血小板纤维蛋白(PRF)复合,作为一种全新的软骨修复材料,探讨其对家兔耳软骨全层缺损修复的可行性,并检测其免疫排斥反应。【方法】1、采用组织分离培养法从家兔背部脂肪中获取ADSCs进行培养,将获得的细胞进行HE染色、成脂肪及成骨诱导培养,并使用FCM对干细胞分子表型进行鉴定,最后将目标细胞进行大量的体外培养,供移植使用。2、制备家兔PRF,并与培养的ADSCs复合作为一种软骨缺损修复材料备用。3、建立软骨缺损动物模型。在家兔耳廓做出一个软骨全层缺损的创伤,使用ADSCs与PRF复合物移植修复,通过大体观察与组织学观察(HE和阿尔新兰染色)的方法观察软骨缺损的修复情况。4、实验分组。取家兔30只,于每只家兔耳部做4处软骨全层缺损,随机分为6组,A组,作为空白对照;B组植入自体ADSCs;C组植入异体ADSCs;D组植入自体PRF;E组植入自体ADSCs与PRF的复合物;F组植入异体ADSCs与PRF的复合物。分别于术后1月、2月、3月取材,进行大体、HE染色及阿尔新兰染色观察,并使用IPP6.0软件对软骨生成量进行半定量分析。5、免疫学检测。分别取实验前和实验后1w、2w、4w、3月的家兔全血和血浆,流式细胞仪进行外周血淋巴细胞CD4和CD8亚群的检测,ELISA法测定血浆中IL-2和IL-4的水平。6、统计学分析。所有数据使用SPSS16.0软件统计分析处理,计量资料以均数±标准差(X±SD)形式表示,多个样本均数比较用方差分析,两两比较采用SNK-q检验,检验水准α值取双侧0.05.【结果】1、该实验分离获取培养的ADSCs形态呈现为长梭形,自我更新和增殖能力强,表达脂肪干细胞特异性的表面抗原CD29,其阳性表达率为(91.2±2.9)%,而CD31阴性表达,表达率为(2.9±1.5)%,且可向成脂和成骨的方向分化,其生物学特性稳定。2、制备的PRF形态良好,质地韧,有弹性,易于进行移植实验。3、动物模型成功建立。大体观察,HE和阿尔新兰染色均显示,模型建立3个月后软骨缺损区无新生软骨形成,表明软骨缺损动物模型成功建立。4、移植后效果观察结果。大体及组织学观察显示,3月后,A组无新生软骨生成,软骨缺损无修复迹象;B组和C组在缺损区边缘均可见到少量的新生软骨组织,但缺损区仍很明显,与空白对照组相似;D组,大体观察见缺损区有一层膜状物形成,组织学观察见新生软骨组织较多,对缺损有一定的修复作用;E组和F组,可见缺损区被新生软骨组织覆盖,表面光滑,与周围软骨组织融合一致,修复效果最佳。IPP6.0统计结果显示,移植物植入3月后,A组软骨缺损修复率为(1.68±0.17)%, B组为(15.9±0.87)%、C组为(15.4±0.91.)%,D组为(32.0±2.76)%,E组为(87.59±3.21)%、F组为(85.77±4.88)%。SPSS16.0统计分析结果,B组与C组之间(P>0.05)、E组与F组之间(P>0.05),组间无统计学差异,可以认为自体ADSCs组与异体ADSCs组两组之间的修复效果无差异,自体ADSCs复合PRF组与异体ADSCs复合PRF组两组之间的修复效果无差异;空白对照组、ADSCs组、PRF组、ADSCs复合PRF组,各组间(P<0.01),均有统计学差异,表明四组间修复效果均存在显著性差异。5、免疫学检测结果显示,异体ADSCs参与的组织修复实验中,实验动物在修复材料植入前与植入后测得的淋巴细胞CD4和CD8亚群、CD4/CD8比值和IL-2、IL-4的值,在不同时间点所测值的变化无统计学差异(P>0.05);HE染色结果同样显示:异体ADSCs植入区的组织中并无淋巴细胞浸润,均表明异体ADSCs的植入没有引起明显的免疫排斥反应。【结论】1.该实验培养获取的细胞确为ADSCs,具有自我增殖能力,并有多向分化潜能,可以作为组织工程的种子细胞来源。2.该实验动物模型易于操作,便于观察,是一种理想的软骨缺损实验动物模型。3.自体或异体ADSCs复合PRF均能够有效的修复家兔耳软骨全层缺损,且二者的修复效果没有差异。4.异体ADSCs移植不会引起明显的免疫排斥反应。
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