3D干细胞微载体修复兔膝关节软骨缺损的实验研究

来源：中华骨科杂志2020年第14期北京时间：

作者：邢丹,刘伟,赵昱,李晖,林剑浩

单位：北京大学人民医院,清华大学医学院,北京大学人民医院,北京大学人民医院,北京大学人民医院

摘要：目的 利用3D TableTrix 干细胞微载体培养脐带来源间充质干细胞（Umbilical cord mesenchymal stem cells，UC-MSCs），并进一步评价其修复兔膝关节软骨缺损的效果。 方法 将UC-MSCs在3D TableTrix 体系中培养7 d后，评价细胞活力并通过细胞形态观察、三向分化以及流式细胞术进行干细胞鉴定。通过植入裸鼠皮下进行病理组织学观察，进一步评价3D TableTrix 体系的生物安全性。将12只新西兰大白兔制作双膝关节股骨滑车软骨缺损模型，后随机分为两组：对照组，不予任何治疗；UC-MSCs组，置于载有UC-MSCs的3D TableTrix （UC-MSCs组）。于术后3、6个月分别取材，进行大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、Masson染色并对比观察，并依照国际软骨修复协会（International Cartilage Repair Society，ICRS）大体观和组织学评分对再生组织的进行定量评价。 结果 UC-MSCs在3D TableTrix 体系中存活良好，培养7 d后活死染色未见明显死细胞，且在三维支架内部实现了明显增殖。将细胞消化后进行鉴定，证实细胞保持了其作为干细胞的特征。裸鼠皮下植入28 d后，见团块形成，外有纤维包膜包裹。HE染色可见3D TableTrix 支架结构完整并有新生血管长入。在体内研究中，将3D TableTrix 填充软骨缺损区域，经过3个月和6个月的观察，显示UC-MSCs组的软骨修复效果优于对照组，且3个月及6个月的ICRS大体观评分分别为（8.50±0.58）分和（11.25±0.96）分，高于对照组（4.50±0.58）分和（8.75±0.50）分，差异均有统计意义（ <0.05）；3个月及6个月的组织学评分分别为（11.00±2.16）分和（17.00±0.82）分，亦高于对照组的（5.25±0.50）分和（11.25±0.96）分，差异有统计学意义（ <0.05）。 结论 3D TableTrix 干细胞微载体为干细胞培养提供了理想的微环境，并可以用于软骨缺损的治疗。

关键词：间质干细胞;软骨，关节;动物实验

基金资助：国家自然科学基金81973606