人脂肪间充质干细胞与生物材料共混物三维打印体的体内成骨

• 作者: 吕培军 孙玉春 宋杨 王宇光 王晓飞
• 来源期刊: 北京大学学报医学版
• 关键词: 骨生成 打印,三维 间充质干细胞 脂肪组织 生物相容性材料
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 45-50
• 页数: 6页
• 分类号: R329.471
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-167X.2016.01.008

摘要

目的：构建人脂肪间充质干细胞（human adipose-derived mesenchymal stem cells，hASCs）-生物材料共混物三维生物打印体，检测其体内成骨能力，初步建立将细胞共混物三维生物打印技术应用于体内成骨的技术路线。方法：以P4代hASCs作为种子细胞，进行成骨向诱导，并采用碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）染色和茜素红矿化结节染色检测其成骨向分化的能力。将种子细胞加入20 g／L海藻酸钠和80 g／L明胶混合物（细胞密度约为1×106个／mL），采用Bioplotter三维生物打印机（德国Envision公司）进行打印，获得细胞-海藻酸钠-明胶共混物打印体，采用活-死细胞双荧光染色法观察打印体中细胞存活率，随后对打印体进行1周成骨诱导培养，作为实验组；另打印不含细胞、只含海藻酸钠-明胶溶胶的三维打印体作为对照组。将实验组和对照组打印体植入裸鼠背部皮下，于植入后6周取出样本，采用苏木精-伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色、马松（Masson）三色法染色、免疫组织化学染色和Inveon微型CT（Micro CT）检测打印体样本的成骨情况。结果：打印体中细胞存活率达89％±2％，打印体植入6周后取出，对照组植入打印体大部分发生降解，形态不规则，为无定型凝胶状，而实验组打印体基本保持原有大小，质地坚韧。HE染色和马松三色法染色结果显示，植入6周后，实验组打印体中有类骨组织形成，并有血管长入；免疫组织化学染色结果显示，骨钙素抗体表达成阳性；Micro CT结果显示，实验组密度较高，新生骨容积为18％±1％。结论：hASCs共混物三维生物打印体可在裸鼠体内异位成骨，细胞共混物三维生物打印技术应用于体内成骨的技术路线是可行的。