镁合金支架复合bmscs体外构建软骨的初步研究

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1、上海交通大学硕士学位论文镁合金支架复合BMSCs体外构建软骨的初步研究学科专业：外科学（骨外科）作者姓名：张尧指导教师：何耀华教授答辩日期：2015年04月30日研究方向：运动医学与生物材料申请学位级别:科研型硕士学位培养单位：上海交通大学附属第六人民医院资助项目：国家自然基金[81271961]上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本

2、人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：张尧豕日期．２０１４年日４月３０日ＩＩ上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。。保密□，在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密ＥＸ＂＂（请在上方框内打Ｖ））学位论文作者签名：张尧指导教师签何授ｙ３

3、０：２０１日０４日日期：２０１５年０４月３０日日期年月ｉｌｌ镁合金支架复合BMSCs体外构建软骨的初步研究中文摘要目的：镁合金因其优良的机械性能以及可生物降解吸收等特点，在骨科生物支架材料方面具有良好的应用前景。本课题主要探讨钙磷涂层多孔镁合金与人BMSCs的组织相容性以及其作为软骨支架的可行性以及其对成软骨分化的影响。材料与方法：1．原代分离和培养人BMSCs，行成骨、成软骨和成脂肪细胞分化鉴定人BMSCs的多向分化能力；2．激光打孔法制备多孔镁合金支架，行钙磷涂层以提高镁合金的耐腐蚀性；通过扫描电镜观察镁合金涂层的表面形态；通过扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察人BMS

4、Cs在钙磷涂层镁合金表面的粘附情况；通过MTT评估浸提液对细胞活性的影响；3．将人BMSCs接种到钙磷涂层镁合金支架和未涂层镁合金支架中，采用β-TCP三维支架作为对照组，体外进行成软骨方向诱导培养28天；通过对形成的类软骨样组织行甲苯胺蓝染色、阿利新蓝染色、二型胶原免疫组化染色以鉴定其是否形成了软骨基质。通过RealtimePCR评估镁合金对成软骨分化相关基因表达的影响。4.骨形态发生蛋白（BMPs）在人骨髓间充质干细胞成骨分化方面发挥着至关重要的作用。Sclerostin能够与骨形态发生蛋白（BMPs）结合而抑制BMPs的促成骨作用；该部分研究目的是检测Sclerostin对

5、BMP-2诱导的人骨髓间充质干细胞（BMSCs）的细胞活性以及成骨分化的影响。结果：1．成功分离和培养了人BMSCs，三系诱导分化实验表明其具有多向分化能力。2．通过扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察到人BMSCs在钙磷涂层镁合金表面可以很好的粘附，细胞伸展状态良好。MTT评估浸提液发现涂层镁合金浸提液IV对细胞活性有促进作用，未涂层镁合金浸提液对细胞活性有不利影响。3．人BMSCs复合钙磷涂层镁合金支架在体外诱导条件下可以形成类软骨样组织，经过甲苯胺蓝染色、阿利新蓝染色、二型胶原免疫组化染色证实软骨诱导分化成功，并有细胞外软骨特异性II型胶原和蛋白聚糖形成。但未涂层多孔镁合金支架在

6、体外诱导条件下未能形成类软骨样组织，可能与其降解产生氢气阻碍细胞与材料粘附有关。RealtimePCR结果发现镁合金可以促进成collagenII的mRNA表达，对Aggreacan、Sox9的mRNA表达没有明显影响。4.抑制Sclerostin的表达可以促进BMP-2诱导的人BMSCs成骨分化。结论：人BMSCs复合钙磷涂层镁合金支架在体外诱导条件下可以形成软骨组织，并能产生软骨特异性II型胶原和蛋白聚糖，而且镁合金可以促进细胞的增殖和软骨相关基因Aggreacan的表达上调。但未涂层多孔镁合金支架降解过快，不适合直接种植细胞。钙磷涂层多孔镁合金支架具有成为软骨组织工程支架的

7、潜力。关键词：可降解，镁合金支架，组织工程，软骨VApreliminarystudyofinvitrocartilageengineeringcombiningmagnesiumalloyscaffoldandBMSCsOBJECTIVEBecauseofitsexcellentmechanicalpropertiesandbiodegradability,magnesiumalloyisapromisingcandidateforbioscaffoldmaterialinort