Oxygen Tension-Controlled Matrices with Osteogenic and Vasculogenic Cells for Vascularized Bone Regeneration In Vivo

doi:10.1089/ten.TEA.2015.0310

.2016年4月；22（7-8）：610-20。

doi:10.1089/ten。TEA.2015.0310。 Epub 2016年3月22日。

体内血管化骨再生用含成骨细胞和血管生成细胞的氧张力控制基质

阿米·R·阿米尼^1 2, 托马斯·O·徐^2 3, 拉玛斯瓦米·M·奇丹巴拉姆⁴, Syam P努卡瓦拉普^2 3 5 6

附属公司

¹1口腔和颌面外科，马萨诸塞州波士顿马萨诸塞总医院。
²2康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心再生工程研究所。
³3康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心骨科。
⁴4康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心比较医学中心。
⁵5康涅狄格州斯托斯市康涅狄克大学材料科学与工程系。
⁶6康涅狄格州斯托斯市康涅狄克大学生物医学工程系。

PMID： 26914219
预防性维修识别码：第4841084页
内政部： 10.1089吨。茶.2015.0310

体内血管化骨再生用含成骨细胞和血管生成细胞的氧张力控制基质

阿米·R·阿米尼等。组织工程A部分. 2016年4月.

.2016年4月；22(7-8):610-20.

doi:10.1089/ten。TEA.2015.0310。 Epub 2016年3月22日。

作者

阿米·R·阿米尼^1 2, 托马斯·O·徐^2 3, 拉玛斯瓦米·M·奇丹巴拉姆⁴, Syam P努卡瓦拉普^2 3 5 6

附属公司

¹1口腔和颌面外科，马萨诸塞州波士顿马萨诸塞总医院。
²2康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心再生工程研究所。
³3康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心骨科。
⁴4康涅狄格州法明顿康涅狄克大学健康中心比较医学中心。
⁵5康涅狄格州斯托斯市康涅狄克大学材料科学与工程系。
⁶6康涅狄格州斯托斯市康涅狄克大学生物医学工程系。

PMID： 26914219
预防性维修识别码：项目经理4841084
内政部： 10.1089/10。茶.2015.0310

摘要

尽管近年来取得了一些进展，但节段性骨缺损修复仍然是骨科手术中的一个重大挑战。虽然使用生物可降解基质和骨/血管形成细胞的骨组织工程方法提供了更好的可能性，但目前的再生策略缺乏在关键尺寸/节段性骨缺损中实现血管化骨再生的能力。在本研究中，我们介绍并评估了一种体内血管化骨再生的双分支方法。目的是通过植入骨和血管形成细胞的氧张力控制（OTC）基质来证明血管化骨形成。将OTC基质与兔间充质干细胞（MSCs）和外周血来源的内皮祖细胞（PB-EPC）共植入，以证明这些细胞在基质上，特别是基质孔结构深处的成骨和血管分化。在裸鼠皮下植入模型中评估与不同兔MSC和PB-EPC比例（1:4、1:1和4:1）共植入的基质，以确定具有优异成骨和血管生成特性的共植入比例。在第8周，对植入物的内皮细胞（CD31和血管性血友病因子[vWF]）和成骨标志物（RunX2和Col I）染色进行定性分析，并对胶原沉积和血管形成数量进行定量分析。实验结果表明，MSC与PB-EPC的比例为1:1是最佳的共植入比例。在兔临界大小骨缺损模型中，评估1:1共植入率的OTC基质用于节段性骨缺损修复。受试组为OTC基质，基质中以1:1的比例接种MSCs、EPCs或MSCs:EPCs。在第12周时，通过显微CT和组织学对骨缺损修复进行评估。兔体内实验结果表明，1:1共植入组的矿化和血管生成增强。总的来说，这项研究建立了一种包括OTC基质和有效祖细胞的双途径方法，用于大面积和血管化骨再生。

PubMed免责声明

数字

<b>图1</b> — **图1。**
评估植入骨和血管祖细胞的OTC基质的血管和骨再生潜力的研究计划*体内试验。*OTC，氧气张力控制。

<b>图2</b> — **图2。**
MSC:EPC（1:1）共培养的内皮细胞标记物CD31和vWF以及成骨标记物Col I和RunX2的免疫荧光染色构建植入前模型。内皮祖细胞；间充质干细胞；vWF、Von Willebrand因子。在线提供彩色图像www.liebertpub.com/tea

<b>图3</b> — **图3。**
**（A）**植入8周后，在去细胞、MSC种子、EPC种子、4个MSC：1个EPC种子，1个MSC:1个EPC播种和1个MSC:4个EPC接种构建物上进行Masson三色染色。肺泡结构表示为虚线，血管结构用实线.（B）胶原蛋白染色定量（**与阴性相比显著性，第页 < 0.05;^#与EPC相比的显著性，第页 < 0.05).（C）量化体内血管化（**与阴性相比显著性，第页 < 0.05;^#与MSC相比的显著性，第页 < 0.05). 在线提供彩色图像www.liebertpub.com/tea

<b>图4</b> — **图4。**
内皮标记物CD31和vWF以及成骨标记物RunX2和I型胶原的免疫荧光染色**（A）**MSC:EPC和**（B）**出生后第1天的小鼠肢体（阳性对照）。在线提供彩色图像www.liebertpub.com/tea

<b>图5：</b> — **图5：。**
植入12周后尺骨缺损的显微CT分析。**（A）**显示了各组的三维重建图像和纵切面图像（即脱细胞、MSC种子、EPC种子和1:1比例的MSC:EPC种子构建物）。比例尺 = 5 毫米。**（B）**尺骨缺损的骨量*第页 < 0.05.

<b>图6</b> — **图6。**
**（A）**von Kossa染色纵骨的典型组织学图像(顶部)和横截面(底部)样品放大4倍。**（B）**量化兔尺骨缺损内形成的矿化骨面积。使用ImageJ软件中的阈值分析工具，在低倍镜下对每组三个样本的von Kossa染色切片上的三个区域进行分析**第页 < 0.05,^##第页 < 0.001. 在线提供彩色图像www.liebertpub.com/tea

<b>图7</b> — **图7。**
**（A）**在40×（比例尺）下成像的标记Goldner的三色染色截面 = 100 微米）。**（B）**10倍放大下Goldner’s染色纵切面的典型组织学图像。**（C）**兔尺骨缺损内血管的定量。每组三个样本在10倍放大倍率下，在三色染色切片上对五个区域的血管进行计数。**（D）**兔尺骨缺损内胶原形成的定量。对染色切片上的10个区域进行胶原蛋白强度分析(绿色)使用ImageJ软件的彩色（RBG）直方图分析工具，在20倍放大的条件下，每组取三个样本（任意比例为0–255，255代表最高绿色强度）**第页 < 0.05. M、微球支架；C、未矿化胶原蛋白；BV，血管；O、成骨细胞；Os，类骨；B、矿化骨。在线提供彩色图像www.liebertpub.com/tea

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