浓缩生长因子联合矿化胶原材料对BMSCs黏附、增殖和成骨分化的影响及体内成骨效应

目的 探讨浓缩生长因子(concentrated growth factor,CGF)联合矿化胶原(mineralized collagen,MC)材料对BMSCs黏附、增殖和分化的影响及其体内成骨效应,为CGF和MC材料在骨缺损修复中的联合应用提供理论依据.方法 取健康志愿者静脉血制成CGF,然后制备CGF提取液(CGF extracts,CGFe).体外实验:取人BMSCs(human BMSCs,hBMSCs)分为4组,A、B、C 组分别用含2％、5％、10％CGFe 的a-MEM 培养基(含10％FBS和1％双抗)培养;D组用不含CGFe的a-MEM培养基(含10％FBS和1％双抗)培养.扫描电镜观察CGFe对细胞黏附的影响,细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测CGFe对细胞增殖的影响,成骨诱导后行ALP活性检测及Western blot检测骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达.体内实验:取18只新西兰大耳兔,左、右侧下颌骨分别制备圆形骨缺损模型;分别植入自体静脉血制备的CGF凝胶+MC材料(体积比1∶1,实验组)和单纯MC材料(对照组).术后4、8、12周分别处死6只兔取材,行Micro-CT扫描观察体内新骨形成及材料降解情况.结果 体外实验:扫描电镜观察示A、B、C组细胞在MC材料上铺展情况优于D组,伪足较多;CCK-8法检测示不同浓度CGFe均能促进MC材料上细胞增殖,培养2、3、5、7 d细胞吸光度(A)值C组＞B组＞A组＞D组(P＜0.05);ALP活性检测示其活性与成骨诱导时间和CGFe浓度成正比(P＜0.05);成骨诱导培养14 d Western blot检测示A、B、C组OPN蛋白相对表达量显著高于D组,且CGFe浓度越高,OPN蛋白相对表达量越高(P＜0.05).体内实验:Micro-CT观察示术后4、8、12周实验组新骨形成、材料降解均优于对照组.定量检测示,各时间点实验组新生骨体积、新生骨体积百分比、骨小梁数、骨小梁厚度均显著高于对照组,材料剩余体积、材料剩余体积百分比、骨小梁分离均显著低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 CGF能有效促进MC材料上BMSCs的黏附、增殖及成骨分化,其中10％CGFe效果最显著.CGF和MC材料联合应用可显著促进体内成骨.