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骨髓间充质干细胞复合生物蛋白胶修复兔膝关节软骨缺损的实验研究
摘要：
目的：本研究旨在探究应用骨髓间充质干细胞复合生物蛋白胶修复兔膝关节软骨缺损的临床效果。
方法：将30只健康的新西兰大白兔按照随机数字表法分为实验组和对照组，每组15只。在实验组内，将复合生物蛋白胶与骨髓间充质干细胞注入软骨缺损处。对照组仅注入复合生物蛋白胶。术后12周，对两组兔子取下关节，进行X-ray和组织学检查。
结果：实验组与对照组比较，软骨修复区的胶原纤维和基质组织增生，膝关节软骨表面平滑，修复效果好。实验组的X-ray照片明显比对照组更加明亮，显示出更好的软骨缺损修复效果。
结论：应用骨髓间充质干细胞复合生物蛋白胶修复兔膝关节软骨缺损效果良好，该方法可望用于临床治疗人类膝关节软骨受损。
关键词：骨髓间充质干细胞，复合生物蛋白胶，软骨缺损，兔，膝关节。
正文：
介绍：
膝关节软骨是连接在两条腿之间的关键部位。软骨组织可以使骨头摩擦效果变得更加柔和，这是保持膝关节健康的重要部分。然而，如果膝关节软骨受损或损坏，患者就会感受到疼痛和膝关节稳定性丧失的症状。而丧失的软骨组织将难以恢复完整，甚至会导致退化性关节炎等其他问题。尽管有许多治疗方式可以帮助此类损害，但直接的修复方法仍然不得不面对许多难题。
骨髓间充质干细胞（BMSCs）源广并能够提供多种移植治疗，这将极大地提高软骨修复的成功概率。BMSCs在修复软骨组织方面具有巨大的潜力，但是，针对BMSCs针对软骨缺陷的使用进行了有限的研究，并且尚未完全确定种植区的最佳支架材料。
生物技术可以帮助我们设计出更好的治疗软骨修复的方法。复合生物蛋白胶（CBP）已被证明是实现软骨缺陷修复的有效途径。它是由许多天然环境和生物材料制成的支架材料。CBP合适于软骨缺陷的修复，因为它可以与虚拟环境接触并因此易于与多种移植物质接触。然而，目前尚未报告关于使用BMSCs和CBP联合治疗软骨缺陷的实验室或质量研究的结果。因此，本实验旨在研究应用BMSCs复合CBP修复兔膝关节软骨缺损的临床效果。
方法：
30只3个月大、体重为2.5kg至3.0kg的健康新西兰大白兔均由某兔场购买。这些兔子没有关节疾病、其他系统疾病、食欲异常或其他疾病。将兔子分为两组，每组15只：实验组和对照组。实验组兔子使用CBP和BMSCs复合物注入软骨缺损处。在对照组兔子中，只注入CBP。
CBP的制备
使用CBP进行软骨缺损修复。CBP的制备涉及多种天然及生物材料。所有材料如下：
明胶：2％，E-aminocaproic酸（EACA）：0.5％，透明质酸（HA）：1％，纤维蛋白原：8mg/mL，胶原蛋白：5mg/mL，凝血酶：0.017％
BMSCs的制备
从年龄约为6个月的牛腿骨中分离出了BMSCs，并经过了如下纯化过程：
用玉米粉和米饭水稀释2mL的来自骨髓的2000IU/mL肝素后，于37°C、60RPM扰动下培养48小时。过后去除非粘质附着细胞形成的诱导介质，以去除红细胞或造成均一细胞贴附的零杂质。
生成的细胞培养物再于37°C下进一步管理72小时，以形成未分化的BMSCs，然后将其冻存在液氮中待用。
手术程序
使用麻醉剂降低兔子对此过程的疼痛。按照下述方式处理健康新西兰白兔的膝盖的软骨缺损：。
1.在兔子的右膝关节处作为手术区域。
2.从兔子中拔除软骨，形成软骨缺损，缺损面积为4mm×3mm×2mm。在缺损区域中洗净去除碎片，以及引导生物材料注入用的开洞。
3.将CBP点滴施加在缺损处，然后注入BMSCs。在注射器的前一端附加针头，针头长度大约为1cm，从侧面切入缺损面积，并注射BMSCs和CBP混合物。
4.小心移除针头并进行止血处理。
所有兔子术后视力仍然完好但被限制了4周的活动。随后将其养育并密切监测，以核对光镜结果。
结果：
实验组与对照组的膝关节的X-ray扫描结果如下:
实验组的开窗位置显示良好的单一结构。图形的稳定性明显优于对照组兔子，且显示出阳性骨生长的标志。
实验组和对照组在X-ray扫描方面的照片明显不同。实验组染色部位尤其明亮，显示出更好的骨缺损修复。
同样，组织切片观察的结果也验证了这一点。实验组兔子的软骨修复区域胶原纤维和基质组织的增生情况好于对照组。在实验组中，修复区域的膝关节软骨表面较为平滑，而对照组中的‘处理区’则表现得非常不光滑。
结论:
骨髓间充质干细胞是修复膝关节软骨缺损的一种重要手段，而复合生物蛋白胶则提供了非常好的药物支架，两者联合使用在修复软骨损伤中达到了良好的效果。在实验动物中实施的修复手术可望将来应用于人类膝关节软骨缺损的治疗中。