自体骨髓基质细胞用于牙周骨缺损移植的动物实验研究

2007-5-7 15:05  来源:牙体牙髓牙周病学杂志
作者:刘宏伟 阅读量:959

  【摘 要】  目的:应用分离的骨髓干细胞(MSC) 进行牙周骨缺损的自体移植动物实验,观察MSC用于牙周再生治疗的可行性。方 法:体外分离狗髂骨的MSC,体外培养,移植前进行MSC的体外钙化实验,以胶 原膜为移植载体,将MSC移植到狗下颌后牙的根分叉骨缺损中,覆盖国产聚四氟乙烯膜,30 d后进行组织学观察。结果:分离的MSC在体外均出现了不同程度的 钙化;动物实验结果发现, MSC移植组达到了骨缺损的完全修复,无根面吸收;对照组骨 再生高度明显低于实验组(P<0.01),并有上皮结缔组织长入。两组均有明显的新生牙 骨质的形成。结论:MSC移植可加快牙槽骨的再生,治疗牙周骨缺损的研究和应用是可行的。MSC 有望成为牙周再生细胞的体外来源。
  【关键词】 牙周病; 细胞移植; 骨再生
  
  牙周新附着和牙周组织的再生关键取决于牙周膜细胞(periodontal ligament cell, PDLC ),在老年人牙周缺损和较大面积的牙周缺损病例中,尽管采取某些方法,如引导组织再 生和生物因子等方法,但由于PDLC来源受到限制,因此影响到组织修复的速度和量。骨髓中 的干细胞(bone marrow stem cell,MSC)具有多方向的分化能力,已有应用该细胞的 移植修复骨组织和软骨组织缺损的报道[1]。本实验将分离的狗髂骨MSC用于狗自体 牙周缺损的修复,观察该细胞在牙周组织修复中的作用。

1 材料和方法

1.1 骨髓间充质细胞的分离

  成年雄性狗2只,各抽取髂骨骨髓20ml,放于含有20ml DMEM (低糖)培养液(内含 肝素3000U/ml)的50ml离心管内,1000r/min离心5min,去上清液。细胞沉淀用700ml/L Percol(Sigma公司)梯度离心, 460×g,15min。该梯度离心将细胞分为3层,其中最 上一层为低密度层,富含MSC,将该层吸出,培养液洗,放入含有100ml/L小牛血清和抗菌素 的低糖DMEM中静置培养5d后换液,3d换液1次;骨髓分离细胞约8d后形成单独的细胞群 ,每个细胞群称为细胞克隆;2个个体共有细胞群9个(4个+5个)。细胞呈梭形。15d后 胰酶消化,收集细胞传代,分别进行体外钙化实验和狗自体牙周骨缺损移植。

1.2 MCS体外钙化实验

  96孔培养板,每孔接种细胞5×103, 共接种40孔,用含有β-磷酸甘油(10mmol/ L),实验用地塞米松(10-8mol/L),抗坏血酸(50mg/L)(Sigma公司)的DMEM 培养液进行培养,3d换液1次,28d时中止培养,饱和茜红素(pH 4.3)染色,观察细胞体 外钙化情况。

1.3 MSC移植

  将胶原膜(中科院医学生物研究所提供)置于24孔培养板中,细胞接种浓度2×104/cm 2,培养24h。
  成年雄性狗2只,以双侧下颌4、5、6牙为实验用牙,共12个,随机分为实验组和对 照 组,每组各6个牙。实验组:骨缺损内放置附着有MSC细胞的胶原膜并覆盖聚四氟乙烯膜;对 照组:仅覆盖聚四氟乙烯膜。手术方法:翻开龈瓣,暴露牙槽骨,用圆钻去除部分根分叉的 牙槽骨和颊侧部分牙槽骨,其骨缺损范围:骨缺损上端距根分叉底部约5mm左右,根分叉的 颊 舌向深度相当于临床Ⅱ度根分叉骨缺损。彻底刮除根面牙周膜,根面刻痕。附着有MSC的胶 原膜置于骨缺损处,聚四氟乙烯膜(上海塑料研究所提供)覆盖骨缺损区域,膜边缘超出骨 缺损边缘2~3mm,龈瓣复位,缝合。术后3d肌注庆大霉素8万单位,每天1次,共3d。30 d后处死动物,标本分切,脱钙,组织切片,Mallory染色。

2 结果

  体外培养28d后,40孔MSC细胞均有不同程度的钙化,说明用于移植的细胞有 向骨样细胞分化的能力。
  动物实验的结果表明,实验组除1个牙的聚四氟乙烯膜脱落,造成上皮和结缔组织长 入外,其它均达到了骨缺损的完全修复(图1)。对照组均未达到骨缺损的完全修复,根分 叉与 新 生骨之间未修复区域长度平均有(1.5士0.21)mm,其间有牙龈结缔组织和牙龈上皮组织覆盖 (图2)。两组中与骨再生相邻的根面均有明显的新生牙骨质(图3)。实验组未见根面吸收 现 象。统计(t检验)结果显示,两组的骨缺损高度无显著性差异,而骨再生高度和二 组的比值均有显著性差异(P<0.01)(表1)。

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编辑: 姚红祥

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