牙源性干细胞复合微渠多孔羟基磷灰石支架成骨性能研究

目的:探讨牙源性干细胞复合微渠多孔羟基磷灰石支架(grooved porous hydroxyapatite scaffolds,HAG支架)的成骨性能,为骨缺损修复治疗提供新手段.方法:从健康成人第三磨牙中提取牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)及牙髓干细胞(dental pulp stem cells,DPSCs)分别接种于HAG支架上,进行多向分化鉴定及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定;并通过CCK-8检测细胞增殖能力;逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)、骨钙 素(osteocalcin,OCN)和骨桥蛋白(osteopontin,OPN)等成骨相关基因的表达.体内研究中将搭载PDLSCs和DPSCs的HAG支架移植到裸鼠的背部皮下,8周后取材,组织切片后采用苏木精-伊红(HE)染色观察新骨形成,提取组织蛋白采用Western blot检测ALP、OCN等成骨相关蛋白的表达.结果:体外研究中DPSCs复合HAG支架组的细胞增殖能力、ALP活性,以及成骨相关基因ALP、BMP2、OCN等的表达均高于PDLSCs复合HAG支架组.体内研究中HE染色显示,PDLSCs复合HAG支架组及DPSCs复合HAG支架组均较空白HAG支架组有更多细胞生长区、纤维细胞增生及骨基质形成,且DPSCs复合HAG支架组的骨基质面积更大,成纤维细胞数量更多;PDLSCs复合HAG支架组及DPSCs复合HAG支架组成骨相关蛋白的表达量均高于空白HAG组,且DPSCs复合HAG支架组中ALP蛋白表达量显著高于PDLSCs复合HAG支架组.结论:PDLSCs、DPSCs复合HAG支架在体内外均表现出良好的成骨性能,其中DPSCs复合HAG支架的成骨性能更为优异.