人marrow细胞的三维灌注培养和骨诱导移植物的产生

Abstract

三维 (3D) 培养系统对于研究细胞生理学和设计组织移植物至关重要。在这项研究中，我们描述了一种简单而创新的基于生物反应器的方法，可以直接在 3D 环境中播种、扩增和分化marrow基质细胞 (BMSCs)，绕过传统的单层过程（二维 [2D]）扩张。该系统基于通过多孔 3D 支架灌注marrow有核细胞，支持基质样组织的形成，其中 BMSC 可以与造血祖细胞共培养，其比例取决于特定的培养基补充剂。由此产生的工程构建体，当异位植入裸鼠体内时，产生的骨组织比装载二维扩展 BMSCs 的支架更可重复、更均匀和更广泛。因此，开发的系统可用作marrow的 3D 体外模型，以研究 BMSC 和造血细胞之间的相互作用，以及在再生医学的背景下简化骨诱导移植物的制造。

灌注和动态负荷对海藻酸盐水凝胶中人新软骨形成的影响软骨培养

已知单独的动态加载和灌注培养环境可增强去分化关节软骨细胞中软骨细胞外基质 (ECM) 的产生。在这项研究中，我们探讨了这些因素的组合是否会在使用嵌入 2% 藻酸盐的成人关节软骨细胞的自由肿胀 (FS) 条件下增强这些过程。每天将藻酸盐构建体放入生物反应器中仅用于灌注（P）（100 μL/每分钟）或灌注和动态压缩负荷（PL）培养（20% 1 小时，进口代理软骨培养价格，0.5 Hz）。对照 FS 藻酸盐凝胶保持在六孔静态培养中。基因表达分析在地 7 天和地 14 天进行，而细胞活力、免疫染色和机械性能测试仅在地14 天进行。在地 7 天和地 14 天，与 FS 相比，进口代理软骨培养报价，两种生物反应器条件下的Col2a1 mRNA 表达水平显着更高（至少三倍；p < 0.05）。对于所有基因研究，P 和 PL 处理之间没有显着差异。尽管 GAG/DNA和35S GAG 掺入研究表明在 FS 处理中 GAG 保留和合成更高。所有样品中 II 型胶原蛋白沉积均较低，连接蛋白分布在 FS 条件下更分散，并且在两种生物反应器条件下，蛋白聚糖沉积位于藻酸盐构建体的外部区域，但在 FS 条件下更均匀。与 FS 相比，生物反应器条件下的分解代谢基因表达（基质金属蛋白酶 3 [ MMP3 ] 和诱导型一氧化氮合酶 [ iNOS ]）高于 FS，尽管iNOS到地14 天，表达水平下降到比 FS 条件低约四倍。我们的数据表明，在生物反应器中创建的条件增强了合成代谢和分解代谢反应，新疆软骨培养，类似于其他加载研究。单独灌注就足以促进这种双重反应。与其他条件相比，PL 增加了聚集蛋白聚糖周围细胞的沉积；然而，生物反应器系统中的总体低 GAG 保留可能是由于产生了灌注和分解代谢条件。需要Z佳条件，允许适当的合成代谢和分解代谢过程用于积累 ECM 和组织重塑以促进新软骨发育，特别是对人类而言。

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