脱细胞脂肪组织泡沫在骨缺损修复中的基础研究

摘要

目的：探讨脱细胞脂肪组织（Decellularized Adipose Tissue,DAT）泡沫在颅骨缺损修复中的应用潜力。方法：收集手术废弃脂肪组织，采用特定化学和物理方法对其进行脱细胞和泡沫化处理，制备DAT泡沫。通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）、平衡含水量（Equilibrium Water Content,EWC）、体外降解率对其物理特性进行表征。体外培养人脂肪干细胞（Adipose-derived Stem Cells,ADSCs），并将其接种于DAT泡沫中。采用MTT法和CCK-8法评估DAT泡沫的细胞毒性和促增殖能力；进行成骨分化诱导，通过茜素红及碱性磷酸酶染色评估DAT泡沫的成骨诱导潜能；使用免疫印迹法检测成骨相关基因OCN和RUNX2的表达水平。体内实验中，使用18只SD大鼠构建5 mm颅骨缺损模型，随机分为DAT泡沫组和对照组，并分别置入DAT泡沫或不置入材料，术后4、8、12周取材，采用Micro-CT检测缺损修复情况，HE染色观察组织形态表现。结果：SEM显示DAT泡沫为三维多孔结构，孔隙表面积和平衡含水量随浓度升高（30、60、90 mg/ml）逐渐降低，7 d体外降解率呈下降趋势。体外实验中，DAT泡沫对ADSCs无毒性（存活率>90%），且60 mg/ml组细胞增殖速率高于30 mg/ml和90 mg/ml组（P<0.05）。成骨诱导后，DAT泡沫组ALP活性和钙结节沉积（ARS）分别为对照组的4.0倍和2.2倍（P<0.001）,RUNX2和OCN蛋白表达量上调2.3倍和1.9倍（P<0.001）。体内大鼠颅骨缺损模型显示，DAT泡沫组术后12周骨体积分数（BV/TV）和新生骨面积覆盖率分别为对照组的3倍和4倍（P<0.001），且HE染色可见新骨样组织、骨小梁完整，对照组为松散的纤维结缔组织。结论：DAT泡沫具有良好的生物学性能，在促进骨缺损修复方面展现出广阔的应用前景，可作为一种潜在的组织工程骨修复材料。

关键词

脱细胞脂肪组织泡沫 / 骨缺损 / 骨修复 / 脂肪间充质干细胞 / 组织工程

基金资助

徐州市卫生健康科技创新计划项目(编号:XWKYHT20240134)