脂肪干细胞治疗颞下颌关节骨关节炎的实验探讨

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论文字数:25966 论文编号:sb2024051009113652369 日期:2024-05-14 来源:硕博论文网

本文是一篇医学论文,本研究发现Micro-CT扫描,与对照组比较,建模组家兔髁突组织的BV/TV、Tb.Th和Tb.N明显降低(P<0.05),BS/BV和Tb.SP明显升高(P<0.05);与建模组比较,ADSCs治疗组家兔髁突组织的BV/TV、Tb.Th和Tb.N明显升高(P<0.05),BS/BV和Tb.SP明显降低(P<0.05)。
第1章绪论
1.1颞下颌关节骨关节炎概述
1.1.1颞下颌关节结构
颞下颌关节(Temporomandibular joint,TMJ)为复合关节,是人体最复杂的关节之一,也是全身唯一的左右双侧联动关节,参与咀嚼、吞咽和说话等复杂运动,在牙齿咬合和神经肌肉系统中发挥重要作用[15,16]。整个颞下颌关节由颞骨关节面、关节盘、髁突、关节囊及囊周韧带组成,颞骨关节面与髁突之间的关节盘将关节腔分为上(关节上腔)、下(关节下腔)两部分。健康的关节盘中间带由致密的纤维结缔组织组成,没有任何神经或血管;相反,关节盘的后部附着有丰富的血管和神经支配。颞下颌关节是一种滑膜关节,但与大多数滑膜关节不同,颞下颌关节的关节表面衬有致密的纤维软骨而不是透明软骨,通常不易受衰老的影响,随着时间的推移不太可能分解,并且具有比透明软骨更好的修复能力。
1.1.2颞下颌关节骨关节炎的发病机制
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种退行性关节疾病,其特征是滑膜关节的慢性炎症和软骨的进行性退化。颞下颌关节骨关节炎(Temporomandibular joint osteoarthritis,TMJOA)是最常见的骨关节炎之一,也是颞下颌关节紊乱病(Temporomandibular disorders,TMD)的终末期表现,其常会导致慢性疼痛伴有严重的炎症和咀嚼或说话时的不适,甚至可能因关节变形导致下颌畸形。大约3%~7%的成年人需要治疗由TMJOA引起的疼痛和功能障碍,近11%的TMD患者表现出TMJOA的症状[10]。与其他关节的骨关节炎相比,TMJOA通常发生在青春期,因而会严重降低患者的生活质量。
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1.2脂肪干细胞概述
1.2.1脂肪干细胞特性
在骨髓干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)得到大量研究后,脂肪干细胞的多向分化潜能也逐渐被证实,作为组织工程中的新生力量,ADSCs现已成为治疗骨关节炎领域的研究热点,前景广阔[13,66,67]。
1.2.1.1脂肪干细胞来源广泛,易获得[68]。脂肪组织广泛分布于全身,皮下脂肪储备量丰富,且位置表浅,相较于骨髓干细胞更易于获取。重复获取脂肪组织也不会对身体造成较大创伤,现如今已日渐成熟的抽脂技术,即可在短时间内获得大量游离脂肪组织。
1.2.1.2脂肪干细胞增殖速度快,易培养[69]。脂肪干细胞增殖期呈对数增长,短时间内即可获得足量细胞,可以提高实验效率。相较于BMSCs来说,脂肪干细胞对培养条件要求不高,实验常用的培养基和胎牛血清就可以很好的存活和增殖,因此也更容易培养。
1.2.1.3脂肪干细胞受患者年龄、性别差异的影响较小[70]。BMSCs在年轻患者和年老患者中的数量和质量差异较大,但ADSCs数量不会随年龄增加而减少,且性能稳定,免疫原性较低。
1.2.2脂肪干细胞治疗骨关节炎的基础研究进展研究者将ADSCs注射至膝骨关节炎(knee Osteoarthritis,KOA)兔关节腔中,发现ADSCs可以降低兔骨关节炎评分和MMP-13的表达水平[71]。Dragoo JL等[72]将诱导后的自体ADSCs移植到兔的软骨缺损处,发现了透明样软骨愈合,与正常兔软骨组织相似。Nixon A等[73]诱导马肌腱炎后注射自体ADSCs,6周后组织学评估显示肌腱纤维结构、密度和排列有显著改善,血管分布、炎性细胞浸润和Ⅲ型胶原形成减少。研究者将ADSCs和软骨细胞体外共培养,发现其可以增加Ⅱ型胶原酶、聚集蛋白聚糖和SOX9的表达,并逆转白介素1β促进活性氧含量和炎症因子水平的作用,在体内实验中也证实ADSCs可以抑制OA大鼠的炎症因子水平[9]。上述研究均证实ADSCs修复软骨缺损确有奇效,现如今,越来越多的研究将目标转移至ADSCs的注射形式、频率等方面。研究表明[74,75],将ADSCs多次重复注射效果可能更优于单次注射。
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第2章实验材料与方法
2.1主要仪器与试剂
2.1.1仪器

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2.2实验方法
2.2.1实验动物的选择和分组
5月龄新西兰纯种白兔27只,雄性,清洁级,2.0~3.0kg,由吉林大学实验动物中心提供。随机分为空白组(9只)、建模组(9只)和ADSCs治疗组(9只),实验进行前所有动物给予常规饮水和饮食,均无咀嚼系统功能障碍。
2.2.2 ADSCs的培养
2.2.2.1 ADSCs的提取
将ADSCs治疗组家兔肌肉注射麻醉后,术区备皮,给予常规消毒、铺巾,于家兔颈后部做长约4 cm的正中切口,分离皮下取脂肪组织约5 ml,术后可吸收缝线分层缝合皮下组织、皮肤。连续三天肌肉注射40000单位青霉素。仔细剔除所取脂肪周围无关组织,再以加有1%双抗的PBS仔细冲洗组织。以小剪刀将其剪碎,后与10 ml 0.1%Ⅰ型胶原酶混合,放入37℃恒温摇床内进行振荡消化,持续1 h,以等量10%胎牛血清的低糖培养基将消化终止,用200目筛网过滤,1000 r/min离心10min,去上清,加入10%胎牛血清的培养基重悬细胞,玻璃棒轻柔搅拌后将其接种于培养瓶中。置于37℃、5%CO2饱和湿度的培养箱静置培养。24h后首次换液,以后每3d换液。每日在显微镜下观察细胞形态及生长情况。
2.2.2.2 ADSCs的传代、冻存、复苏
传代:细胞长至80%时传代,先吸去旧培养基,加入0.25%胰蛋白酶,将培养瓶放入培养箱中消化2min左右,显微镜下观察细胞形态。当原代细胞突起消失,由长梭形变圆变钝后,终止消化,加入含有10%胎牛血清的低糖培养基(LG-DMEM)终止消化反应。移液枪反复吹打瓶底,将细胞吹散,制成细胞悬液,1200r/min,离心5min。去上清,加入培养基,移液枪吹散细胞,吸取细胞悬液,将细胞液平均分配放入3个新的培养瓶中。
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第3章实验结果........................................16
3.1 ADSCS形态及增殖曲线..................................16
3.2 ADSCS表面标志物鉴定................................16
3.3 Micro-CT分析结果................................17
第4章讨论...............................22
第5章结论........................................25
第4章讨论

TMJOA是一种慢性退行性疾病,其特征是疼痛、滑膜炎及软骨退化[76],发病机制仍难以捉摸,普遍认为是滑膜关节受到机械、炎症和代谢因素的损伤,关节结构的适应能力下降导致关节重塑功能失调,从而影响整个关节,包括关节软骨、软骨下骨、韧带、滑膜甚至邻近肌肉[77]。为了从根本上防止软骨及软骨下骨的破坏,恢复颞下颌关节的功能,人们进行了大量的基础研究,来模拟TMJOA的病变过程,以寻求治疗TMJOA的最佳策略。本研究所采用的建模方法为碘乙酸钠(MIA)注射,其诱导机制为:MIA可以抑制软骨细胞糖代谢过程中的关键酶,从而使其代谢过程受阻、凋亡,软骨及软骨下骨代谢紊乱,最终形成骨破坏[78]。研究表明,MIA诱导的骨关节炎模型具有很大的优势,通过改变MIA的浓度可以很容易地调节关节病变的进展和严重程度,同时可以减少外科手术等建模方法本身对关节产生的损伤,可以较好地模拟骨关节炎的发展过程[79,80]。
以往的研究表明[81-83],骨髓干细胞、脂肪干细胞、脐带干细胞等对于膝关节骨关节炎(KOA)的治疗显现了极大的优势,ADSCs得到广泛研究主要是基于其如下优点:(1)脂肪干细胞来源广泛,易获得[84]。脂肪组织广泛分布于全身,皮下脂肪储备量丰富,且位置表浅,相较于骨髓干细胞更易于获取[85]。重复获取脂肪组织也不会对身体造成较大创伤,现如今已日渐成熟的抽脂技术,即可在短时间内获得大量游离脂肪组织。(2)脂肪干细胞增殖速度快,易培养[86]。脂肪干细胞增殖期呈对数增长,短时间内即可获得足量细胞,可以提高实验效率。相较于骨髓干细胞来说,脂肪干细胞对培养条件要求不高,实验常用的培养基和胎牛血清就可以很好的存活和增殖,因此也更容易培养。(3)脂肪干细胞受患者年龄、性别差异的影响较小。骨髓干细胞在年轻患者和年老患者中的数量和质量差异较大,但ADSCs数量不会随年龄增加而减少,且性能稳定,免疫原性较低[87]。先前的研究往往将ADSCs用于全身大关节的治疗[88],如膝关节、髋关节,而将ADSCs用于颞下颌关节的研究较少,因此,本实验模拟了家兔TMJOA后,将从家兔自身皮下脂肪中提取的ADSCs重悬注射入关节下腔内,探讨其疗效。

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第5章结论
1.Ⅰ型胶原酶消化法可以成功提取ADSCs,分离培养的ADSCs活性较高,可以成为良好的组织工程种子细胞。
2.碘乙酸钠化学诱导可以成功建立TMJOA疾病模型,各项检测指标显示诱导结果符合TMJOA动物模型诊断标准。
3.ADSCs同种同体注射至关节腔可以有效减缓TMJOA疾病进展,减轻软骨损伤程度。
参考文献(略)


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