裝載中胚層幹細胞之二鈣磷酸鹽陶瓷材料植入骨幹缺損的癒合研究
Date Issued
2001
Date
2001
Author(s)
林繼昌
DOI
892314B002478
Abstract
過去一直有很多研究提出各種不
同的方法來增進骨頭的形成以促成缺
損區的硬骨癒合,包含有植入骨傳導性
的材料架構─硬的材料如多孔性氫氧
基磷灰石陶瓷等,軟的材料如膠原纖維
等,或加入刺激生長化學激素如骨形態
促生蛋白質bone morphogenetic proteins
(BMP),另外一種直接植入多導向之中
胚層幹細胞即為造骨細胞的前身,來自
於骨髓,可以取自骨髓直接應用,或者
是由骨髓分離,再以組織培養增加其細
胞的數目。
將骨髓或中胚層幹細胞裝載於有
骨傳導性的材料架構上,可免除使用自
體骨移植的必要性。而中胚層幹細胞優
於新鮮骨髓的地方在於可直接轉變成
造骨細胞,可不經軟骨中介階段,產生
新生硬骨頭,提供了此以人體中胚層幹
細胞為根基治療修復長骨幹分段型缺
損模型的契機。
本研究計劃的目的在於建立自體
中胚層幹細胞分離和組織培養的流
程,從股骨收集同種源公鼠骨髓並分
離,再予以組織培養,當二鈣磷酸鹽
陶瓷材料片製作完成後,裝載入中胚
層幹細胞。以小動物同種Syngeneic
源公鼠Fischer rat 30 隻進行動物實
驗,骨幹中段切除成分段型缺損和骨
板固定的手術模型,在骨幹缺損區植
入裝載中胚層幹細胞入二鈣磷酸鹽陶
瓷材料片,再將股骨斷端以塑膠板及
鐵絲固定。實驗組分A、B 兩組,每
組12 隻,包括陶瓷材料片有無裝載自
體中胚層幹細胞之差別,控制組為未
植入陶瓷材料片,研究修復分段型骨
缺損的癒合的能力,主要以X 光線照
相檢查、組織學與組織形態學技術評
估缺陷部位的骨頭形成和癒合情形。
研究成果顯示從老鼠骨髓培養之
中胚層幹細胞類似纖維母細胞,培養
十四天後,其數量仍不多。動物體內
股骨缺陷植入載細胞之陶瓷片實驗,
A,B 兩組皆可以從組織切片看到骨痂
從外圍包入缺陷部位,以老鼠類之小
動物為對象,其生骨能力相當強,甚
至不做任何植入的對側控制組,也有
骨痂接橋現象。有二鈣磷酸鹽陶瓷材
料片接上缺陷部位時,骨痂量顯著的
比控制組多。數量上A 組以幹細胞併
陶瓷片植入者最豐富,B 組只加陶瓷
片次之,控制組不做任何植入者則最
少。從全盤研究結果分析,要從老鼠
骨髓取得並培養之中胚層幹細胞,技
術上是可行,但所得之數量差異甚
大,從有無載入細胞之陶瓷片植入結果,所得之骨痂量差異不大,表示骨
痂來源仍來自骨外膜區。是否意味所
載入之細胞數量不足,或所得之幹細
胞分化成生骨細胞能力不足,有待後
續研究探討。
同的方法來增進骨頭的形成以促成缺
損區的硬骨癒合,包含有植入骨傳導性
的材料架構─硬的材料如多孔性氫氧
基磷灰石陶瓷等,軟的材料如膠原纖維
等,或加入刺激生長化學激素如骨形態
促生蛋白質bone morphogenetic proteins
(BMP),另外一種直接植入多導向之中
胚層幹細胞即為造骨細胞的前身,來自
於骨髓,可以取自骨髓直接應用,或者
是由骨髓分離,再以組織培養增加其細
胞的數目。
將骨髓或中胚層幹細胞裝載於有
骨傳導性的材料架構上,可免除使用自
體骨移植的必要性。而中胚層幹細胞優
於新鮮骨髓的地方在於可直接轉變成
造骨細胞,可不經軟骨中介階段,產生
新生硬骨頭,提供了此以人體中胚層幹
細胞為根基治療修復長骨幹分段型缺
損模型的契機。
本研究計劃的目的在於建立自體
中胚層幹細胞分離和組織培養的流
程,從股骨收集同種源公鼠骨髓並分
離,再予以組織培養,當二鈣磷酸鹽
陶瓷材料片製作完成後,裝載入中胚
層幹細胞。以小動物同種Syngeneic
源公鼠Fischer rat 30 隻進行動物實
驗,骨幹中段切除成分段型缺損和骨
板固定的手術模型,在骨幹缺損區植
入裝載中胚層幹細胞入二鈣磷酸鹽陶
瓷材料片,再將股骨斷端以塑膠板及
鐵絲固定。實驗組分A、B 兩組,每
組12 隻,包括陶瓷材料片有無裝載自
體中胚層幹細胞之差別,控制組為未
植入陶瓷材料片,研究修復分段型骨
缺損的癒合的能力,主要以X 光線照
相檢查、組織學與組織形態學技術評
估缺陷部位的骨頭形成和癒合情形。
研究成果顯示從老鼠骨髓培養之
中胚層幹細胞類似纖維母細胞,培養
十四天後,其數量仍不多。動物體內
股骨缺陷植入載細胞之陶瓷片實驗,
A,B 兩組皆可以從組織切片看到骨痂
從外圍包入缺陷部位,以老鼠類之小
動物為對象,其生骨能力相當強,甚
至不做任何植入的對側控制組,也有
骨痂接橋現象。有二鈣磷酸鹽陶瓷材
料片接上缺陷部位時,骨痂量顯著的
比控制組多。數量上A 組以幹細胞併
陶瓷片植入者最豐富,B 組只加陶瓷
片次之,控制組不做任何植入者則最
少。從全盤研究結果分析,要從老鼠
骨髓取得並培養之中胚層幹細胞,技
術上是可行,但所得之數量差異甚
大,從有無載入細胞之陶瓷片植入結果,所得之骨痂量差異不大,表示骨
痂來源仍來自骨外膜區。是否意味所
載入之細胞數量不足,或所得之幹細
胞分化成生骨細胞能力不足,有待後
續研究探討。
Subjects
中胚層幹細胞
二鈣磷酸鹽
陶瓷
陶瓷
骨幹缺損
骨髓
組織培養
Publisher
臺北市:國立臺灣大學醫學院骨科
Type
journal article
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