1、骨髓基質(zhì)含有一種非造血細(xì)胞，稱為骨髓間充質(zhì)干/祖細(xì)胞(Bone Marrow Mesenchymal stem/progenitor cells, BMSCs)。BMSCs來(lái)源廣泛，分離培養(yǎng)容易，并具有多向分化潛能，是理想的組織工程種子細(xì)胞。體內(nèi)BMSCs存在于復(fù)雜的微環(huán)境中，包括各種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子、細(xì)胞之間以及細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用、力學(xué)因素以及物化因素等都對(duì)BMSCs增殖分化產(chǎn)生影響。因此，研究上述因素對(duì)BMSCs增殖及分化的影響

2、對(duì)于體外構(gòu)建組織工程微環(huán)境及指導(dǎo)BMSCs臨床應(yīng)用具有重要的參考意義。 本研究應(yīng)用兩水平全因子實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)曲面分析方法定量考察了微環(huán)境中細(xì)胞因子表皮生長(zhǎng)因子EGF和血小板衍生生長(zhǎng)因子PDGF-BB和細(xì)胞外基質(zhì)纖連蛋白FN以及它們之間的相互作用對(duì)細(xì)胞增殖、細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞周期的影響。兩水平全因子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白后，細(xì)胞形態(tài)上發(fā)生了明顯的變化；同時(shí)，細(xì)胞周期也有所改變，G0/G1期細(xì)胞減少。MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、表明，除了FN，其它因子及其相互作用均對(duì)BMSCs增殖有顯著影響。因此，在響應(yīng)曲面分析實(shí)驗(yàn)中選取EGF和PDGF-BB來(lái)優(yōu)化其濃度。盡管本研究中測(cè)量的濃度并沒(méi)有出現(xiàn)在BMSCs擴(kuò)增的最大值范圍內(nèi)，但我們選用的因子濃度可以擬合一個(gè)有效的二次方程，因此對(duì)于有效地預(yù)測(cè)一定因子濃度范圍內(nèi)BMSCs的擴(kuò)增具有參考意義。 其次，為考察力學(xué)因素和物化因素對(duì)BMSCs生長(zhǎng)的影響，本研究設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一套模塊式三維灌注生物反應(yīng)器系統(tǒng)；該系統(tǒng)整合了細(xì)

4、胞接種和長(zhǎng)期培養(yǎng)的功能，通過(guò)計(jì)算可獲得可控的力學(xué)微環(huán)境。針對(duì)靜止、攪動(dòng)、離心、轉(zhuǎn)瓶和灌注五種接種方法對(duì)BMSCs在非紡型PET支架上的接種效率、細(xì)胞分布及接種后形成組織的能力進(jìn)行了系統(tǒng)比較。DNA含量分析、MTT染色以及組織切片結(jié)果表明，灌注培養(yǎng)產(chǎn)生最均一的細(xì)胞分布和相對(duì)高的細(xì)胞量；生長(zhǎng)12天后，其形成組織的能力最強(qiáng)。此外，將細(xì)胞/支架結(jié)構(gòu)體在孔板、轉(zhuǎn)瓶和灌注三種不同系統(tǒng)培養(yǎng)8天結(jié)果同樣顯示，灌注培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞在支架材料上分布更為均一。