基于三维支架的前成骨细胞系工程骨发育

骨再生的基础是假设健康的祖细胞可以被招募或者转移到受损部位，最终再生丧失或损坏的组织。三维多孔聚合物支架可能通过创建和维持一个有利于祖细胞迁移、增殖和分化的空间来增强骨再生。作为测试这种可能性的初步步骤，在由可生物降解聚合物制成的支架上培养成骨细胞，并评估这些支架上的骨发育。多孔聚合物支架是由乳酸和乙二醇的可生物降解聚合物制成的。MC3T3-E1细胞被静态接种到聚合物支架上，并在含有抗坏血酸和β-甘油磷酸盐的体外条件下培养。细胞在培养的前4周内增殖，并形成了一个充填空间的组织。这些细胞中的胶原信使RNA水平在培养期间一直保持高水平，这与在聚合物支架上观察到的胶原沉积增加一致。沉积胶原的矿化最初在4周时被观察到，并随后增加。矿化的开始与两种成骨细胞特有基因（骨钙素和骨唾液蛋白）的mRNA水平增加相对应。在细胞/聚合物构造的培养持续12周后，形成了一种具有类似于天然骨架构的三维组织。这些研究表明，三维工程组织内的成骨细胞遵循经典的分化途径，这一途径在二维培养中也有描述。诸如此类的聚合物支架最终可能在临床中用于通过将祖细胞输送或招募到创伤部位来增强骨再生。