富血小板纤维蛋白(PRF)联合骨髓单核细胞(BM-MNCs)促进兔骨软骨缺损修复的免疫组化与基因表达研究

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:BMC Musculoskeletal Disorders 2.2

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  本研究针对骨软骨缺损自发修复形成纤维化组织的问题,通过兔模型评估富血小板纤维蛋白(PRF)联合骨髓单核细胞(BM-MNCs)的治疗效果。研究发现PRF与BM-MNCs联合应用可显著促进胶原II型(Col2a1)和聚集蛋白聚糖(aggrecan)表达,加速缺损修复并改善再生组织质量,为临床骨软骨再生提供了新型生物活性材料组合方案。

  

关节软骨作为无血管神经组织,其损伤修复一直是骨科领域的重大挑战。自发修复形成的纤维软骨缺乏正常力学特性,最终导致骨关节炎。传统治疗方法如微骨折术、自体软骨移植等存在供区损伤、修复组织不耐磨等问题。近年来,生物活性材料与干细胞疗法展现出潜力,但细胞存活率低、分化不可控等瓶颈制约其应用。

针对这一难题,曼苏拉大学兽医学院的研究团队在《BMC Musculoskeletal Disorders》发表创新研究,首次系统评估了富血小板纤维蛋白(PRF)联合骨髓单核细胞(BM-MNCs)对兔膝关节骨软骨缺损的修复效果。研究发现这种组合疗法能协同促进软骨特异性基质合成,使再生组织更接近天然透明软骨特性。

研究采用四大关键技术:1)通过密度梯度法从兔骨髓分离BM-MNCs(含6×106个细胞);2)低速离心制备自体PRF凝胶;3)在兔股骨滑车沟创建4mm×5mm标准缺损模型;4)运用国际软骨修复学会(ICRS)评分系统结合免疫组化、实时定量PCR多维度评估修复效果。

宏观观察结果
联合治疗组(D组)在所有时间点均显示最优修复:3周时缺损填充率达50-75%,显著高于单独治疗组(B组PRF 50%,C组BM-MNCs 25-50%);12周时实现100%填充,表面光滑完整。而对照组(A组)始终存在裂隙,12周仅填充75%。

组织学分析
D组3周即出现混合透明/纤维软骨,6周形成典型透明软骨,柱状软骨细胞排列规整。Safranin O染色显示D组蛋白聚糖沉积量在12周达正常水平(3.0±0.0分),显著高于BM-MNCs单独组(2.5±0.5分)。

免疫组化与基因表达
胶原II型免疫染色显示D组6周即达强阳性(3.0±0.5分),而对照组仅弱阳性(0.8±0.5分)。基因检测发现D组Col2a1表达量在12周达对照组14.1倍,aggrecan表达量达15.5倍,显著高于各单独治疗组(P<0.05)。

该研究突破性发现PRF的三维纤维网络能有效捕获BM-MNCs,其富含的TGF-β、IGF-1等生长因子可协同促进细胞向软骨分化。特别值得注意的是,联合治疗组的修复速度较传统方法提升50%,且再生组织生物力学特性更接近天然软骨。这为临床开发"一站式"骨软骨修复方案提供了实验基础——无需体外扩增细胞,通过术中即时制备的生物材料组合即可实现高效修复。

研究同时揭示了PRF的双重作用机制:既是细胞载体,又通过持续释放生长因子调控微环境。但作者指出,需进一步开展大动物实验验证其临床转化潜力。这项成果为关节软骨再生提供了新的治疗范式,尤其对创伤性骨软骨缺损和早期骨关节炎的干预具有重要指导价值。

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