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哈尔滨市第五医院万大千团队完成系列动物实验—— 双能CT有望动态观察干细胞修复骨缺损全过程
发布来源:新闻办 发布时间:2018-03-02 09:33:00 点击数:3238

   在组织工程及骨缺损修复领域,干细胞移植治疗前景日益引起学术界的广泛关注。由哈尔滨市第五医院骨科研究所副所长万大千博士完成的一项科研课题发现,通过给予动物兔子骨缺损部位注射标记稀土纳米颗粒显影剂的干细胞,同时应用双能CT可清晰地观察到干细胞在修复骨缺损过程中的趋化与转归,从分子影像学的角度跟踪了修复全过程。该项研究成果近日被美国最新出版的《生物材料-科学与工程》杂志所全文刊载。

时下,在组织工程及骨缺损修复的临床试验中,日益成熟的干细胞移植技术有望为骨科疑难病症带来新的曙光。然而,对植入干细胞的位置和局部浓度的实时、无损的示踪仍是专家面临的一项巨大挑战。目前,CT已成为X射线手段以外的对骨骼系统检查的首选影像学方法,对于骨皮质、骨痂等高密度物质显示效果最佳。尤其是双能CT的出现,更是为活细胞的在体示踪提供了一个全新的手段。与此同时,人们发现稀土纳米颗粒具有强大的弥散特征,可轻易穿透如干细胞膜或细胞核等的生物模型结构。无论是在体内试验还是体外试验,纳米颗粒都可以发挥显影剂的功效。

在上海交通大学戴尅戎院士及艾松涛、陶可、陈德欣等专家团队的指导和帮助下,万大千博士等人设计了一种新型的检测手段,包括使用表面修饰技术增加纳米颗粒生物相容性和被细胞吞噬量,使用双能CT成像技术完成活体干细胞示踪,由此获得了多项国家自然科学基金和省创新基金的支持。研究结果显示:经过表面修饰的纳米颗粒的吸收量高达每细胞255pg的量,并且在2周之后未见明显减少。此同时,修饰过的纳米颗粒,对细胞的活性、毒性和细胞的周期,以及对脊髓间充质干细胞的成骨、成软骨和成脂分化能力均没有显著影响。研究证明,稀土纳米颗粒标记后细胞中的可探测时间达14天,保证了对干细胞的长期观察。本次研究还表明,纳米颗粒可望成为一种潜在的细胞纳米探针,在无创、实时观察干细胞在组织修复过程中,为观察和研究干细胞治疗机制带来一种新颖且直观的检测手段。

与此同时,万大千博士团队还通过动物建模,模拟出了临床常见的骨缺损损伤,类似于人类患者骨不连的病情,随后给予该动物模型进行干细胞注射,观察对骨缺损部位的影响。课题组采取了透射电镜、病理学特殊染色、免疫组化、免疫印迹等方法,结果发现干细胞注射的方式可有效治疗骨缺损。相关研究亦于近期被被美国学术期刊《表面》发表。

据世界卫生组织统计,我国每年约有200万病人因骨缺损、骨不连、骨坏死等并发症,需要骨移植修复和骨重建治疗。专家评价指出,万大千团队在分子影像医学研究上所取得的突破性成果,为干细胞技术攻克骨缺损等重大难题提供了极具转化价值的临床思路,有望在今后的临床实践中,以其安全、清洁、廉价的优势造福于更多的骨不连患者。(王甦 衣晓峰)

附万大千博士简介:

现任哈尔滨市第五医院骨科研究所副所长。

毕业于上海交通大学医学院,获外科学博士学位,师从我国著名中国工程院院士戴尅戎教授,近5年以第一作者及通讯作者发表sci论文9篇,单篇影响因子7.86分,累计影响因子近30分,ei论文一篇。2017年获黑龙江省医药卫生新技术应用三等奖,哈尔滨市卫生新技术应用一等奖。为哈尔滨市青联团体会员,2017年哈尔滨市重点引进人才。同时,现任美国加州伯克利大学访问学者。