尋求一個適當的人類組織工程骨---臨床應用前的研究

腫瘤切除，嚴重外傷，嚴重感染，或是先天畸形會導致的骨缺損。因此如何重建骨缺損處以達到骨再生，重建等功能及美觀回覆是顱顏外科，口腔外科常見的臨床問題及挑戰。自體的骨移植以達到美觀的目的及功能回復是傳統的金科玉律，然而這些自體移植骨有不可預期的吸收率產生供應區的morbidity，來源不足，神經傷害及額外傷口疼痛等的問題產生。除了自體骨移植以外骨替代移植物是另一項不錯的選擇，包括異種異體，同種異體骨移植，或是陶瓷成份骨替代物。異體骨移植的問題是免疫排斥及傳染病的傳播而骨替代物的好處是不用擔心來源不足及供應區的morbidity的問題。有些骨替代物材質像多孔性硫酸鈣，磷酸鈣或是兩種成份混合物等可當作骨架具有骨傳導能力。有些則像去礦物質骨組織(DBM)則兼具骨傳導及骨誘導的能力。雖然這些物質在動物實驗及臨床使用上都已證實可促進骨再生，但是在處理的骨缺損上其結果就不是很穩定及一致性且所需要骨癒合的時間也很長久。組織工程骨再生是目前新的修復骨缺損的方法。它是結合有骨再生性的細胞及適當的支架以促成骨質生成及修復而達到骨的再生。為了使骨替代物可以在治療的骨缺損上更有效及一致性，我們結合了組織工程的概念以促進骨的再生能力，縮短骨癒合時間。在我們過去幾年的實驗已成功利用動物的骨髓間葉幹細胞（BMSC) 或是脂肪來源幹細胞(ASC) 結合自體生物組織膠或水膠為載體修復動物下顎骨或顱骨的骨缺損。為了將來臨床應用，我們利用目前臨床上較常用可塑形及不可塑形不同形式骨替代物（ＨＡ/TCP 混合物）為支架合併來源不同之人類間葉幹細胞來探討骨生成的潛力， 並合併自體生物組織膠以尋求合成人類組織工程骨的最佳組合。同時結合生物反應器對於細胞生長有加成效果因此對於合成人類組織工程骨的效益深入探討以利臨床應用。這個研究的主要目的是：1)是否增加血小板濃縮液以促進細胞附著，而其本身又含有骨誘導物質比單獨僅使用骨傳導物質更可促進骨的再生；2)是否不同來源人類的間葉幹細胞如骨髓幹細胞或脂肪幹細胞在不同形式骨支架具相同增加骨替代物之骨生成能力或是有不同效果；3)是否結合生物反應器對於合成人類組織工程骨的骨生成能力有更佳效果以利未來臨床應用。本計畫計利用裸鼠為實驗模型，人類骨髓幹細胞則從病人接受自體骨移植手術時同時抽取腸骨骨髓約50 ml 其中含骨髓間葉幹細胞，人類之脂肪幹細胞則從抽脂手術後的脂肪取得，並將其分離出來在室溫下培養，當間葉幹細胞逐漸增生時再以培養骨細胞之培養液誘導幹細胞分化成骨原始先驅細胞，當細胞濃度達到每毫升千萬個細胞，再與不同形式骨替代物（ＨＡ/TCP 混合物）結合。將此結合物置入裸鼠背部處2-4 個月觀察結果，共有六組不同的實驗組；每組的實驗動物，分別在第一次手術後8 週，及16 週殺死，然後取下完整的實驗骨，分別做外觀上、X 光片包括電腦斷層及組織學上的分析及比較。相信如果本實驗可行，將著手進行伸請實際臨床實驗希望得到更一致及穩定的結果，以取代並解決自體骨移植之缺點。

系統編號:PC9907-2120
原計畫編號:NSC99-2314-B182A-100-MY3