负载碱性成纤维细胞生长因子复合性生物支架对牙髓干细胞成血管性能的影响

doi:10.12307/2026.014

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (13): 3343-3349.doi: 10.12307/2026.014

• 牙髓及牙周膜干细胞 Dental pulp and periodontal ligament stem cells • 上一篇下一篇

负载碱性成纤维细胞生长因子复合性生物支架对牙髓干细胞成血管性能的影响

史雨馨1，开吾赛尔·吐尔逊1，刘佳1，2

1新疆医科大学第一附属医院(附属口腔医院)儿童口腔科-口腔预防科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054；2 新疆维吾尔自治区口腔医学研究所，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054

接受日期:2025-04-17 出版日期:2026-05-08 发布日期:2025-12-25
通讯作者: 刘佳，博士，主任医师，副教授，硕士生导师，新疆医科大学第一附属医院(附属口腔医院)儿童口腔科-口腔预防科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054；新疆维吾尔自治区口腔医学研究所，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054
作者简介:史雨馨，女，1999 年生，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市人，汉族，新疆医科大学在读硕士，主要从事儿童口腔学及牙齿再生方向的研究。
基金资助:
新疆维吾尔自治区研究生实践创新项目 (XJ2023G176)，项目参与人：史雨馨，开吾赛尔·吐尔逊

Effects of basic fibroblast growth factor-loaded composite bioscaffold on angiogenesis of dental pulp stem cells

Shi Yuxin1, Kaiwusail · Tursun1, Liu Jia1, 2

1Department of Children’s Stomatology-Department of Stomatological Prevention, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University (Affiliated Stomatological Hospital), Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; 2Xinjiang Uyghur Autonomous Region Institute of Stomatology, Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Accepted:2025-04-17 Online:2026-05-08 Published:2025-12-25
Contact: Liu Jia, MD, Chief physician, Associate professor, Master’s supervisor, Department of Children’s Stomatology-Department of Stomatological Prevention, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University (Affiliated Stomatological Hospital), Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; Xinjiang Uyghur Autonomous Region Institute of Stomatology, Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Shi Yuxin, Master candidate, Department of Children’s Stomatology-Department of Stomatological Prevention, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University (Affiliated Stomatological Hospital), Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
Graduate Practice Innovation Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region, No. XJ2023G176 (to SYX and KT)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

碱性成纤维细胞生长因子：是一种多功能的肝素结合蛋白，能显著促进内皮细胞的增殖与迁移，同时还可以促进骨的形成和修复以及新血管的形成。
牙髓干细胞：作为间充质干细胞的一种，有较强的自我更新能力和广泛的分化潜能，是组织工程中实现牙髓再生的关键来源细胞。

摘要
背景：前期研究证明，一定比例的甲基丙烯酸酐改性明胶(gelatin-methacryloyl，GelMA)与经处理牙本质基质(treated dentin matrix，TDM)复合生物支架具有良好的生物学性能，有利于细胞的增殖与黏附。负载碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)的复合性生物支架为牙髓再血管化提供了新思路。
目的：观察负载bFGF的GelMA/TDM复合生物支架对人牙髓干细胞增殖、迁移及成血管性能的影响。
方法：制备负载0，50，100，200，500 ng/mL bFGF的GelMA/TDM复合支架，通过CCK-8检测牙髓干细胞增殖能力并筛选bFGF的最佳质量浓度，然后将牙髓干细胞分3组处理，分别为GelMA/TDM组、 bFGF-GelMA/TDM组、空白对照组。划痕实验检测牙髓干细胞的迁移能力，Matrigel小管形成实验检测牙髓干细胞成管分支点数量，免疫荧光染色检测牙髓干细胞中血管内皮生长因子蛋白的表达，qPCR检测牙髓干细胞中成血管相关基因(血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2)的表达。
结果与结论：①CCK-8检测结果显示培养3，5 d时，负载bFGF的GelMA/TDM复合支架均可促进牙髓干细胞的增殖，其中bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架的促增殖作用最明显；②细胞划痕实验显示bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架组细胞迁移面积明显大于GelMA/TDM组和空白对照组；③Matrigel小管形成实验显示，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架组成管分支点数量大于GelMA/TDM组和空白对照组；④免疫荧光实验显示，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架组血管内皮生长因子阳性平均吸光度值高于GelMA/TDM组和空白对照组；⑤qPCR实验显示，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架组成血管相关基因血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2的表达高于GelMA/TDM组和空白对照组。结果表明，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合支架表现出较好的促牙髓干细胞增殖、迁移和成血管分化能力。

https://orcid.org/0000-0001-9386-7524 (史雨馨)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 人牙髓干细胞, 碱性成纤维细胞生长因子, 细胞增殖, 复合性生物支架, 成血管, 组织工程

Abstract: BACKGROUND: Previous studies have shown that composite scaffolds prepared from a certain proportion of gelatin-methacryloyl and treated dentin matrix exhibit excellent biological properties, which are beneficial for cell proliferation and adhesion. Composite biological scaffolds loaded with basic fibroblast growth factor provide a new idea for dental pulp revascularization.
OBJECTIVE: To observe the effect of gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite biological scaffold loaded with basic fibroblast growth factor on the proliferation, migration, and angiogenic properties of human dental pulp stem cells.
METHODS: Composite biological scaffolds loaded with 0, 50, 100, 200, and 500 ng/mL of basic fibroblast growth factor were prepared. The proliferation ability of dental pulp stem cells was detected by CCK-8 assay and the optimal mass concentration of basic fibroblast growth factor was screened. The dental pulp stem cells were divided into three groups, namely gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix group, basic fibroblast growth factor- gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix group, and blank control group. The scratch assay was used to detect the migration ability of dental pulp stem cells. Matrigel tubule formation assay was used to detect the number of branch points of dental pulp stem cell tubules. The immunofluorescence staining was used to detect the expression of vascular endothelial growth factor protein in dental pulp stem cells. qPCR was used to detect the expression of angiogenesis-related genes (vascular endothelial growth factor, transforming growth factor β, and ephrin B2) in dental pulp stem cells.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) CCK-8 assay showed that the gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffolds loaded with basic fibroblast growth factor could promote the proliferation of dental pulp stem cells at 3 and 5 days of culture, among which the proliferation-promoting effect of basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)- gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold was the most obvious. (2) Cell scratch assay showed that the cell migration area of basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)-gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold group was significantly larger than that of gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix group and blank control group. (3) Matrigel tubule formation assay showed that the number of branch points of basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)-gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold was greater than that of gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix and blank control groups. (4) Immunofluorescence assay showed that the average positive absorbance value of vascular endothelial growth factor in basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)-gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold group was higher than that of gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix and blank control groups. (5) qPCR assay showed that the expression of vascular endothelial growth factor, transforming growth factor β, and ephrin B2 in the basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)-gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold group was higher than that in the gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix and blank control groups. The results showed that basic fibroblast growth factor (100 ng/mL)-gelatin-methacryloyl/treated dentin matrix composite scaffold exhibited good ability to promote the proliferation, migration, and angiogenesis of dental pulp stem cells.

Key words: human dental pulp stem cell, alkaline fibroblast growth factor, cell proliferation, composite bioscaffold, angiogenesis, tissue engineering

中图分类号:

史雨馨, 开吾赛尔·吐尔逊, 刘佳. 负载碱性成纤维细胞生长因子复合性生物支架对牙髓干细胞成血管性能的影响[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(13): 3343-3349.

Shi Yuxin, Kaiwusail · Tursun, Liu Jia. Effects of basic fibroblast growth factor-loaded composite bioscaffold on angiogenesis of dental pulp stem cells[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(13): 3343-3349.

图/表（结果） 7

2.1 人牙髓干细胞的培养及鉴定结果 培养7 d后可见细胞贴壁生长，形态呈纤维状，见图1A，当细胞传代至第4代时，细胞形态均匀，见图1B。流式细胞仪显示细胞表面标记物 CD29和CD105的表达为98.67%和91.66%，CD14和CD45的表达为0.85%和2.27%，见图2。

2.2 bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架扫描电镜成像结果 扫描电镜下可见bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架横截面多孔结构清晰且孔径均匀，孔径大小为(190.721±9.259) μm，见图3。

2.3 bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架对牙髓干细胞增殖的影响 CCK-8 结果显示培养3，5 d时，负载bFGF的复合水凝胶组吸光度值均高于单纯GelMA/TDM组，其中bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组牙髓干细胞增殖吸光度值最高(P < 0.05)，见图4。

2.4 bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架对牙髓干细胞迁移的影响 各组细胞划痕实验结果见图5A。培养24 h，空白对照组、GelMA/TDM组、bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组细胞迁移面积分别为(847 468.79±16 589.86) μm2 ，(1 135 388.42±134 912.50) μm2 ，(1 282 811.28±143 636.76) μm2，组间两两比较差异均有显著性意义(P < 0.05)，见图5B。

2.5 Matrigel 小管形成形况 将成血管诱导14 d 的细胞接种于Matrigel胶上孵育4 h，倒置显微镜观察发现细胞间相互连接，形成了类似血管的结构，见图6A，通过 Image J 半定量分析，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组、单纯GelMA/TDM组牙髓干细胞形成的血管分支点、成管数与节段数均高于空白对照组，且bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组牙髓干细胞形成的血管分支点数最多(P < 0.005)，见图6B。

2.6 血管内皮生长因子免疫荧光染色结果 激光共聚焦显微镜观察可见牙髓干细胞表达血管内皮生长因子阳性呈红色，牙髓干细胞中细胞核DAPI染色后呈蓝色，见图7A。单纯GelMA/TDM组与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组的阳性平均吸光度值均高于空白对照组，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组阳性平均吸光度值最高(P < 0.005，P < 0.000 1)，见图7B。

2.7 qPCR实验结果 成血管诱导14 d后，单纯GelMA/TDM组与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组的血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2 mRNA表达均高于空白对照组，bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2 mRNA 表达最高(P < 0.05，P < 0.005， P < 0.000 1)，见图8。

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引言

牙髓组织位于牙齿内部的牙髓腔内，具有营养、感觉、防御以及形成牙本质的功能[1]。由于龋齿、牙齿创伤等因素引起的牙髓损伤，在临床中常采取拔除坏死牙髓组织并对根管系统进行严密封闭与充填的方法[2]，这种传统的根管治疗技术容易使牙齿失去活力，进而再次感染和折裂[3-4]。牙髓是一种高度血管化的组织，由于一些解剖学因素，包括极少的侧支血供，这种组织的再生比其他组织更具挑战性[5]。近年来随着医学水平的不断提升，利用组织工程技术实现牙髓再生取得了突破性的进展。合适的干细胞是牙髓再生的关键因素。牙髓干细胞具有较强的自我更新能力及多向分化潜力[6-7]，能分化为内皮细胞及神经细胞，并释放多种调控蛋白，这些蛋白对血管新生及神经生成至关重要[8-9]，形成类似牙髓组织的松散结构，因此牙髓干细胞是组织工程技术中促进牙髓再生的重要细胞来源[10]。
碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)是一种多功能的肝素结合蛋白，对间充质细胞具有促进有丝分裂及趋化作用[11]，同时还可以促进骨的形成和修复以及新血管的形成[12]。支架是牙髓再生的关键因素，甲基丙烯酸酐改性明胶(gelatin-methacryloyl，GelMA)是一种明胶衍生物，能允许细胞附着和增殖[13]，被认为是组织工程再生、创伤修复的有效材料[14]，经处理牙本质基质(treated dentin matrix，TDM)可保留大多数Ⅰ型胶原和非胶原蛋白[15]，是含有许多基质元素和生长因子的骨诱导支架[16]，具有良好的生物相容性[17]，在牙齿和骨组织再生中具有巨大的应用前景。课题组前期研究得出质量比为1∶2的GelMA与TDM复合支架最适合牙髓干细胞的增殖与分化[18]，并具有良好的成骨、成牙分化能力[19]。该实验探讨负载bFGF的复合性生物支架对牙髓干细胞增殖、迁移及成血管性能的影响，为后期进一步在临床应用奠定基础。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

1.1 设计 细胞水平分组对照观察，组间比较采用方差分析或t检验，组间两两比较采用HSD测试法。
1.2 时间及地点 实验于2023年11月至2024年7月在新疆医科大学研究中心完成。
1.3 材料 α-MEM培养液(Gibco，美国)；Ⅰ型胶原酶(索莱宝，中国)；人bFGF (索莱宝，中国)；成血管诱导培养基(ScienCell，美国)；胎牛血清(BI，以色列)；双抗(Gibco，美国)；PBS(BI，以色列)；0.25%胰蛋白酶(新赛美，中国)；甲基丙烯酸酐明胶(阿拉丁，美国)；CCK-8(博士德，中国)；反转录试剂盒(赛维尔，中国)；光引发剂(阿拉丁，美国)；重组抗血管内皮生长因子A抗体(赛维尔，中国)；DAPI 染色液(赛维尔，中国)；基质胶(康宁，美国)。
新疆医科大学口腔医学院提供30 min内拔除的离体牙，供者年龄18-25岁，均签署知情同意书。这项研究已获取新疆医科大学伦理审查委员会的正式授权与批准，伦理审批号：K202406-12。
1.4 实验方法
1.4.1 人牙髓干细胞的提取和鉴定 将30 min内拔除的牙齿快速放入PBS中，在2 h内转移至超净工作台，分离牙冠部分并弃去冠部牙髓，使用拔髓针抽取根部牙髓，去除根尖2 mm的牙髓组织，将剩余的牙髓组织用1%PBS洗3遍，用眼科剪剪碎，用1 mg/mL Ⅰ型胶原酶消化30 min，1 000 r/min离心5 min，去除上清液，用α-MEM完全培养基重悬，置于细胞培养箱内培养，每隔2 d换液1次，倒置显微镜下观察细胞生长情况及细胞形态，当细胞生长至70%-80%汇合状态时，按1∶3消化传代，选用第3-5代细胞进行实验。流式细胞术检测牙髓干细胞表面标志物CD14、CD45、CD29、CD105的表达。
1.4.2 bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架的制备 将不同质量浓度bFGF负载于GelMA/TDM复合支架[18]，首先将10 µg bFGF冻干粉溶解于1 mL无菌水中，制备出质量浓度为10 μg/mL的bFGF溶液，然后取1.5 μL bFGF溶液，加入300 μL GelMA/TDM复合水凝胶溶液中，从而制备出含有50 ng/mL bFGF的GelMA/TDM复合水凝胶溶液，将该水凝胶溶液注入48孔板，采用波长为365 nm的蓝光手电筒避光照射3 min，使溶液光交联形成凝胶，最终获得bFGF(50 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶。同样的方法分别取3，6，15 μL bFGF溶液加入300 μL GelMA/TDM复合水凝胶溶液中，制备出bFGF(100，200，500 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶。
1.4.3 bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架扫描电镜成像 bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶支架放入冷冻干燥仪48 h后，在液氮中将bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶样品切割成约3 mm厚度的立方体，在样品表面均匀涂覆金膜，通过扫描电镜观察支架的内部结构。
1.4.4 CCK-8 细胞增殖实验 将bFGF(0，50，100，200，500 ng/mL)-Gel-MA/TDM复合水凝胶支架放入96孔板中，将第4代牙髓干细胞以2×103个/孔密度加到水凝胶表面，每组设6个复孔，置于37 ℃、体积分数 5%CO2培养箱内培养，每隔2 d换液1次，培养3，5 d后，弃去原培养基，PBS清洗3次，每孔加入10% CCK-8工作液，避光孵育2 h，酶标仪检测450 nm 波长处吸光度值。
1.4.5 细胞划痕实验 用1 000 µL移液枪尖端垂直6孔板底部进行划痕，将bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM、单纯GelMA/TDM水凝胶放入6孔板中，将第4代牙髓干细胞以2×106个/孔密度加到水凝胶表面，以未加入水凝胶的细胞为空白对照，每组设3个复孔，在0 h和24 h用倒置显微镜在孔板的相同位置进行拍摄，计算牙髓干细胞的迁移面积。
1.4.6 Matrigel 小管形成实验 提前1 d将基质胶置于4 ℃冰箱中融化，并预先冷却实验所需的移液器枪头和96孔板，在超净工作台中将96孔板放置于冰盒内，向每孔缓缓加入50 μL基质胶，然后将96孔板转移至培养箱30 min。将bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM、单纯GelMA/TDM水凝胶置于6孔板中，将第4代牙髓干细胞以2×104个/孔密度接种于水凝胶表面，以未加入水凝胶的细胞为空白对照，培养24 h后加入成血管诱导液2 mL，隔天换液1次，成血管诱导培养14 d，用0.25%胰蛋白酶消化，1 000 r/min离心5 min收集细胞，按照2×104个/孔密度接种于底部预先铺有基质胶的96孔板内，置于37 ℃、体积分数 5%CO2培养箱内培养4 h，取出细胞培养板，于显微镜下观测小管形成状况并拍摄记录。
1.4.7 血管内皮生长因子免疫荧光实验 将bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM、单纯GelMA/TDM水凝胶放置于6孔板中，将第4代牙髓干细胞以2×104个/孔密度接种于水凝胶表面，以未加入水凝胶的细胞为空白对照，成血管诱导14 d后，0.25%胰蛋白酶消化收集细胞。将24 mm×24 mm盖玻片放在12孔板中，将上述细胞以2×104个/孔密度接种于12孔板中，5 h后加1 mL α-MEM完全培养基，放入37 ℃、体积分数5%CO2培养箱24 h，每孔加1 mL 40 g/L多聚甲醛静置20 min，加入1 mL 3%BSA封闭液室温封闭1 h，轻轻甩掉封闭液，在细胞孔板里滴加一抗(PBS 1∶200稀释的血管内皮生长因子A)孵育过夜，PBS清洗3次，加对应二抗(PBS 1∶300稀释的CY3标记山羊抗兔IgG)避光孵育1 h，PBS清洗3次，每孔加入DAPI工作液染色10 min，PBS清洗3次，用抗荧光淬灭封片剂封固，激光共聚焦显微镜拍照。红光阳性平均吸光度=红光吸光度值/红光阳性像素面积。

1.4.8 qPCR 检测 上述3组人牙髓干细胞成血管诱导14 d，采用Trizol法对细胞进行裂解，提取各组细胞的总RNA，再利用反转录试剂盒将总RNA反转录为cDNA，使用RT-PCR试剂盒检测相关成血管基因(血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2)的表达量，引物序列见表1。采用2-ΔΔCt法对得到的CT值进行计算。

1.5 主要观察指标 负载bFGF的GelMA/TDM 复合水凝胶支架对人牙髓干细胞增殖、迁移及成血管能力的影响。
1.6 统计学分析 采用SPSS 26.0统计软件进行分析。计量资料以x±s表示，组间比较采用方差分析或t检验，组间两两比较采用 HSD测试法。P < 0.05为差异有显著性意义。该文的统计学方法已经通过新疆医科大学生物统计学专家审核。

讨论

近年来，利用组织工程技术促进牙髓再生一直是临床研究的热点话题。牙髓再生组织工程技术主要包括3个关键因素：合适的干细胞、生长因子和支架材料[20]。通过将负载生长因子的支架材料移植到无髓患牙的髓腔中，以实现重建牙髓生理功能的目的[21]。牙髓干细胞具有多向分化能力，并具有易获取、免疫原性低等优点[22]，被视为组织工程界的理想种子细胞。牙髓修复和再生过程是由不同生长因子和细胞因子高度协调并相互作用的，创造了有利于组织修复和再生的微环境[23]。前期课题组的实验结果表明，当采用质量比为1∶2的GelMA/TDM复合水凝胶进行培养时，牙髓干细胞展现出了更佳的成骨成牙能力[19]。而牙髓组织的血管生成对于有效运送营养物质及趋化因子至关重要[24]。血管生成需要多种促血管生长因子互相调控，目前研究表明 bFGF、血管内皮生长因子、血小板衍生生长因子等能够促进新生血管的成熟与稳定[25]。bFGF是调节血管生成过程的重要生长因子，研究表明bFGF通过刺激牙髓干细胞的增殖和分化来调节血管生成过程中相关基因和蛋白的表达[26]。bFGF负载支架可促进牙髓干细胞的增殖和迁移，促进皮下移植后髓样组织的生成和矿化组织的沉积，在新形成的组织中发现了更高密度的新生血管[27]。
支架是组织工程中促进细胞迁移的载体。水凝胶支架材料具有含水量高、柔软以及可降解性强等优点[28]。GelMA水凝胶是甲基丙烯酸酐与明胶在光引发剂的反应下进行光交联而产生的，具有很高的机械稳定性[29]。MODARESIFAR等[30]研究表明GelMA复合水凝胶因具有良好的生物降解性和生物相容性，可以有效递送bFGF用于血管的生成。
TDM是来源于牙本质的一种细胞外基质，蛋白质组学相关研究显示，牙本质基质中含有牙本质基质蛋白、转化生长因子等活性因子[31-32]。作为生物支架材料，TDM有助于细胞的黏附，还具有性质稳定易于保存的优点。1∶2的GelMA/TDM复合水凝胶具备更优的孔隙结构、力学强度以及生物学特性[18]。扫描电镜下可见bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶支架横截面呈清晰多孔且均匀的结构，水凝胶的孔径大小为(190.721±9.259) µm，均匀的孔径结构有利于细胞的增殖与黏附，且有利于生物活性因子的运输与释放[33]。细胞的增殖分化能力受负载生长因子浓度的影响。为了明确bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶中bFGF的最佳浓度。实验分别将质量浓度为50，100，200，500 ng/mL的bFGF加入GelMA/TDM复合水凝胶中，与人牙髓干细胞进行联合培养。CCK-8细胞增殖结果显示，培养3，5 d相较于对照组，含有bFGF的GelMA/TDM复合水凝胶展现出了更优的细胞增殖能力，其中bFGF质量浓度为100 ng/mL时促进细胞增殖最明显。细胞划痕实验结果显示，GelMA/TDM 复合水凝胶与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶可促进人牙髓干细胞迁移，其中 bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶促进细胞迁移作用更强。
牙髓干细胞经过成血管诱导后在基质胶上形成类血管样结构[34]，基质胶在体外的血管生成实验中被广泛应用。成管实验结果显示，与空白对照组相比，单纯GelMA/TDM组与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组都能形成广泛的类血管样结构，且bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组出现更明显的类血管样结构。血管内皮生长因子在推动血管内皮细胞增殖及血管构建过程中发挥着关键作用[35-36]。血管内皮生长因子免疫荧光实验结果显示，单纯GelMA/TDM组与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组血管内皮生长因子蛋白表达量高于空白对照组。bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组牙髓干细胞的血管内皮生长因子表达量最高，负载bFGF的GelMA/TDM复合水凝胶能使牙髓干细胞具有更强的成血管能力。
血管内皮生长因子、转化生长因子β、肝配蛋白B2基因是衡量成血管能力的重要指标。qPCR 结果显示，GelMA/TDM组与bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组成血管相关基因表达均高于空白对照组，并且bFGF(100 ng/mL)-GelMA/TDM组成血管相关基因表达最高。
综上所述，bFGF质量浓度为100 ng/mL时的bFGF-GelMA/TDM复合水凝胶能较好地促进牙髓干细胞增殖分化，同时负载bFGF的GelMA/TDM复合水凝胶使牙髓干细胞具有更强的迁移及成血管分化能力，该复合水凝胶在组织工程中的再血管化方面具有更大的优势，为后期体内实验利用该复合支架来促进牙髓再血管化奠定了研究基础。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

负载碱性成纤维细胞生长因子复合性生物支架对牙髓干细胞成血管性能的影响

Effects of basic fibroblast growth factor-loaded composite bioscaffold on angiogenesis of dental pulp stem cells

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