联合应用成骨诱导后骨髓间充质干细胞与PLGA支架材料修复免桡骨缺损的实验研究

目的研究聚乳酸聚乙醇酸复合物（ Po （ yclactic - co - glycolic acid ）, PLGA ）支架作为组织工程骨支架修复骨缺损的可行性。方法体外培养兔骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells, BMSCs）,在成骨诱导荆地塞米松等的诱导下,向成骨细胞转化,并使之与修饰后PLGA支架复合,植入兔桡骨缺损模型,作为实验组。对照组a为PLGA材料对照,对照组b为空白对照,通过影像学观察骨缺损的修复情况。结果地塞米松等诱导组细胞形态向类成骨细胞转化,碱性磷酸酶表达明显增高,并表达I型胶原。应用多聚赖氨酸修饰的PLGA与成骨诱导的BMSCs复合植入骨缺损后,与对照组相比影像学显示明显促进骨缺损的愈合。结论适当浓度成骨诱导剂可成功的将免骨髓间充质细胞向成骨细胞诱导,诱导后细胞与PLGA支架联合应用可较好修复兔桡骨缺损。     

联合应用成骨诱导后骨髓间充质干细胞与PLGA支架材料修复兔桡骨缺损的实验研究

目的研究聚乳酸聚乙醇酸复合物（ Po （ yclactic - co - glycolic acid ）, PLGA ）支架作为组织工程骨支架修复骨缺损的可行性。方法体外培养兔骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells, BMSCs）,在成骨诱导荆地塞米松等的诱导下,向成骨细胞转化,并使之与修饰后PLGA支架复合,植入兔桡骨缺损模型,作为实验组。对照组a为PLGA材料对照,对照组b为空白对照,通过影像学观察骨缺损的修复情况。结果地塞米松等诱导组细胞形态向类成骨细胞转化,碱性磷酸酶表达明显增高,并表达I型胶原。应用多聚赖氨酸修饰的PLGA与成骨诱导的BMSCs复合植入骨缺损后,与对照组相比影像学显示明显促进骨缺损的愈合。结论适当浓度成骨诱导剂可成功的将免骨髓间充质细胞向成骨细胞诱导,诱导后细胞与PLGA支架联合应用可较好修复兔桡骨缺损。     

HIF-1α介导BMSCs复合PLGA修复大鼠颅骨标准骨缺损的研究

目的 构建低氧诱导因子(HIF)-1α介导骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)支架材料血管化组织工程骨,观察其在大鼠颅骨标准骨缺损中的修复效果.方法 将目的基因HIF-1 α转染至BMSCs后,与支架材料PLGA复合,修复SD大鼠颅骨双侧直径5 mm的标准骨缺损(n=18),随机分为3组:实验组植入HIF-1 α-BM-SCs/PLGA复合体(n=6),对照组植入BMSCs/PLGA复合体(n=6),材料组仅植入PLGA支架材料(n=6).术后8周处死大鼠取材,分别行大体观察、X线片检查和HE染色观察缺损区骨形成情况.结果 大体观察、X线片检查和HE染色均显示实验组缺损区新骨形成量明显大于对照组及材料组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 体内研究表明HIF-1α能够介导BMSCs促进骨组织形成,PLGA是理想的支架材料,用其构建的血管化工程骨能够有效修复骨缺损.     

转化生长因子-β1对骨形态发生蛋白诱导成骨的促进作用

目的：我们通过观察转化生长因子β1（transforming growth factorβ,TCF－β1）和骨形态发生蛋白(bone morpho-genetic protein,BMP)共同修复骨缺损,达到进一步阐明BMP诱导成骨机制的目的,方法：实验采用日本大耳白兔左尺骨中段12mm骨缺损实验模型,分为实验组,对照组和空白组,缺损内分别植入BMP／TGF－β1／载体,BMP／载体,载体,通过X线,组织学及电镜对比观察三组骨缺缶修复情况,结果：实验组骨缺损无论是骨痂出现还是骨接发生时间均较对照组明显提前,空白组骨缺损形成骨不连,实验组成骨细胞和软骨细胞无论出现的时间,数量和功能活跃程度均优于对照组,电镜观察见成骨细胞,软骨细胞内线粒体丰富,内质网增多,而对照组则相对较少,软骨细胞内线粒体丰富,内质网络增多,而对照组则相对较少,结论：TGF－β1具有促进BMP诱导成骨的作用,TGF－β1通过促进间充质细胞分裂增殖为BMP提供靶细胞,促进成骨细胞及软骨细胞的分裂增殖,促进骨细胞合成产生I型胶原,促进基质钙化,碱少骨吸收等作用来促进BMP的诱导成骨。     

骨髓间质干细胞诱导成骨细胞成骨能力的实验研究

目的:研究人骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成骨细胞的成骨能力,为组织工程化骨应用于临床提供理论依据.方法:制备人BMSCs与犬脱细胞-脱钙骨的复合物,将复合物回植于裸鼠皮下作为实验组,同时植入空白材料作为对照组,分别于植入4、8、12周取材,进行大体观察和组织切片HE染色观察,分析其体内成骨能力.结果:大体观察:随着植入时间延长,实验组体积变化不明显,12周时材料与背部皮肤粘连;对照组体积略缩小,材料基本降解.组织切片HE染色观察见对照组无新骨形成,有纤维包裹,实验组8、12周时有新骨小梁形成,周围有较多小血管形成.结论:人BMSCs诱导的成骨细胞具有良好的体内成骨能力,脱细胞-脱钙骨松质-人BMSCs-成骨细胞是较理想的组织工程化骨.     

纳米HA/CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损

【目的】观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CSscaffold)通过特殊的穿"靴"结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力。【方法】原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形"靴"结构。把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿"靴"的nano-HA/CS支架底部,把细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。扫描电镜观察nano-HA/CS支架结构及细胞-支架复合体结构。30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4 mm、深8 mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体、不经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况。【结果】BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92%,平均孔径为125μm,与软骨细胞有较好的粘附性。大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长。苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组。3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组。【结论】BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性;软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿"靴"结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力。     

骨保护素基因修饰的Beagle犬骨髓基质细胞在牙周组织再生中的作用

目的观察骨保护素(OPG)基因修饰的骨髓基质细胞(BMSCs)复合PLGA材料移植对牙周骨缺损的修复作用。方法4只成年Beagle犬,选其24颗前牙丝线结扎饲以高糖饮食构建牙周病模型。翻瓣检查修整近中牙槽骨缺损至3mm,实验牙分为3组:实验组(缺损处植入OPG基因修饰的BMSCs复合PLGA)、阴性对照组(缺损处植入BMSCs复合PLGA)、空白对照组(常规牙周翻瓣治疗)。6周后临床、X线片观察,切片组织学观察,统计学分析相关数据。结果OPG基因修饰的BMSCs明显促进骨缺损的修复,组织学评分与两对照组相比差异有显著性(P<0.01)。结论OPG能有效促进犬牙周骨缺损的骨组织再生。     

海藻酸钠壳聚糖支架复合成骨细胞特异性多肽修复兔颅骨缺损

目的 评价成骨细胞特异性识别多肽在骨缺损中的修复效果.方法 将成骨细胞特异性识别多肽与海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(SA/CS Gel)复合植入兔颅骨双侧 15 mm圆形极限骨缺损区,实验组缺损处植入海藻酸钠/壳聚糖/成骨细胞特异性识别多肽水凝胶(SA/CS/多肽 Gel),对照组植入SA/CS Gel,空白组不植入任何载体及药物,随机分组.术后8周活体行CBCT扫描,随后处死取材并常规HE染色行组织学检查观察成骨效果.结果 影像学及组织形态学结果可见,实验组缺损区成骨量明显大于对照组及空白组,差异有统计学意义(P<0.05).结论 成骨细胞特异性识别多肽可促进兔颅骨缺损的骨修复.     

双膦酸盐对骨形成蛋白诱导骨的作用

目的：研究双膦酸盐对骨形成蛋白（BMP）诱导骨的作用。方法：42只大白鼠背部植入BMP,诱导出异位骨后,将大白鼠分成实验组和对照组。实验组在BMP植入后第3～7周,每周腹腔注射双膦酸盐（YM175）3次, 剂量1 μg·kg^-1·d ^-1。对照组按同样的方式给予等量的生理盐水。在BMP植入第3、4、7和10周,将BMP诱导骨取出,采用显微放射照片（CMR）和HE染色方法观察双膦酸盐对骨形成蛋白诱导骨的作用。结果：BMP诱导骨3周时（即双膦酸盐未投药前）,在BMP植入体周边形成编织骨,大量破骨细胞出现在新生骨组织表面。在4周时,实验组和对照组新生骨组织均向BMP植入体内生长。在10周时,对照组骨细胞变小,实验组可观察到有规律地排列的板层状骨的特征。结论：双膦酸盐对骨形成蛋白诱导骨破骨骨吸收有明显的抑制作用。     

珍珠层/聚乳酸重组人工骨修复动物骨干缺损的实验研究

目的 探讨珍珠层/聚乳酸重组人工骨(NPCB)在体内的生物相容性、降解情况及成骨特点,评价其性能,为进一步的应用提供实验依据。方法 将NPCB随机植入成年新西兰白兔1.5 cm的桡骨缺损内,并设立不植入任何材料的空白对照,观察NPCB植入后动物的局部反应,检测动物术后1周、4周的血钙值,并与术前1天比较;于术后6、8、12、16周取材,作X线、骨矿含量、大体标本及组织形态学观察,分析不同时期组织反应、骨缺损修复及材料降解情况。结果 NPCB植入后无明显的局部不良反应,术后1周、4周血钙值与术前1天相比无明显差异。植入NPCB的骨缺损内骨矿含量在6~12周时升高幅度明显高于空白对照组,但12周后植入NPCB的骨缺损内骨矿含量出现下降。X线检查、大体标本及组织形态学观察显示NPCB的成骨方式主要是骨传导成骨,至术后16周时骨缺损基本修复,NPCB与宿主骨结合紧密,而空白对照骨缺损断端仅有少量骨修复,形成骨不连。NPCB植入后即开始其降解过程,12周以后材料周围出现较多吞噬有材料颗粒的巨噬细胞和多核巨细胞,16周时仍有部分材料未降解吸收。结论 NPCB具备良好的生物相容性和骨传导能力,可以在体内逐渐发生生物降解。     

负载BMP的新型组织工程骨的构建及骨缺损修复实验

OBJECTIVE: To construct a new tissue-engineered bone with poly (D, L-lactide-co-glycolide) (PLGA), bone morphogenetic protein (BMP) and bone marrow-derived stem cells (BMSCs) and observe its effect in repairing segmental bone defects. METHODS: A 15-mm bone defect in the right radius was induced in New Zealand white rabbits, and the models were randomized into three groups to receive implantation of the tissue-engineered bone grafts constructed with PLGA carrying 5 mg BMP and about 1 x 10(6) BMSCs (experimental group), grafts of PLGA with about 1 x 10(6) BMSCs (control group), or grafts of exclusive PLGA (blank control group), respectively. The osteogenesis in the bone defect after the implantation on was evaluated X-ray films, and the histological changes of the tissues sampled from the bone defect 4, 8, and 12 weeks after operation were observed and new bone formation was measured by image analysis. RESULTS: The bone defect was completely repaired in the experimental group 12 weeks after the implantation, showing the best results among the 3 groups. The bone defects in the blank control group was filled with only fibrous and connective tissues at 12 weeks. CONCLUSION: This tissue-engineered bone constructed with PLGA, BMP and BMSCs possesses good ability in repairing segmental bone defect.     

山羊胫骨大段骨缺损的组织工程骨修复及放射性核素显像监测

目的：探讨组织工程骨对山羊大段骨缺损的修复能力及放射性核素骨显像技术在此过程中的监测效果。方法：将27只中国青山羊，分为组织工程骨组，人工骨组和对照组（每组9只）并分别造成左侧胫骨2cm缺损，对组织工程骨组缺损区植入珊瑚羟基磷灰石（CHAP）和骨髓基质干细胞（BMSc)复合体，人工骨组植入CHAP，对照组则不植入任何填充物，采用放射性核素骨显像于术后2，4，8周监测各组骨修复情况。结果：通过放射性核素骨显像测定的感兴趣区（ROI）计数和T／NT比值显示：对照组在各时间点均未见再管化的表现及明显的成骨活动；人工骨组随着时间的延长其血管再生的数量和成骨的质量呈现出上升的趋势。组织工程骨组上升趋势更为显著。结论：组织工程骨较人工骨具有更佳的修复大动脉大段骨缺损的能力，放射性核素骨显像在修复过程中有比较准确的预测效果。     

山羊胫骨大段骨缺损的组织工程骨修复及放射性核素显像监测

目的探讨组织工程骨对山羊大段骨缺损的修复能力及放射性核素骨显像技术在此过程中的监测效果。方法将27只中国青山羊,分为组织工程骨组、人工骨组和对照组(每组9只)并分别造成左侧胫骨2cm骨缺损。对组织工程骨组缺损区植入珊瑚羟基磷灰石(CHAP)和骨髓基质干细胞(BMSc)复合体,人工骨组植入CHAP,对照组则不植入任何填充物。采用放射性核素骨显像于术后2、4、8周监测各组骨修复情况。结果通过放射性核素骨显像测定的感兴趣区(ROI)计数和T/NT比值显示:对照组在各时间点均未见再血管化的表现及明显的成骨活动;人工骨组随着时间的延长其血管再生的数量和成骨的质量呈现出上升的趋势;组织工程骨组上升趋势更为显著。结论组织工程骨较人工骨具有更佳的修复大动物大段骨缺损的能力,放射性核素骨显像在修复过程中有比较准确的预测效果。     

β-TCP/PLGA复合BMSCs联合高压氧修复海水浸泡兔桡骨骨缺损的作用研究

目的 探讨β-磷酸三钙/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(β-TCP/PLGA)复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)联合高压氧修复海水浸泡骨缺损的疗效.方法 复苏和传代的BMSCs接种于pTCP/PLGA支架上,构建组织工程骨.60只新西兰兔在双侧桡骨制作1.5cm的骨缺损,经海水浸泡3h后,分成4组,A组:空白对照组;B组:单纯BMSCs组;C组:BMSCs+高压氧组;D组:β-TCP/PLGA+ BMSCs高压氧组.分别于术后4、8A2周分别X射线摄片处死后取桡骨.通过X线片、苏木素-伊红(HE)染色和免疫组织化学检测,评价各组海水浸泡骨缺损修复效果.结果 影像学检查,术后12周A组骨缺损未完成修复,断端硬化;B组骨缺损部分修复;C组骨缺损基本完成修复,髓腔未通;D组骨缺损完成修复,髓腔再通.各个时间点骨痂灰度值D组＞C组＞B组＞A组(P＜0.05).组织学观察,术后12周,A组少量板层骨;B组少量板层骨形成,少量骨小梁生成;C组大量板层骨形成,骨小梁排列欠规则;D组大量板层骨形成,骨小梁排列规则.免疫组织化学检测各组表达骨钙素(OCN)强度,术后4周最强,术后8周减弱,术后12周达到最低.术后4周和8周,OCN表达强度D组＞C组＞B组＞A组(P＜0.05),术后12周各组差异无统计学意义(P＞0.05).结论 β-TCP/PLGA复合BMSCs联合高压氧是修复海水浸泡骨缺损的有效方法之一.     

异种骨复合自体骨髓基质干细胞修复节段性骨缺损

目的探讨异种骨复合骨髓基质干细胞(MSCs)修复节段性骨缺损的可行性。方法将MSCs与异种松质骨在体外联合培养,兔桡骨中上段制成1.5 cm的骨-骨膜缺损模型,实验组植入复合异种骨,对照组植入单纯异种骨,空白对照组不植入任何材料,分别于术后4、8、12周各时间点行标本的组织学观察、X线片观察、透射电镜观察及骨密度测试,比较其骨缺损区骨修复情况。结果术后第12周,实验组骨缺损区完全修复,骨密度接近正常;对照组骨缺损区修复缓慢,新骨形成量少;空白对照组骨缺损区未修复。结论异种骨复合MSCs修复节段性骨缺损能力强,在成骨速度和量上明显优于单纯异种骨。     

组织工程化骨修复兔桡骨缺损的实验研究

目的:探讨骨髓间充质干细胞复合脱钙骨基质和骨形成蛋白修复兔桡骨缺损的效果。方法:体外分离、培养骨髓间充质干细胞,复合于脱钙骨基质,以骨形成蛋白进行成骨化诱导。日本大耳白兔45只,随机分为3组,A组:骨髓间充质干细胞+脱钙骨基质+骨形成蛋白;B组:脱钙骨基质+骨形成蛋白;C组:空白组。行兔15 mm桡骨缺损修复。术后12周取桡骨标本,大体观察并手法评估3组桡骨缺损修复情况,组织学及生物力学测定植入材料融合情况。结果:术后12周,大体可见A组基本骨性愈合,融合组织质地硬,形态不规整;B组见少量骨痂形成,尚有部分缺损未愈合。C组骨缺损处见肉芽组织充填,未见骨痂形成。组织学观察Masson染色示A组大量软骨形成,靠近连接处可见新生骨小梁形成且处于成骨活跃期,软骨与骨组织之间过渡自然。B组可见部分新生骨小梁形成,材料骨小梁变细较少,断裂明显。C组未见新生骨小梁形成。生物力学测定A组的最大载荷、抗压强度和弹性模量分别为(87.8±9.8)N、(8.4±0.9)MPa及(187.5±8.2)GPa,均低于健侧组([112.3±11.2)N、(9.5±0.2)MPa及(210.5±15.9)GPa],且组间比较有统计学差异(P<0.05)。结论:骨髓间充质干细胞复合脱钙骨基质和骨形成蛋白修复兔桡骨缺损,优于应用脱钙骨基质和骨形成蛋白,早期生物力学强度低于正常骨组织。     

骨髓基质细胞复合聚DL-乳酸/羟基磷灰石修复兔桡骨缺损的研究

目的探讨复合兔骨髓基质细胞（BMSCs）的聚DL-乳酸/羟基磷灰石（PDLLA/HA）在修复兔桡骨缺损中的效果。方法 36只健康新西兰白兔,共72侧前肢,造成1.0cm长的桡骨缺损,随机分成A、B、C3组,A组植入BMSCs＋PDLLA/HA,B组单纯植入PDLLA/HA,C组不做任何植入,于术后2、4、8、12周时行X线、大体和组织学观察。结果 A组成骨效果优于B组,12周时已完全骨性愈合,髓腔通畅,在各骨缺损修复时期,其成骨速度、成骨量和再生髓腔结构均优于B组、C组;A组X线评分也高于B组,差异均有统计学意义（均P〈0.01）。结论 BMSCs复合PDLLA/HA具有较强的成骨能力,有望成为临床修复骨缺损的治疗方法。     

含天然钙化层的骨软骨材料修复猪膝关节软骨缺损

目的 构建含和不含天然钙化层的修复材料,比较两者在猪膝关节软骨缺损修复中的效果,探讨钙化层在骨软骨组织工程中的重要性.方法 选取普通实验猪膝关节骨,软骨通过Ⅱ型胶原水凝胶冻干技术和天然骨软骨脱细胞技术构建含有钙化层和无钙化层的骨软骨支架,以贵州小香猪自体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)为种子细胞,构建移植修复材料.30只小香猪按随机数字表法分为空白对照组、无钙化层组、含钙化层组(n=10).双膝关节滑车骨软骨缺损造模,直径8 mm,深至软骨下骨,植入对应的修复材料.分别于12、24周取材,采用大体、体式显微镜观察,以及MRI检测缺损填充情况,HE染色、番红0-固绿染色,以及Ⅰ、Ⅱ型胶原蛋白免疫组化染色观察新生修复物的组织类别,O'Driscoll组织学评分评价修复效果.结果 各组术后24周修复效果较12周均有改善.大体和体式显微镜观察,24周空白对照组新生组织部分填充缺损,为纤维组织,软骨表面凹陷深大;无钙化层组移植物填充缺损,软骨表面凹陷;含钙化层组缺损填充较好,表面微凹陷,三层结构可见,与宿主组织整合佳.组织学观察提示空白对照组为纤维组织填充修复;无钙化层组为骨和纤维软骨修复,三层结构不明显;含钙化层组钙化层结构清晰,移植物与宿主整合,软骨表面微凹陷,透明软骨修复.O'Driscoll组织学评分,12、24周空白对照组分别为(3.80±0.83)、(5.50 ±0.52)分,无钙化层组分别为(10.30±0.63)、(14.20±0.68)分,含钙化层组分别为(15.10±0.58)、(18.80±0.87)分,各组评分差异均有统计学意义(P＜0.01),含钙化层组评分最高.结论 含有天然钙化层的骨软骨支架,在猪骨软骨缺损修复中取得了很好的修复效果,明显优于无钙化层支架和空白对照,是今后软骨组织工程支架设计的重要参考.