慢病毒介导BMP-2过表达质粒转染骨髓间充质干细胞联合丝素蛋白支架向成骨细胞转化的实验研究

目的：探究慢病毒介导BMP-2过表达质粒转染骨髓间充质干细胞联合丝素蛋白支架向成骨细胞转化的作用效果。方法：构建慢病毒BMP-2过表达载体,培养骨髓间充质干细胞,构建细胞核支架的联合培养体系,体外实验利用茜素红染色和碱性磷酸酶染色检测骨髓间充质干细胞的成骨转化。选择10只新西兰大白兔,体重3.2～4.5 kg,平均3.9 kg;年龄（2.89±0.45）岁;使用口腔钻在兔子胫骨钻孔（长度5 mm、宽度2 mm、深度3 mm的锥形胫骨缺损）构建兔子胫骨骨缺损模型,HE染色观察动物模型内骨缺损的修复。实验组造模后植入丝素蛋白支架+转染BMP-2过表达载体骨髓间充质干细胞复合物,阴性对照组造模后植入丝素蛋白支架+未转染骨髓间充质干细胞复合物。结果：实验组（丝素蛋白支架+转染BMP-2过表达载体骨髓间充质干细胞复合物）中支架表面黏附的细胞与对照组（丝素蛋白支架+未转染骨髓间充质干细胞）相比,细胞数明显增多。实验组细胞外基质分泌与对照组相比,支架间细胞外基质含量明显增多。对照组支架表面元素EDX分析显示钙离子含量为0.22%,实验组支架表面元素EDX分析显示钙离子含量为0.86%,可见实验组诱导钙离子形成的能力要比对照组强。钙结节茜素红染色结果显示,对照组肉眼观无明显变化,镜下观察可见少量钙结节点。实验组肉眼观可见明显红色区域染色,镜下观察可见大量钙结节点。碱性磷酸酶染色结果显示,对照组肉眼观无明显变化,镜下观察未见明显变化。实验组肉眼观可见紫色区域染色,镜下观察可见ALP染色呈强阳性。丝素蛋白支架与骨髓间充质干细胞联合培养体系可以对软骨缺损有较好的修复作用,转染BMP-2骨髓间充质干细胞后修复作用明显优于未转染组。HE染色结果显示,对照组炎性细胞减少,支架略有消失。实验组炎性细胞明显减少,支架消失,血管生成。结论：慢病毒介导BMP-2过表达质粒可以促进BMSC向骨细胞的分化作用,并且分泌更多的含Ca²⁺成分的细胞外基质,从而发挥其促进骨缺损修复的作用。     

兔骨髓间充质干细胞复合两种材料体外生物相容性的比较

[目的]探讨丝素蛋白和纳米晶羟基磷灰石胶原／骨体外生物相容性，为组织工程寻找理想的载体材料。[方法]体外培养兔骨髓间充质干细胞分别于丝素蛋白和纳米晶羟基磷灰石胶原／骨体外复合培养，应用扫描电镜、激光共聚焦显微镜，四唑盐比色试验（MTT法），观察材料上复合培养的细胞的生物学特性。[结果]兔骨髓间充质干细胞可以在丝素蛋白和纳米晶羟基磷灰石胶原／骨良好的黏附、增殖和生长。两种材料相比较其相容性没有明显的差异。[结论]丝素蛋白和纳米晶羟基磷灰石胶原／骨均具有良好的生物相容性，可以作为组织工程理想的载体材料。     

骨髓基质细胞诱导分化与聚乳酸吸附培养细胞的初步研究

目的:1.验证骨髓基质细胞体外培养条件下是否分化为成骨细胞;2.探索多孔聚乳酸作为组织工程载体吸附培养骨髓基质细胞的可行性。方法:取兔骨髓细胞经培养得到骨髓基质细胞,以地塞米松、维生素C、β-磷酸甘油诱导细胞分化,以原位杂交检测骨桥素和骨连接素mRNA,Von Kossa钙染色检测矿化结节。以生物可降解材料-聚乳酸吸附培养骨髓基质细胞,扫描电镜和组织学苏木精一伊红染色观察细胞的生长情况,并对载体中培养第4-12天细胞计数。结果:骨髓基质细胞经诱导第2周表达骨桥素,第3周表达骨桥素、骨连接素和形成矿化结节。细胞可以进入多孔聚乳酸内部生长,12天细胞密度可达2.6×10~7/cm~3。结论:1.骨髓基质细胞含有成骨干细胞;2.多孔聚乳酸可以吸附骨髓基质细胞生长,因此可能作为骨组织工程材料。     

人骨髓基质细胞培养及向成骨细胞的诱导分化

目的研究人骨髓基质细胞体外培养及向成骨细胞诱导分化的实验方法。方法采用梯度离心法获得人骨髓基质细胞，细胞纯化后使用分化培养液将骨髓基质细胞向成骨细胞方向诱导分化。通过形态学观察、生化指标检测、细胞染色和矿化结节测定等方法，确定细胞的功能状态和分化程度。结果显微镜观察显示获得的人骨髓基质细胞生长状况良好，生化指标稳定；经分化培养液培养的细胞增殖速度明显减慢，生长状态平稳。细胞在分化培养过程中，上清液中碱性磷酸酶分泌量明显增加，细胞碱性磷酸酶染色明显浓染，随时间呈显著增强趋势；采用常规培养液培养的骨髓基质细胞，在汇合后不能形成明显的矿化结节。用分化培养液培养的人骨髓基质细胞，在14d时开始出现矿化结节，在21d时呈现密集的茜素红染色矿化结节。结论梯度离心法获得的人骨髓基质细胞生长情况良好，功能状态稳定；体外培养的人骨髓基质细胞在一定条件下可以向成骨细胞方向诱导分化，并具有良好的成骨细胞功能特征，可以满足进一步研究的需要。     

新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的实验研究

[目的]观察以新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的可行性。[方法]分离培养兔髓核细胞,与丝素蛋白多孔支架在体外复合培养,建立组织工程化髓核模型,通过扫描电镜、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化以及酶联免疫吸附测定观察细胞在支架上1周和3周的生长及增殖情况。[结果]培养1周后,扫描电镜显示细胞呈球状均匀地贴附在支架内部。细胞-支架复合体HE染色可见支架内部有大量髓核细胞,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。培养3周后,扫描电镜显示细胞成层黏附于支架表面,细胞重叠生长,分泌大量细胞外基质,HE染色可见支架内部有大量髓核细胞填满支架孔隙并分泌大量细胞外基质,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。酶联免疫吸附测定:3周组蛋白多糖含量(52.4±4.5)ng/ml明显高于1周组(29.3±3.6)ng/ml,P<0.05,3周组的II型胶原含量(24.3±1.8)ng/ml明显高于1周组(15.16±1.5)ng/ml,P<0.05。[结论]新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外培养生长良好,分泌大量类似髓核样细胞外基质,可以用于体外构建组织工程化髓核。     

骨髓间充质干细胞膜片的体外构建及成骨分化实验研究

目的:探索骨髓间充质干细胞膜片的体外构建简便方法,并评估其成骨分化潜能。方法:将兔骨髓间充质干细胞高密度接种,在成骨诱导条件下连续培养形成细胞膜片。通过组织学、碱性磷酸酶活性定量检测、透射电镜和扫描电镜等方法,检测细胞膜片的特性。结果:高密度连续培养及成骨诱导后形成骨髓间充质干细胞膜片。HE染色证实膜片是一种由多层细胞和细胞外基质组成的聚集体;茜素红染色呈阳性;碱性磷酸酶定量分析含量较高;扫描电镜及透射电镜检查均见基质中大量的矿化结节聚集。结论:通过体外简单的连续培养和成骨诱导后,可形成具有良好成骨能力的骨髓间充质干细胞膜片。     

生物复合材料体外诱导分化SD大鼠乳鼠骨髓间充质干细胞为成骨细胞分析

目的探讨生物复合材料HA-玻璃涂层/多孔ZrO2体外诱导分化SD大鼠乳鼠骨髓间充质干细胞为成骨细胞的能力,找到骨髓间充质干细胞理想的复合载体及移植后的安全性,为骨缺损的临床快速恢复治疗奠定基础。方法通过生物材料体外诱导SD大鼠骨髓间充质干细胞,培养至14天、21天,经Gomori钙钴法染色、Von Kossa染色及Ⅰ型胶原免疫组化分析比较诱导前后其碱性磷酸酶、钙结节、Ⅰ型胶原的表达变化;流式细胞技术检测诱导前后细胞CD45、CD44及CD90的表达变化。结果 SD大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导14天,出现了三角形或不规则细胞,细胞之间界限清晰,碱性磷酸酶呈阳性表达;诱导至21天,细胞中出现致密圆形的矿化结节及Ⅰ型胶原呈阳性表达,细胞之间界限模糊;流式技术检测诱导前后细胞表面CD44仍为阳性表达,CD45仍为阴性表达,而CD90由原来的阳性表达转为阴性表达,细胞表达阳性率由99.7%下降为0.29%。结论该生物复合材料将骨髓间充质干细胞成功诱导为成骨细胞,且该材料又能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的填充材料,为新骨的形成提供支架,发挥骨传导作用。     

新型多孔双相磷酸钙支架与兔骨髓间充质干细胞相容性的体外实验研究

目的：研究新型多孔双相磷酸钙支架与兔骨髓间充质干细胞的体外相容性。方法：体外分离、扩增兔骨髓间充质干细胞。取传二代细胞,按照经典组织工程构建方法,分别接种双相磷酸钙（对照组）和双相磷酸钙复合纳米羟基磷灰石（实验组）支架。单纯细胞培养为空白对照组。体外成骨诱导培养14天。倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞生长情况;MTT法检测细胞增殖功能;碱性磷酸酶（ALP）检测细胞成骨分化功能。结果：细胞在新型支架上吸附、生长良好。各组MTT及ALP值随培养时间延长而增大。培养各时段实验组均高于其他两组,差别有统计学意义（P〈0.01）。结论：新型BCP支架与兔BMSC在体外具有良好的相容性,二者具有体外构建工程骨的潜力。     

质粒修饰BMSC联合纳米支架促进软骨缺损修复的相关研究

目的探究慢病毒介导聚蛋白多糖(Aggrecan)过表达质粒转染骨髓间充质干细胞联合Gelatin/PLGA纳米纤维多孔支架向软骨细胞转化及软骨缺损修复的作用效果。方法构建慢病毒聚蛋白多糖过表达载体,培养骨髓间充质干细胞,构建兔模型软骨缺损模型,实验组造模后植入Gelatin/PLGA三维支架+转染聚蛋白多糖过表达载体骨髓间充质干细胞复合物;阴性对照组造模后植入Gelatin/PLGA三维支架+未转染骨髓间充质干细胞复合物;模型组造模后加入生理盐水处理。体外实验利用HE染色和免疫组织化学染色检测骨髓间充质干细胞联合Gelatin/PLGA纳米纤维多孔支架的联合培养体系向软骨细胞转化中聚蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白的表达。构建兔膝关节软骨缺损模型,HE染色和免疫组织化学分析复合支架材料对软骨缺损的修复效果。结果 a)实验组(Gelatin/PLGA纳米纤维多孔支架+转染Aggrecan过表达载体骨髓间充质干细胞复合物)中支架表面黏附的细胞与对照组(Gelatin/PLGA纳米纤维多孔支架+未转染骨髓间充质干细胞)相比,细胞数明显增多;b)动物模型大体观察结果显示,实验组的修复效果要明显优于阴性对照组;c)动物模型HE染色结果显示,阴性对照组多为纤维性修复,而实验组多为细胞性修复;d)免疫组织化学染色结果显示,实验组修复软骨组织中Aggrecan和Ⅱ型胶原含量要明显优于阴性对照组。结论 Gelatin/PLGA三维支架加转染Aggrecan过表达载体骨髓间充质干细胞复合物可以促进BMSC向软骨细胞的分化,并且分泌更多的含Aggrecan和Ⅱ型胶原成分的细胞外基质,从而发挥其促进软骨缺损修复的作用。     

大鼠骨髓基质细胞体外培养诱导成骨能力的研究

目的：观察大鼠骨髓基质细胞在体外培养生长时的生物学特性，及诱导分化为成骨细胞的能力。方法：取成年大鼠2只，处死后分离、培养骨髓基质细胞，第8天时添加矿化液诱导培养，细胞经传代后绘制生长曲线。应用倒置相差显微镜、透射电镜观察其生长特性，并进行甲苯胺蓝染色，Won Kossa染色，碱性磷酸酶染色。结果：培养的大鼠骨髓基质细胞呈成纤维细胞样生长，增殖活跃。经诱导后，细胞碱性磷酸酶活性高，连续培养30天，Von-KaSSR染色显示有局灶状钙盐沉积。结论：MSCs易于分离培养，体外扩增速度快，在矿化条件下，骨髓基质细胞在体外即具有很强的成骨能力，为研究其作为骨组织工程种子细胞植入体内成骨奠定基础。     

Cellular events associated with the induction of bone by demineralized bone

Implantation of demineralized bone (DB) in the form of powder or intact segments in extra skeletal sites stimulates new bone formation. Urist and co-workers presented substantial evidence that there is a noncollagenous protein that has the ability to induce bone formation. One aim of this study was to trace the process of bone formation when DB, in the form of perforated rectangular plates, is implanted subcutaneously in 2-month-old rats. A second objective was to determine whether cartilage cells play a role in the formation of bone in this model. Various DB plates with 0.25 mm diameter holes were implanted subcutaneously for 1-4 weeks in rats. One week after implantation, DB plates were covered by vascularized connective tissue that invaded the perforations. Aggregates of chondrocytes were observed within the holes and on periosteal surfaces in only a few specimens. Further cartilage proliferation was not observed, and by the 2nd week there was no evidence of endochondral bone formation. Where these cartilage-like cells were present, a thin layer of mineral was deposited around them; resorption and fibrous tissue infiltration followed. This aborted form of endochondral calcification was not followed spatially by bone formation. Patent vascularized channels were invaded by alkaline phosphatase-positive mononuclear cells and fibroblasts, and became enlarged by the enzymatic action of macrophages. The next step involved the calcification of DB plates adjacent to the wide spaces. Osteoclasts now appeared leading to the resorption of this recalcified matrix. The eroded and now enlarged lacunar surfaces were lined by newly formed bone and osteoblasts. This process continued so that, at the end of 4 weeks following implantation, the original DB plates were replaced by trabecular bone. Biochemical data on calcium and alkaline phosphatase levels in the implants paralleled the morphological observations.     

探讨在复合肌肉骨膜瓣联合移植修复长段骨缺损中BMP-2的表达

目的:研究骨形态发生蛋白(BMP-2)在肌肉瓣加骨松质颗粒及骨髓(复合肌肉骨膜瓣)联合移植修复长段骨缺损中的表达.方法:实验采用新西兰大白兔24只,左右桡骨制成20mm的骨缺损模型,左侧桡骨骨缺损处用自体髂骨骨松质制成颗粒状和肱桡肌及股骨内骨髓混合后联合移植作为实验组,右侧做成骨缺损作为对照组,不做任何处理,任其自然生长.术后3d和1、2、4、6、8周后处死动物取材,进行HE及BMP-2多克隆抗体的免疫组化染色和BMP的cDNA探针原位杂交并在光镜下观察.结果:(1)实验组和对照组在术后3d时,均有炎症反应,未见BMP-2的表达,在以后几周时间内BMP-2的表达强度均强于对照侧.结论:在本实验中可以得出:(1)BMP-2是骨缺损修复过程中的一种重要生长因子,(2)本术式明显能缩短骨缺损修复的时间,为在临床中的应用提供理论依据.     

溶胶凝胶生物活性玻璃复合BMP人工骨修复骨缺损的实验研究

目的:观察溶胶凝胶生物活性玻璃复合BMP人工骨修复骨缺损的情况.方法:新西兰种兔,阶段性完全性骨缺损,将人工骨植入骨缺损处,分别进行(1)大体标本;(2)组织学;(3)X线片;(4)生物力学.结果:BMP 生物活性玻璃组已完全修复,颗粒已基本吸收,对照组修复效果较差.生物力学显示实验组扭转强度明显高于其他三组.结论:该人工骨具有高效的诱导成骨能力和良好的生物降解性.     

Osteocalcin and bone morphometric parameters in adults without bone disease

Summary Serum bone Gla-protein (s-BGP or osteocalcin) and other serum biochemical parameters were measured in 19 subjects (8 women and 11 men, aged 20–82 years) without any bone disease. Each subject simultaneously underwent an iliac crest biopsy; tetracycline double-labeling was performed in 11 subjects, allowing correlations between s-BGP and bone histomorphometric parameters. s-BGP was significantly correlated with static bone parameters: trabecular bone volume (r=0.74;P<0.001), osteoid surfaces (r=0.69;P<0.001), osteoblastic surfaces (r=0.68;P<0.002); dynamic bone formation parameters: total labeled surfaces (r=0.72;P<0.01); and the bone formation rate (r=0.69;P<0.01). We conclude that s-BGP is a valuable marker for evaluating bone formation in healthy adult subjects.     

异体松质骨移植治疗骨肿瘤切除后骨缺损

目的：探讨应用异体松质骨移植治疗肿瘤切除后骨缺损的生物材料填充方法。方法：总结应用深低温冷冻保存异体松质骨移植治疗骨肿瘤切除后骨缺损57例。年龄6－56岁,平均年龄17．4岁。结果：除1例因感染异体骨取出外,其余56例均取得满意的骨愈合,愈合时间平均为4．5个月。依骨腔大小或植骨量的不同愈合时间 亦有所不同。单纯异体松质骨移植与异体松质骨加自体松质骨混合移植相比,愈合时间没有明显不同。植骨量越大,骨愈合时间越长。此组患者中未见明显排异反应及并发感染者。肿瘤复发率为7％。结论：同其他骨缺损填充方法和大块异体骨的使用相比,此种方法可行性较好,安全性较高。在骨愈合率,骨愈合时间上及复发以外并发症的发生上同自体松质骨植骨无明显差异。     

骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后的长期观察

目的 :探讨骨形成蛋白 (BMP) 脱钙骨基质颗粒 (DBM ) -骨水泥 (BC)复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后的生物学过程和归宿。方法 :对BMP DBM BC复合材料进行综合评价和植入动物体内进行了初步观察后 ,进一步对实验动物进行X射线照相、99Tcm MDP骨显像、大体标本观察、组织学观察、土霉素荧光标记和印度墨汁灌注染色观察。结果 :X射线照相 :术后随时间延长复合材料与宿主骨边界模糊程度增加。99Tcm MDP骨显像 :术后 18个月时实验侧同位素浓集仍略高于正常骨组织。大体标本 :初期可见复合材料处有充血炎性反应 ,至 9个月时炎性反应消退。组织学观察 :随时间延长 ,材料内部新生骨增多 ,“生物铆定”增强。土霉素荧光标记 :复合材料内大部分DBM所在部位呈现较强的黄色荧光。印度墨汁灌注 :复合材料内有大量的墨染血管。结论 :BMP DBM BC复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后能够诱导新骨形成 ,复合材料与宿主骨最终形成“生物铆定”。     

Angiogenesis in bone regeneration

Angiogenesis is a key component of bone repair. New blood vessels bring oxygen and nutrients to the highly metabolically active regenerating callus and serve as a route for inflammatory cells and cartilage and bone precursor cells to reach the injury site. Angiogenesis is regulated by a variety of growth factors, notably vascular endothelial growth factor (VEGF), which are produced by inflammatory cells and stromal cells to induce blood vessel in-growth. A variety of studies with transgenic and gene-targeted mice have demonstrated the importance of angiogenesis in fracture healing, and have provided insights into regulatory processes governing fracture angiogenesis. Indeed, in animal models enhancing angiogenesis promotes bone regeneration, suggesting that modifying fracture vascularization could be a viable therapeutic approach for accelerated/improved bone regeneration clinically.     

应用显微外科技术修复骨肿瘤骨缺损

目的：介绍骨肿瘤骨缺损的显微外科治疗及临床疗效。方法：回顾性的总结15例骨肿瘤巨大骨缺损的显微外科手术治疗资料。病灶处理：切刮12例，段截3例。作带血管蒂的的骨块转位移植12例，吻合血管的游离腓骨移植3例。结果：全部病例获长期随访，平均随访3年。所有病例在术后3～4月达骨愈合，无一例复发。结论：应用显微外科技术修复骨肿瘤巨大骨缺损，能缩短骨愈合时间，复发少，患功能恢复好。     

硫酸钙人工骨填充良性骨肿瘤刮除后骨缺损愈合情况的临床研究

目的分析硫酸钙人工骨填充良性骨肿瘤刮除后骨缺损的愈合情况,探讨人工骨在骨肿瘤切除重建中的作用。方法自2005年12月至2008年3月,应用Osteo Set硫酸钙人工骨移植治疗72例原发良性骨肿瘤,其中随访资料完整的47例。根据术后随访期X线片所见评估人工骨降解、吸收和骨愈合生长情况,评估38例含脱钙骨基质（demineralized bone matrix,DBM）和9例未含DBM硫酸钙人工骨的愈合情况,研究植骨量对愈合情况的影响,同时采用肌肉骨骼肿瘤协会（Musculoskeletal Tumor Society,MSTS）功能评分评价关节功能。结果 47例患者获3～55个月随访,平均随访时间16.3个月。均有人工骨颗粒与宿主骨间隙变模糊以及颗粒间变模糊,平均用时3.1（1～6）个月;42例完全吸收,用时4.2（1～12）个月;27例重新塑形,用时7.3（3～17）个月。人工骨愈合良好39例（83.0%）,未出现不愈合病例。含DBM硫酸钙与不含DBM硫酸钙人工骨植入患者的愈合率分别为89.5%和77.8%。植骨量≤5mL组愈合率95.6%,用时6.8（3～12）个月;植骨量〉5mL组愈合率79.2%,用时5.5（3～17）个月。对两组愈合率、愈合时间进行比较,差异无统计学意义（Z=-0.100,P=0.920;Z=-0.650,P=0.516）。MSTS功能评分平均28.8分。术后2例出现伤口不愈合。结论对于良性骨肿瘤切除后骨缺损的重建,硫酸钙人工骨愈合效果满意,是一种安全、有效的移植材料。