壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2可注射性复合体修复兔下颌骨缺损

背景:传统固态组织工程骨不能满足口腔颌面外科不规则骨缺损的修复,液态细胞和生长因子难以在其中达到均匀分布.随着微创伤外科技术的发展,研制和应用可注射性骨替代材料已成为一个重要的努力方向.目的:观察壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2(chitosan/beta-tricalcium phosphate/recombinant human bone morphogenetic protein-2, CS/β-TCP/rhBMP-2)可注射性复合物修复兔下颌骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/2009-03在暨南大学医学院动物实验室完成.材料:应用液态壳聚糖和固态β-磷酸三钙体外混合形成的复合体为支架,加入rhBMP-2冻干粉,制成可注射性人工骨.方法:取24只新西兰大白兔制备双侧下颌骨缺损,随机分为4组:①CS/β-TCP/rhBMP-2组:将1 mL CS/β-TCP/rhBMP-2复合物无针头注射器注入颌骨缺损部.②CS/β-TCP组:将0.5 mL.CS/β-TCP复合物用无针头注射器注入颌骨缺损部.③自体骨组:植入髂嵴处的骨质.④空白对照组:不植入任何材料.主要观察指标:术后2,4,8周取材后行苏木精-伊红染色、I型胶原免疫组化染色及扫描电镜观察材料降解及新骨生成情况.并应用双能X射线骨密度仪检测骨矿物密度,以探明成骨的质量和成骨速度.结果:①CS/β-TCP/rhBMP-2组的骨痂量与自体骨组相当,而多于其他组.②各时间点CS/β-TCP/rhBMP-2组、自体骨组骨基质比CS/β-TCP组和空白对照组多.③术后8周,CS/β-TCP/rhBMP-2组材料与周围骨床形成骨性结合,间隙基本消失;其他实验组间隙也有所减小,材料降解明显,界面处不能看到完整材料结构.④术后各组骨缺损区随时间延长密度逐渐增大,CS/β-TCP/rhBMP-2组术后2,4,8周骨密度值明显优于CS/β-TCP组和空白对照组(P<0.05).结论:①CS/β-TCP/rhBMP-2复合体具有良好的生物相容性、降解性、骨引导及骨诱导能力.②CS/β-TCP可作为rhBMP-2良好的注射性载体,有希望成为微创外科修复骨缺损的新型可注射载体材料.     

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损(英文)

背景:为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点。目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成。材料:40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组(简称复合组)、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只。方法:在兔下颌骨体部制造大小为15mm×15mm的全厚骨缺损模型。复合组于缺损处植入骨髓基质干细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14d的复合物;自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸;空白对照组不作任何植入。主要观察指标:分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果。结果:复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性(P>0.05),且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组(P<0.01)。复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟,呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几。单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料。结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复。     

纳米羟基磷灰石/月交原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损

背景:为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点.目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成.材料:40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组(简称复合组)、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只.方法:在兔下颌骨体部制造大小为15 mm×15 mm的全厚骨缺损模型.复合组于缺损处植入骨髓基质十细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14 d的复合物:自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸:空白对照组不作任何植入.主要观察指标:分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果.结果:复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性(P＞0.05),且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组(p＜0.01).复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟.呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几.单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料.结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复.     

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合物与骨髓间充质干细胞修复兔下颌骨缺损

背景：为颌骨缺损患者选择适宜的骨移植材料替代自体骨是当前研究的热点。目的：观察纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与兔骨髓间充质干细胞复合物用于修复兔下颌骨缺损的能力,比较其与自体骨修复及单纯纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸修复的差异。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2007-03/10在锦州市中心医院动物实验室完成。材料：40只新西兰兔随机分成纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸复合骨髓基质干细胞填充组（简称复合组）、自体骨填充组、单纯支架材料填充组及空白对照组,每组10只。方法：在兔下颌骨体部制造大小为15mm×15mm的全厚骨缺损模型。复合组于缺损处植入骨髓基质干细胞与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸体外联合培养14d的复合物;自体骨填充组于缺损处植入自体髂骨;单纯支架材料充填组于缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸;空白对照组不作任何植入。主要观察指标：分别于植入后1,3,6个月进行骨密度检测及组织学染色观察,根据检测结果评价骨修复效果。结果：复合组与自体骨填充组骨密度比较,差异无显著性（P〉0.05）,且均高于单纯支架材料充填组及空白对照组（P〈0.01）。复合组和自体骨填充组材料植入后6个月时见,新生骨组织渐成熟,呈大块状,桥接缺损断端,支架材料已所剩无几。单纯支架材料充填组植入后6个月时见,植入区骨小梁增多,但仍见较多纤维组织嵌于其中,易见未降解完全的支架材料。结论：纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸与骨髓间充质干细胞复合物修复下颌骨缺损效果与自体骨修复相似,均优于单纯支架材料修复。     

骨形态发生蛋白2基因复合纤维蛋白凝胶/聚乳酸-聚己内酯双相支架修复节段性骨缺损

背景:骨形态发生蛋白2基因转染骨髓基质干细胞后,可促进其增殖分化并诱导异位骨形成.但这种方法操作复杂,体外细胞扩增需时较长,不便于临床应用.目的:将人工骨经骨形态发生蛋白2腺病毒载体与纤维蛋白凝胶和聚乳酸/聚己内酯处理,移植修复骨缺损.设计:随机对照动物实验.单位:实验于2003-09/2004-12在吉林大学中日联谊医院中心实验室完成.材料:聚乳酸/聚己内酯生物可降解材料块由中国科学院长春应用化学研究所提供,孔隙直径150～250 μm,孔隙率90%以上;实验动物为3月龄新西兰大耳白兔60只.方法:于新西兰大耳白兔双侧桡骨中段造成1.5 cm骨缺损,分别植入4种经不同方法处理的人工骨:①Ad-BMP-2组:骨形态发生蛋白2腺病毒载体 纤维蛋白凝胶 聚乳酸/聚己内酯.②重组BMP-2组:重组骨形态发生蛋白2 纤维蛋白凝胶 聚乳酸/聚己内酯;③对照基因组:β-半乳糖酐酶基因腺病毒载体 纤维蛋白凝胶 聚乳酸/聚己内酯.④PLA/PCL组:纤维蛋白凝胶 聚乳酸/聚己内酯.主要观察指标:术后4,8,12组周摄双侧前肢正位X射线片测定骨痂灰度(代表新骨密度);苏木精-伊红染色观察骨缺损修复情况,爱辛蓝和Vankossa染色观察软骨形成及矿化;电镜观察骨细胞成熟、支架降解吸收情况;术后12周行生物力学检测评价新骨抗弯强度.结果:术后12周Ad-BMP-2组缺损区在成骨活跃程度、骨再生量和再生髓腔结构等方面均显著优于重组BMP-2组,其骨缺损得到了较彻底的修复.对照基因组和PLA/PCL组均不能产生骨性愈合.结论:聚乳酸/聚己内酯协同纤维蛋白凝胶运载骨形态发生蛋白2基因修复节段性骨缺损可达到较好的效果.     

胶原基纳米骨复合重组人骨形成蛋白2及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损

背景:影响即刻种植术成功的主要因素是种植体大小、形状往往与拔牙创不相适合,不能形成种植体与拔牙创的紧密接触,解决这一影响因素的方法多采用诱导骨再生膜技术或应用植骨材料.目的:观察胶原基纳米骨(nanohydroxyapatite/collogen,nHAC)复合重组入骨形成蚩白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-01/2006-01在解放军第四军医大学中心实验室完成.材料:宝鸡有色金属研究院提供的纯钛材料制成直径2mm,长10mm,螺距0.4mm,带自攻式螺纹的钉状螺旋种植体,无穿龈部分.西安中邦钛生物材料有限公司生产的不可吸收医用钛膜,大小为2 cm×2cm.胶原基纳米骨由清华大学崔福斋教授惠赠,加工成0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm的立方体.rhBMP-2由北京军事医学科学院提供.将rhBMP-2用盐酸胍溶解,将制备好的胶原基纳米骨浸入其中,抽真空,冻干,每粒胶原基纳米骨约复合1 mg rhBMP-2.方法:选用健康雄性Beagle纯种犬4只,钛种植体周围骨缺损的修复方法分为以下6组:①阳性对照组植入自体牙槽松质骨.②空白对照组缺损区不植入任何物质,只覆盖钛膜.③nHAC组仪植入nHAC.④nHAC+钛膜组植入nHAC,表面覆盖钛膜.⑤nHAC+mBMP-2组植入nHAC复合rhBMP-2材料.⑥nHAC+rhBMP-2+钛膜组植入nHAC复合rhBMP-2材料,表面覆盖钛膜.每只动物的每侧下颌骨各形成6个缺损区,将6组材料随机植入.主要观察指标:术后6,12周,采用X射线摄片、骨密度测量及组织学检查,观察新骨形成情况和新骨与种植体的关系.结果:12周时各组骨缺损区均愈合良好,骨创均由新生骨所充满,种植体稳固,骨整合良好.nHAC+mBMP-2组及nHAC+nhBMP-2+钛膜组成骨较早,骨成熟较早.nHAC+钛膜组、空白对照组、nHAC+mBMP-2+钛膜组,钛膜下骨生成较好,牙槽嵴较丰满.nHAC+rhBMP-2+钛膜组不但成骨较早,骨形成量最多,而且牙槽嵴最为丰满,12周时骨密度已与阳性对照组一致,但较自体骨移植牙槽嵴更丰满,成骨量更多.空白对照组成骨最慢,阳性对照组成骨最快,但牙槽嵴顶稍有吸收.结论:nHAC具有良好的骨引导作用,修复种植体周骨缺损较好,复合rhBMP-2或/和钛膜后效果更佳.临床上可根据具体情况选用修复即刻种植体周围骨缺损的方法.     

聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合肌肉移植修复骨缺损

背景:大段骨缺损修复多以植骨为主,如果能将带血运的组织与人工骨同时植入,理论上更有利于新生组织血运建立及人工骨的爬行替代重建.目的:观察聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供自体肌肉移植修复大段骨缺损的效果.方法:手术造成30 mm绵羊大段桡骨缺损,抽签随机分为3组:实验组植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨及自体带血运的屈指长肌,对照组仅植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨,空白对照组未植入任何材料.3组均以钢板固定骨缺损区,术后24周进行X射线检测及组织学观察.结果与结论:实验组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔轮廓清晰,骨痂为较成熟板层骨;对照组骨缺损基本完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度及骨痂成熟度均不如实验组;空白对照组无有效骨痂形成,缺损区被大量纤维组织填充.说明聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供肌肉移植能够很好修复绵羊桡骨30 mm的大段骨缺损.     

异种骨复合物修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的探讨去抗原异种松质骨复合基因重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)及自体红骨髓(RBM)修复节段性骨缺损的效果。方法制备去抗原冻干异种松质骨(HCB)并与rhBMP-2复合。采用大耳白兔双侧桡骨干15 mm缺损的动物模型,缺损中分别植入rhBMP-2/RBM/HCB、rh-BMP-2/HCB、RBM/HCB及单纯HCB,通过大体观察、X线片、组织学观察、骨密度及钙磷含量测量评价各组移植物修复骨缺损的效果。结果 rhBMP-2/RBM/HCB、rhBMP-2/HCB及RBM/HCB在成骨量、成骨速度及HCB降解吸收速度等方面均明显优于单独HCB植入组,而rhBMP-2/RBM/HCB又明显优于rhBMP-2/HCB及RBM/HCB组,并于12周完全修复骨缺损,髓腔再通。结论 rhBMP-2、RBM及HCB联合移植可同时具有骨生成、骨诱导及骨传导作用。rhBMP-2、RBM的成骨作用可促进HCB的吸收,促进了异种骨修复骨缺损的能力,rhBMP-2/RBM/HCB可用于修复较大的骨缺损。     

复合构建组织工程骨对犬缺损颌骨的诱导再生及修复

目的:利用骨髓基质干细胞、人重组骨形成蛋白2及聚乳酸复合构建组织工程骨,诱导颌骨再生,修复颌骨缺损,并对其成骨效能进行评价。方法:实验于2003-04/2004-04在青岛大学附属医学院中心实验室完成。选取普通级杂种犬12只,随机分为4组,即骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组、人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组、聚乳酸+骨髓基质干细胞组、聚乳酸组,3只/组。全部动物双侧下颌骨体部分别造成30mm×12mm椭圆形缺损,用自身对照法,右侧骨缺损为实验侧,左侧为空白对照侧。取犬骨髓基质干细胞诱导为成骨细胞,给予不同材料复合后植入颌骨缺损区:骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组植入骨髓基质干细胞、人重组骨形成蛋白2与聚乳酸;人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组植入人重组骨形成蛋白2与聚乳酸;聚乳酸+骨髓基质干细胞组植入聚乳酸、骨髓基质干细胞;聚乳酸组植入聚乳酸。术后第2,4,8周行X线、组织病理及扫描电镜检查,观察成骨情况。结果:实验纳入12只犬,全部进入结果分析。①培养过程中细胞形态观察:原代培养24h后部分细胞贴壁,48h后贴壁细胞向四周伸展,边缘的细胞呈梭形,散在生长的细胞呈椭圆形或梭形;10～12d后细胞集落间相互融合成单层,形态多为梭形。细胞传代培养后4h开始贴壁,8～10h基本贴壁完全,细胞大部分向梭形、多角形细胞转化,带有数个突起。②传代细胞密集区VonKossa染色结果:细胞密集区出现大面积黑染区域,即钙结节,而细胞密度较低的区域并无着色。③各组第8周时两侧成骨情况大体观察:骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组实验侧缺损为板层骨修复,质硬,部分区域呈骨性突起;人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组实验侧缺损为不完全修复;聚乳酸+骨髓基质干细胞组实验侧缺损可见散在骨岛形成;聚乳酸组实验侧缺损区仅在边缘有新骨形成。各组空白对照侧均为纤维组织充填。④各组第8周两侧成骨情况X线检查结果:实验侧:骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组植入区可见较规则骨小梁像;人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组植入区可见少量密度高的骨痂影形成;聚乳酸+骨髓基质干细胞组骨床边界较模糊,植入区可见密度高的骨痂影形成;聚乳酸组植入区点片状密度较高的影像。各组空白对照侧8周时植入区均无阻射影像。⑤各组第8周两侧成骨情况组织学检查:实验侧:骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组新生骨形成大片状结构,植入区内骨髓腔开始形成,聚乳酸大部分降解,新生血管数目增多,有的穿过降解的聚乳酸内部;人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组以纤维成骨方式为主,也可见软骨化骨过程,骨小梁增多;聚乳酸+骨髓基质干细胞组缺损区有较多散在骨岛形成,可见软骨化骨;聚乳酸组骨缺损不完全修复,纤维组织嵌于缺损区,骨床边缘成骨细胞较活跃;骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组实验侧的成骨量明显优于其余3组;各组空白对照侧均未见有新骨形成,缺损为纤维组织充填。⑥骨髓基质干细胞+人重组骨形成蛋白2+聚乳酸组第8周两侧成骨情况扫描电镜检查结果:实验侧聚乳酸大部分吸收,被骨组织替代,可见小血管穿入聚乳酸内,新骨内骨细胞分布均匀,骨细胞位于陷窝内,孔隙内可见骨质沉积;空白对照侧见大量纤维蛋白,未见骨组织形成。结论:骨髓基质干细胞在体外可定向诱导为成骨细胞,并能钙化形成新骨。外源性骨形成蛋白可促进骨髓基质干细胞增殖,与降解速率及骨再生速率相匹配的聚乳酸复合,具有快速成骨的效能,可作为良好的骨缺损修复材料。     

脱钙骨/聚乳酸重组人工骨的体内生物学特性

背景:前期实验证实脱钙骨/聚乳酸重组人工骨不仅孔隙率、孔径、机械强度等性能符合人工骨材料的要求,并且结合了两种材料的优势,具有明显的促进细胞贴附、增殖作用.目的:进一步探讨脱钙骨/聚乳酸重组人工骨在体内的生物相容性、降解情况及成骨特点,评价其性能.方法:将脱钙骨/聚乳酸重组人工骨随机植入成年新西兰白兔1.5 cm的桡骨缺损及一侧臀肌内,并设立不植入任何材料的空白对照组.观察脱钙骨/聚乳酸重组人工骨植入后动物局部反应,检测血钙值;植入后6,8,12,16周取骨缺损处标本作X射线、骨矿含量、大体标本及组织形态学观察,臀肌处标本仅作组织形态学观察,分析不同时期组织反应、骨缺损修复及材料降解情况.结果与结论:脱钙骨/聚乳酸重组人工骨植入后无明显的局部不良反应,血钙值无明显变化;骨缺损内骨矿含量在植入6～16周内升高幅度明显高于空白对照组;X射线、大体标本及组织形态学观察显示,脱钙骨/聚乳酸重组人工骨的成骨方式主要是骨传导成骨,至植入后16周时骨缺损基本修复,而空白对照骨缺损断端仅有少量骨修复,形成骨不连;脱钙骨/聚乳酸重组人工骨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.结果证实脱钙骨/聚乳酸重组人工骨具备良好的生物相容性和骨传导成骨能力,可以在体内逐渐发生生物降解.