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1.
目的:探讨以脂肪来源的干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)为基础构建组织工程生物材料修复大鼠颅骨缺损的效果。方法:分离、培养ADSCs,并进行成骨、成脂、成软骨三系分化。制备壳聚糖多孔支架,扫描电镜观察接种ADSCs前后的微结构变化,以细胞活力试剂盒测试ADSCs接种于壳聚糖多孔支架后的细胞活力。取15只雄性Sprague Dawley(SD)大鼠予手术制备颅骨缺损模型,将缺损留空或植入壳聚糖支架,壳聚糖支架表面预先种植低密度(2.5×105)或高密度(1×106)ADSCs。术后8周收集样品用于微型计算机断层扫描分析,随后脱钙,石蜡包埋切片后行苏木素-伊红染色和免疫组化染色观察成骨指标骨涎蛋白。结果:ADSCs可以成功诱导成骨、成软骨和成脂肪分化;扫描电镜和细胞活力测试结果提示壳聚糖支架呈现多孔结构,ADSCs可黏附于支架并增殖,增殖效果与普通培养板相比无统计学差异。在大鼠颅骨缺损模型中,高密度ADSCs/壳聚糖支架组骨组织体积百分数分别比空白对照组和低密度ADSCs/壳聚糖支架组升高140.8%(P=0.014)和37.4%(P=0.036)。与空白缺损对照组相比,低密度ADSCs/壳聚糖支架组和高密度ADSCs/壳聚糖支架组骨密度分别升高29.4%(P=0.123)和64.1%(P=0.022)。组织学结果表明,骨缺损区新生骨组织的分布和数量与微型计算机断层扫描分析结果一致。成骨分化指标骨涎蛋白在高密度组表达有增高趋势。结论:高密度ADSCs复合壳聚糖支架可有效修复大鼠的颅骨缺损。  相似文献   

2.
目的:比较改良磷酸钙骨水泥(CPC)与普通CPC修复兔桡骨骨缺损的效果,并探讨其作为修复骨缺损植骨替代材料的可行性。方法:新西兰大白兔36只随机分为改良CPC组,普通CPC组和对照组。3组均于双侧桡骨中下段制作骨缺损,改良CPC组植入改良CPC棒,普通CPC组植入普通CPC棒,对照组不植入任何物质。于术前、术后2、4、8、12周检测3组血清中Ca2+、P3-、碱性磷酸酶(ALP)浓度;分别于术后2、4、8、12周对3组行X光摄片;术后8、12周分批处死之,取桡骨标本做扫描电镜。结果:术后12周改良CPC组骨缺损修复良好,骨水泥完全降解;普通CPC组新骨形成相对较少,骨水泥残留;改良与普通CPC组术后血清中Ca2+及ALP浓度比有统计学意义(P〈0.05);扫描电镜观察显示改良CPC组骨修复完全,可见材料与宿主骨原交界面。结论:改良CPC较普通CPC有更好的骨缺损修复能力及生物降解性。  相似文献   

3.
目的 探讨纤维蛋白胶复合β-磷酸三钙/磷酸二氢钙复合人工骨材料修复骨缺损的能力及作为人工关节固定的可能性.方法 实验于2007-11/2008-05在南方医科大学珠江医院中心实验室完成.①选用健康成熟新西兰大白兔16只,在双侧股骨外侧髁部建立骨缺损模式,钻取直径4 mm,孔深8 mm的柱状圆洞.将FG/CPC复合材料随机植入一侧骨缺损处,另一侧骨缺损以CPC植入作为实验对照.②复合型磷酸钙骨水泥组将复合磷酸钙骨水泥(液粉比为0.3)用专用注射器注入骨孔内并使磷酸钙骨水泥外溢,同时加压固定10min直至硬化,对照组同样方法.⑨于术后2、4、8和12周分别处死新西兰兔(n=4),分别进行大体观察和力学测试.结果 16只兔均进入结果分析.FG/CPC人工骨组比CPC骨组能更有效地修复骨缺损;生物力学测定证明不同的水泥组间具有统计学意义(P<0.05),随着时间的延长,实验组复合型骨水泥抗剪切力强于对照组骨水泥.结论 FG/CPC复合材料具有良好的骨传导能力、力学特性,有望成为骨组织工程中修复骨缺损和固定人工关节的理想材料.  相似文献   

4.
目的:探讨3D打印聚乳酸?羟基乙酸共聚物(poly lactic?co?glycolic acid,PLGA)支架修复大鼠上颚骨缺损的效果。方法:将PLGA 溶解于丙酮中,利用3D打印机打印出间距为100 μm、单层厚度为60 μm的圆盘形网格状支架材料。将12只大鼠随机分为2组(n=6),制备直径为3 mm的上颚圆形骨缺损,实验组在骨缺损中植入3D打印的PLGA支架后缝合关闭缺损,对照组术后仅缝合关闭缺损。术后8周处死大鼠,行micro?CT及组织学检测观察缺损处骨组织修复情况。结果:成功制备3D打印PLGA支架。大鼠上颚骨缺损造模后8周,植入3D打印PLGA支架的实验组骨体积分数(bone?volume/total?volume,BV/TV)大于对照组(P < 0.05),骨缺损未愈合面积小于对照组(P < 0.05)。通过上颚骨组织HE染色,发现实验组骨缺损边缘有大量新生骨质,而对照组只有少量新生骨质。结论:3D打印PLGA支架能够促进大鼠上颚骨缺损的骨再生。  相似文献   

5.
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.  相似文献   

6.
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.  相似文献   

7.
目的观察新型生物功能化复合材料在SD大鼠颅骨标准骨缺损中再生修复作用,为骨生物材料的基础研究、成骨及成 血管提供实验资料。方法3 月龄雄性SD 大鼠颅骨标准缺损模型随机分入不同实验组,观察时间6 周。实验分为 CaPfromGEM21、CaPfromGEM21 + 10 ng 复合了骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、CaPfromGEM21 + 100 ng BMP-2、 CaPfromGEM21+0.3 μg 血小板衍生生长因子(PDGF)-BB、CaPfromGEM21+3 μg PDGF-BB 和空白组。对标本行X 线、 Micro CT,苏木素-伊红染色(HE染色)及相关的定量分析。结果X线影像提示各组骨缺损均有不同程度的修复,骨折线逐 渐模糊,PDGF-BB组的骨缺损基本修复。Micro CT可见各组骨缺损均有不同程度新生骨长入。新生骨体积定量结果提示 添加PDGF-BB组新生骨明显多于BMP-2 实验组(P<0.05),具有统计学意义。HE染色切片各组均未见急慢性炎症细胞浸 润,缺损中可见染色均一的新生骨组织,新生骨内及周围可见散在的新生血管,新生骨面积百分数提示10 ng BMP-2 组新生 骨面积百分数及0.3 μg PDGF-BB组新生骨量百分数均明显大于单纯材料组(P<0.05),新生血管密度定量提示4 个添加因子 的实验组的新生血管密度均明显大于空白组及单纯材料组(P<0.05),4 个添加因子的实验组之间差异无统计学意义(P> 0.05)。结论CaPfromGEM21 复合BMP-2/PDGF-BB具有良好的生物相容性,骨缺损修复效果优于单纯材料植入,有望成为 理想的新型骨再生修复替代材料之一。  相似文献   

8.
目的观察磷酸钙骨水泥(CPC)与氯化锂复合磷酸钙骨水泥(Li/CPC)对SD大鼠骨折愈合的影响。方法取20只6月龄雌 性SD大鼠,设立Li/CPC实验组(n=10)及CPC对照组(n=10),分别行双侧胫骨骨缺损填充术,术后1、2月每组分别处死5只大 鼠,取胫骨标本行显微CT(Micro-CT)检测及组织学切片HE染色,进行比较分析。结果Micro-CT扫描显示,Li/CPC组骨缺损 修复效果比CPC组好,Li/CPC组材料周围新骨体积分数(BV/TV)较CPC组高,骨小梁分离度(Tb.Sp)较小,差异有统计学意义 (P<0.05);组织学HE染色显示,Li/CPC组纤维骨痂及骨样骨痂出现较早,且数量较多,骨愈合质量明显高于CPC组。结论Li/ CPC具有较好的骨传导性能,能明显促进骨缺损修复。  相似文献   

9.
目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力.方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力.结果PHBv/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P<0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P>0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%.结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料.  相似文献   

10.
徐铮青  徐靖宏  林军  陈小刚 《浙江医学》2011,33(4):492-495,498
目的 探讨磷酸钙骨水泥(CPC)/杜仲微囊复合材料修复骨缺损的效果和最佳比例.方法 在新西兰兔双侧股骨髁部形成洞型骨缺损,实验侧骨缺损分为A、B组,分别置入含0.304、0.608mg/ml微囊杜仲提取物的CPC复合材料,对照侧置入CPC为C组,空白侧不填充为D组.在术后2、4、8、12周时取出股骨,进行大体观察、X线摄片、病理学观察及骨形成蛋白-2(BMP-2)和血管内皮生长因子(VEGF)免疫组化染色.结果 X线摄片提示术后12周B组植入材料无残留,A组有少量材料存留,C组材料明显存在.病理学观察术后4周B组骨水泥材料中成骨细胞生长活跃,A、C组仅在宿主骨表面有成骨细胞和新生血管 12周时A、B组髓腔贯通,C组髓腔未贯通,同时B组材料完全降解,A、C组材料未完全降解.统计学分析术后4周BMP-2因子实验组明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).结论 杜仲提取物给微囊包裹,以0.608mg/ml比例与CPC复合修复兔股骨髁缺损使杜仲有效成分缓释,诱导新骨形成作用强、降解时间快、优于CPC且比例较适宜.  相似文献   

11.
[目的]评价自行合成的CPC和CPC/BMP复合人工骨的成骨能力、降解性能以及植入体内后的骨结合能力。[方法]参考文献方法合成CPC,并将其作为BMP的载体制成CPC/BMP复合物,植入小鼠肌袋和兔桡骨15mm骨缺损,通过扫描电镜观察新骨形成和材料的变化,综合评价材料在骨缺损修复中的作用。[结果]CPC植入小鼠肌袋内不能诱导成骨,CPC/BMP植入后有新骨形成,同时材料出现降解。植入骨缺损后,CPC/BMP复合物和单纯的CPC均可以促进新骨形成,但后者骨修复能力弱,材料降解速度缓慢。植入4周有新骨形成,材料形态出现变化,晶体结构被逐渐破坏。24周有板层骨长入并与材料紧密结合,骨缺损初步修复,材料被溶解成规则的蜂窝状框架结构。X-射线能谱分析结果表明,随着时间的延长,新骨钙化程度逐渐增高,24周时已经与正常骨接近。[结论]CPC/BMP生物活性人工骨降解性能理想,对骨缺损有较强的修复能力,可望成为新型的骨缺损修复材料。  相似文献   

12.
Background Calcium phosphate cement (CPC) is a biocompatible and osteoconductive bone substitute, and recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) has strong osteoinductibility, therefore we developed a composite bone substitute with CPC and rhBMP-2 and evaluate its reconstruction effect in rabbit orbital defect.Methods Thirty-six rabbits were randomly divided into two groups and a 5 mmx5 mmx2 mm bone defect in the infraorbital rim was induced by surgery in each orbit (72 orbits in all). The orbital defects were treated with pure CPC or composite of CPC and rhBMP-2. The osteogenesis ability of different bone substitute was evaluated by gross observation, histological examination, histomorphometrical evaluation, compressive load-to-failure testing, and scanning electron microscope (SEM).Results Gross observation showed that both bone substitutes were safe and effective for reconstruction of orbital defect. However, histological examination, histomorphometrical evaluation and SEM showed that CPC/rhBMP-2 group had faster speed in new bone formation and degradation of substitute material than CPC group. Compressive load-to-failure testing showed that CPC/rhBMP-2 group had stronger compressive strength than CPC group at every stage with significant difference (P <0.05).Conclusion Composite of CPC/rhBMP-2 is an ideal bioactive material for repairing orbital defect, with good osteoconductibility and osteoinductibility.  相似文献   

13.
PURPOSE Calcium phosphate cement (CPC) is a biocompatible and osteoconductive bone substitute, and recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) has strong osteoinductibility, therefore we developed a composite bone substitute with CPC and rhBMP-2 and evaluate its reconstruction effect in rabbit orbital defect. METHODS Thirty-six rabbits were randomly divided into two groups and a 5mm×5mm×2mm bone defect in the infraorbital rim was induced by surgery in each orbit (72 orbits in all). The orbital defects were treated with pure CPC or composite of CPC and rhBMP-2. The osteogenesis ability of different bone substitute was evaluated by gross observation, histological examination, histomorphometrical evaluation, compressive load-to-failure testing, and scanning electron microscope (SEM). RESULTS Gross observation showed that both bone substitutes were safe and effective for reconstruction of orbital defect. However, histological examination, histomorphometrical evaluation and SEM showed that CPC/rhBMP-2 group had faster speed in new bone formation and degradation of substitute material than CPC group. Compressive load-to-failure testing showed that CPC/rhBMP-2 group had stronger compressive strength than CPC group at every stage with significant difference (P<0.05). CONCLUSIONS Composite of CPC/rhBMP-2 is an ideal bioactive material for repairing orbital defect, with good osteoconductibility and osteoinductibility.  相似文献   

14.
目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)与血管内皮生长因子(VEGF)促进骨生长是否具有协同作用。方法:36只家兔的双侧桡骨均建立1.0 cm的骨缺损实验模型后随机分为A,B,C,D组。其中A组为对照组,于骨缺损部位植入单纯磷酸钙骨水泥(CPC);B组植入复合bFGF的CPC,C组植入复合VEGF的CPC,D组植入联合应用bFGF和VEGF的CPC。分别于术后3,6,12周切取标本,通过X线摄片、骨密度测量、生物力学测试、组织形态学观察等手段,观察各个时期新骨形成的情况。结果:X线摄片显示12周时D组骨缺损完全修复,材料基本降解;B,C组骨缺损基本修复。骨密度测量显示术后12周时D组骨密度明显高于B,C两组(P<0.05)。生物力学测试(12周时)显示D组最大抗折载荷明显高于B,C两组(P<0.05)。组织形态学观察显示12周时,编织骨改建为成熟的板层骨,D组中皮质骨和髓腔的正常关系以及骨小梁正常的排列结构重新恢复,B和C组则未见骨髓腔再通。 结论:CPC/bFGF,CPC/VEGF和CPC/bFGF+VEGF 3组复合物均能促进骨组织生长及加速骨缺损的修复;CPC/bFGF+VEGF复合物促进骨组织生长的能力明显优于CPC/bFGF和CPC/VEGF复合物,说明bFGF与VEGF促进骨生长具有协同作用。  相似文献   

15.
目的:观察自制CPC/BMP复合人工骨对兔实验性股骨头缺血性坏死(ANFH)的修复作用,并探讨其临床应用的可行性。方法:24只健康成年兔分成CPC组12只和CPC/BMP组12只,在兔左侧股骨头建立ANFH骨缺损模型。将CPC作为BMP的载体制备成CPC/BMP复合材料后,植入骨缺损处,同时设立单纯CPC填充对照组。术后3及12周分批处死动物,每组每次处死6只。通过大体观察、X线摄片、HE染色、透射电镜等手段观察新骨形成和材料降解情况。综合评价CPC/BMP复合材料对ANFH骨缺损的修复能力。结果:CPC/BMP组3及12周时成骨情况明显优于单纯CPC组。CPC/BMP组3周时,CPC表面及内部可见较多新骨及幼稚骨细胞,CPC已被分解成多个区域(岛状分布),有板层骨形成;透射电镜观察可见成骨细胞侵入CPC内部,细胞浆内粗面内质网及线粒体增多扩张。CPC/BMP组12周时,光镜下见CPC降解,新生骨长入材料并与之相互分割包裹,骨小梁增粗; X线片显示新骨显影较清,材料密度减低,吸收降解现象明显;透射电镜观察可见大量成骨细胞散在于CPC颗粒之间,细胞内粗面内质网及线粒体增多扩张,较多毛细血管侵入材料内部。在材料降解速度方面,CPC/BMP组明显快于CPC组。结论:CPC是BMP的理想载体,CPC/BMP复合材料具有较强的传导成骨和诱导成骨活性,对实验性ANFH具有修复作用。在降解速度上CPC/BMP组明显快于单纯CPC组。  相似文献   

16.
Ma Y  Miao J  Liu CR  Hu YC 《中华医学杂志》2011,91(23):1649-1653
目的 观察可注射生物型骨水泥在修复兔股骨髁包容性骨缺损过程中的诱导成骨作用.方法 将rhBMP-2基因修饰的兔骨髓间质干细胞(BMSCs)用微囊包裹后与骨水泥复合,制成可注射生物型骨水泥,检测细胞存活及微观结构.制作标准试件检测其抗压强度,与单纯型骨水泥进行比较.取6只新西兰大白兔制作双侧股骨髁包容性骨缺损模型,随机一侧植入生物型骨水泥,对侧植入单纯型骨水泥.术后即日、6、12周摄X线片,术后12周处死行组织学观察,采用骨计量学方法测量骨水泥面积(CA)、矿化骨小梁面积(TBA)、成骨细胞指数(OBI)、破骨细胞指数(OCI);免疫组化染色观察BMP-2、TGF-β1、VEGF因子的表达.结果 微囊化细胞与骨水泥复合后培养1周,细胞存活率达90%以上.生物型骨水泥内有羟基磷灰石结晶形成,材料呈现多孔样结构,孔径为2~6 μm.固化后1周抗压强度为(20.19±1.75) MPa,小于单纯型骨水泥的(30.21±4.60) MPa(P<0.01).X线片显示两种骨水泥均能完全填充骨缺损,生物型骨水泥降解速度略快.组织学观察可见骨水泥被吸收为数块,由新生骨小梁包绕,其间无纤维组织层介入.12周时生物型骨水泥CA为9.68%,小于单纯型骨水泥的17.47%(P<0.01);TBA为58.75%,大于单纯型骨水泥组的34.34%(P<0.01).OBT和OCT的两组差异无统计学意义.生物型骨水泥附近有大量椭圆形核肥大的细胞胞质为BMP-2染色阳性,中等量细胞有TGF-β1和VEGF阳性表达,数量均较对照组多.结论 将BMP-2引入磷酸钙骨水泥可以使其具有骨诱导活性:能诱导兔骨髓BMSCs趋化与增生,加快新骨形成;还可诱导细胞大量表达TGF-β1与VEGF,三种细胞因子之间的协同作用可加快磷酸钙骨水泥的降解成骨速度.
Abstract:
Objective To evaluate the osteogenic functions of injectable biological bone cement during repairing inclusive bone defects in rabbit femoral condyles.Methods Encapsulated rhBMP-2 gene modified rabbit bone mesenchymal cells (BMSCs) were seeded into calcium phosphate cement (CPC) to prepare injectable biological bone cement.The live/dead cell ratio was detected by calcein-AM/ethidium homodime staining and cement microstructure examined by electron microscope.The anti-compression strength of CPC were tested.Inclusive bone defects were created in the bilateral femoral condyles of 6 rabbits.The biological CPC was implanted randomly at one side and pure CPC at the other side.The radiological films were taken immediately, at Weeks 6 & 12 post-operation.The animals were sacrificed at Week 12 post-operation and both femoral condyles were retrieved to prepare decalcified slides.The morphometrologic parameters of bone tissue, such as cement area (CA), calcified trabecular area (TBA), osteoblast index (OBI) and osteoclast (OCI) were measured.Immunohistochemical staining was performed to detect the expressions of BMP (bone morphogenetic protein)-2, TGF (transforming growth factor)-β1 and VEGF (vascular endothelial growth factor).Results The calcein-AM/ethidium homodimer staining showed that the live rate of encapsulated cells was over 90%.It was found under electron microscope that there was the formation of hydroxyapatite crystals and the presence of connective microporous structure.The anti-compression strength of biological cement was (20.19±1.75) MPa. And it was much less than that of pure CPC.Radiological study showed that both types of CPC could fill bone defects completely without gap.The biological CPC degraded a little faster.As demonstrated by decalcified slides, the cements were absorbed into numerous small blocks around newborn trabecule without insertion of fibrous tissues.CA decreased to 9.68% in biological CPC group and it was much less than 17.47% for pure CPC group.TBA was 58.75% in biological CPC group and it was much greater than 34.34% for pure CPC group.There was no significant difference in OBT and OCT between two groups.Immunohistochemical staining showed there were a large number of oval-shaped nuclear mast cells in biological CPC group.They were strongly positive for the expression of BMP-2. A moderate number of cells had a positive expression of TGF-β1 and VEGF.More positive cells were present in biological CPC group.Conclusion The introduction of BMP-2 into CPC renders CPC capable of bone induction.Thus CPC induce both the proliferation of BMSCs and the expressions of TGF-β1 and VEGF.The synergistic effects of these three factors accelerate the degradation of CPC.  相似文献   

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