成人骨髓源成骨细胞体内异位成骨的实验研究

目的　观察成人骨髓源成骨细胞与珊瑚羟基磷灰石 (CHA)复合构建的组织工程化骨组织的体内异位成骨能力 ,探讨适宜的组织工程化骨组织的构建方式。　方法　抽取健康成人骨髓 ,采用全骨髓法培养 ,使成人骨髓基质干细胞 (hBMSCs)定向诱导分化为成骨细胞 ,然后种植于CHA上 ,复合培养 5d后植入裸鼠股部肌袋内 ,以未种植细胞的CHA作为对照。术后 4,8,12周取材作一般观察、X线摄片、组织学检查和源于成人的碱性磷酸酶 (ALP)及骨钙素 (OCN)的RT PCR检测。　结果　原代和传代培养的细胞具有活跃的增殖能力 ,成骨细胞与CHA复合生长良好。实验组术后 4、8、12周均有新骨形成 ,随着时间延长 ,新骨生成量增多 ;对照组则均无新骨形成。术后 4周实验组RT PCR检测源于人的ALP及OCN表达均为阳性 ,对照组阴性。　结论　成人骨髓源成骨细胞与CHA复合培养后构建的组织工程化骨组织 ,具有良好的异位成骨能力 ,可望应用于临床修复骨缺损。     

低温保存对人骨髓基质干细胞在脱钙骨上体外增殖及成骨能力的影响

目的研究低温保存对人骨髓基质干细胞(BMSCs)在脱钙骨(DBM)上生长特性及成骨能力的影响。方法取3例志愿者骨髓(3～5mL),密度梯度离心、差速贴壁法获得BMSCs。第3代BMSCs在-196℃下保存24h,37℃复苏,测定细胞成活率。低温保存前、后的BMSCs分别用成骨诱导液诱导培养,至90%融合时,收集细胞接种在DBM支架上,并测定细胞在DBM上的粘附率。DiI荧光染料标记BMSCs,例置相差显微镜、荧光显微镜和SEM观察低温保存前、后的BMSCs在DBM上的生长及基质分泌情况,MTT法测定细胞在DBM上的增殖活性。通过测定碱性磷酸酶(ALP)活性和骨钙素(OCN)含量观察细胞在DBM上的成骨能力。结果复苏细胞的存活率为(90．24±0．02)%。低温保存前、后的BMSCs在DBM上的粘附率分别为(97．25±1．17)%和(97．00±1．09)%。倒置相差显微镜及SEM观察显示低温保存前、后的BMSCs在DBM上粘附、生长良好,有大量细胞外基质分泌、沉积。低温保存前、后的BMSCs在DBM上MTT吸光度值和ALP活性的检测结果差异无显著性意义(P＞0．05)；体外培养12d时,MTT吸光度值及ALP活性同时达到峰值。低温保存前、后的BMSCs在DBM上分泌OCN的量差异无显著性意义(P＞0．05),OCN含量随着培养时间延长而不断上升,在观察期(16d)内未出现平台期。结论低温保存对人BMSCs在DBM上的体外增殖、粘附及成骨能力影响差异无显著性意义,低温保存的人BMSCs可作为组织工程骨的种子细胞。     

人骨髓基质细胞接种珊瑚构建组织工程骨

目的：观察体外培养的人骨髓基质细胞与珊瑚复合物植入体内后的成骨能力。方法：穿刺抽吸入髂骨区骨髓基质细胞，体外培养扩增、诱导，将其与珊瑚复合后植入裸鼠体内，以单纯珊瑚作为对照。术后4、8周取材，通过大体、组织学、扫描电镜观察植入物体内成骨情况。结果：术后4周，复合物中有少量新骨形成；术后8周，复合物中出现大量成熟骨组织。而对照组无骨组织形成。结论：人骨髓基质细胞复合珊瑚在无免疫动物体内具有成骨能力，穿刺抽吸的人骨髓基质细胞可作为骨组织工程的种子细胞。     

增强型绿色荧光蛋白(EGFP)转染对人骨髓基质细胞体外成骨诱导的影响

目的 研究增强型绿色荧光蛋白(EGFP)转染人骨髓基质细胞(MSC)，对其体外诱导后表达成骨表型的影响，探讨EGFP作为骨组织工程种子细胞示踪剂的可行性。方法 构建携带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)重组逆转录病毒载体，并转染骨髓基质细胞，G418进行筛选。将转染后稳定表达绿色荧光蛋白的骨髓基质细胞(MSC-EGFP)进行成骨诱导扩增，以未转染的MSC为对照组，分别检测成骨诱导后碱性磷酸酶(AKP)活性，骨钙蛋白(OCN)含量和成骨细胞转录因子(Cbfal)的表达。结果 构建携带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)重组逆转录病毒载体，转染后获得稳定表达绿色荧光蛋白的MSC-GFP，其体外经成骨诱导后，同样能表达成骨特征性表型，AKP，OCN，Cbfal表达和未转染组无明显差别。结论 MSC转染EGFP后，不影响其体外成骨诱导后成骨表型的表达，EGFP可作为骨组织工程种子细胞(MSC)良好的示踪剂。     

种植转染VEGF165基因骨髓基质细胞的脱蛋白异体骨在裸鼠体内的成骨

目的:探讨脱蛋白骨支架种植转染血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)165基因的骨髓基质细胞体内的成骨作用.方法:从狗的髂骨穿刺骨髓分离骨髓基质细胞,应用脂质体转染VEGF165基因,以RT-PCR检测转染的基因表达.随机选取4周龄BALB/C裸鼠30只,随机分为3组,各组10只.实验组A为脱蛋白骨 转染pcDNA3-hVEGF165基因的骨髓基质细胞;实验组B为脱蛋白骨 骨髓基质细胞;对照组C为单纯植入脱蛋白骨 DMEM.在脊柱两侧分开肌间隙,每只裸鼠植入2块脱蛋白骨材料至肌腹内.术后4、8周处死取材,经大体观察、组织形态学与免疫组化方法检查细胞材料复合物植入后的成骨作用及VEGF表达.结果:组织学检查A、B组均有成骨,并随时间延长而新骨增多,但其中转基因的A组其成骨作用明显,并在植入4周后免疫组化可见VEGF表达呈阳性;对照组C无成骨现象.结论:转染VEGF165基因骨髓基质细胞复合脱蛋白骨在体内具有较好的成骨作用.     

兔骨髓基质细胞体外成骨分化鉴定及与煅烧骨复合培养的实验研究

目的研究兔骨髓基质细胞体外向成骨细胞分化的生物学特性及其与牛煅烧骨体外复合培养的生物相容性.方法将体外培养1周的兔骨髓基质细胞向成骨细胞诱导分化,于1、2、4周时提取RNA,采用RT-PCR技术检测ALP和I型胶原mRNA表达,并对培养2周的细胞行VonKossa染色观察钙结节形成;另制备细胞-煅烧骨复合物,继续培养1、7、14 d后取出,扫描电镜观察及X射线衍射仪检测.结果体外诱导培养2、4周后,兔骨髓基质细胞成功表达ALT和I型胶原,VonKossa染色可见钙结节形成.扫描电镜及X射线衍射分析证实细胞在煅烧骨表面大量贴附成活,14 d后细胞铺满支架表面,合成并分泌胶原纤维及钙盐.结论兔骨髓基质细胞体外可成功向成骨细胞诱导分化,成骨特性表达佳;与牛煅烧骨体外复合培养显示良好的生物相容性.     

微管仿生人工骨对犬骨髓基质细胞生物学行为的影响

[目的]研究不同微管结构仿生人T骨对犬骨髓基质细胞（BMSCs）增殖和分化的影响。[方法]仿生人工骨分为正交结构（A组）和同心结构（B组），以磷酸钙骨水泥（CPC）／重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）（C组）、单纯CPC（D组）为对照组：梯度密度离心法获取犬骨髓单个核细胞，取第3代与人工骨复合培养。通过荧光显微镜、扫描电镜观察细胞在人工骨表面附壁和生长情况；以MTT实验检测各组细胞增殖能力；测定碱性磷酸酶（ALP）检测BMSCs的成骨活性：[结果]细胞在各组人工骨表面黏附、生长，以A、B组数量较多；MTT法检测显示A、B、C组吸光度（A）值大于D组（P〈0．05）、A、B、C组A值相似（P〉0．05）；ALP测定显示ALP活性A、B组〉C组〉D组（P〈0．05），A、B组间差异无统计学意义（P〉0．05）。[结论]微管结构仿生人工骨与犬BMSCs有良好的生物相容性，是BMP的良好缓释载体，可以促进犬骨髓基质细胞向成骨方向分化.     

辛伐他汀对人骨髓基质干细胞成骨分化功能的促进作用

目的观察辛伐他汀对体外培养的人骨髓基质干细胞(humanBoneMarrowStromalcells,hMSCs)成骨分化功能的影响,探讨其刺激成骨的作用机制。方法体外培养来自于股骨颈骨折患者的骨髓基质干细胞,传代后实验组加入1×10-7molL的辛伐他汀,于不同时间点采用Westernblot检测核转录因子1(CoreBindingFactor1,Cbfa1)的表达,碱性磷酸酶(AlkalinePhosphatase,ALP)试剂盒检测ALP的比活性,及放射免疫法检测骨钙素(Osteocalcin,OCN)含量。结果辛伐他汀作用后,实验组与对照组比较,实验组Cbfa1蛋白表达水平增高,ALP比活性增高且骨钙素含量增加。结论1×10-7molL辛伐他汀能够促进人骨髓基质细胞成骨分化,此种促进作用可能与辛伐他汀增强其分化过程中相关蛋白的表达有关。     

Follistatin 表达抑制促进 BMP-2诱导人类骨髓间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的探讨Follistatin表达抑制对人类骨髓间充质干细胞（BMSC）细胞活性及骨形态发生蛋白（BMP）‐2诱导人类BMSC成骨分化的影响。方法采用 Follistatin特异性 siRNA 转染人类BMSC ,检测线粒体脱氢酶活性、细胞DNA含量及蛋白含量。采用定量逆转录‐聚合酶链式反应（qRT‐PCR）检测成骨相关基因表达,采用碱性磷酸酶（ALP）染色和茜素红染色检测 Follistatin对BMP‐2诱导人类BMSC成骨分化的影响。结果转染后3、7 d ,人类BMSC代谢、DNA含量显著升高;转染后14 d ,总蛋白含量增加。Follistatin表达抑制后成骨相关基因如ALP、OCN、OSX、OC、OPN、RUNX2等表达升高,且ALP活性及钙沉积量显著增加。结论抑制Follistatin表达可促进人类BMSC细胞活性和BMP‐2诱导人类BMSC成骨分化能力,Follistatin可抑制人类BMSC成骨分化。     

骨髓基质干细胞体外复合珊瑚材料的生长和成骨活性

目的 尝试以骨髓基质干细胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)作为种子细胞,复合珊瑚体外培养,以发现适宜的细胞接种密度以及复合物体外共培养时间.方法 分离犬BMSCs,成骨诱导后复合珊瑚继续培养,以无诱导BMSCs复合物为对照.进行黏附率、生长曲线、扫描电镜、碱性磷酸酶(AKP)和骨钙蛋白(OCN)生物化学定量检测.结果 AKP和OCN检测均显示成骨诱导BMSCs-材料组显著高于无诱导BMSCs-材料组.复合物接种密度超过1.5×107/cm3时,黏附率显著下降;生长曲线示7天后BMSCs在材料上生长进入平台期,电镜示诱导BMSCs复合珊瑚7天后生长良好,且OCN从第7天开始表达.结论 诱导BMSCs-珊瑚复合物成骨活性高于无诱导细胞-材料复合物.复合物接种密度1.5×107/cm3,体外共培养7天较适宜.     

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。     

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。     

Prediction of bone loss using biochemical markers of bone turnover

Summary The association between baseline levels of eleven bone turnover markers and 5-year rate of bone density change was prospectively studied in a population-based sample of 601 75-year-old women. Several bone formation and resorption markers as well as urinary osteocalcin were modestly correlated to rate of bone density change. Introduction Prediction of bone loss by bone turnover markers (BTMs) has been investigated with conflicting results. There is limited information in the elderly. Methods Eleven bone turnover markers were analyzed in 75-year old women in the OPRA study (n = 601) and compared to the 5-year change of areal bone mineral density (aBMD) in seven skeletal regions. Results Annual aBMD change varied between +0.4% (spine) and −2.0% (femoral neck). Significant associations (p < 0.01) were found for four different serum osteocalcins (S-OCs) (standardized regression coefficient −0.20 to −0.22), urinary deoxypyridinoline (−0.19), serum TRACP5b (−0.19), serum CTX-I (−0.21), two of the three urinary osteocalcins (U-OCs) (−0.16) and aBMD change of the leg region (derived from the total body measurement). After adjustment for baseline aBMD, associations were found for all S-OCs (−0.11 to −0.16), two of the three U-OCs (−0.14 to −0.16) and aBMD change at the total hip, and for three of the four S-OCs (−0.14 to −0.15), S-TRACP5b (−0.11), two of the three U-OCs (−0.14 to −0.15) and aBMD change at the femoral neck. There were no significant results concerning aBMD change at the spine. Conclusion This study indicates that BTMs are correlated with aBMD loss in some skeletal regions in elderly women.     

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。     

Peak bone mass, bone loss and risk of fracture

Both peak bone mass and bone loss contribute to subsequent fracture risk. Other variables such as architectural abnormalities, microdamage, geometric properties, and trauma probably contribute as well. Until the contribution of these other potentially important risk factors can be quantified, it will be difficult to determine precisely the relative importance of peak bone mass and subsequent bone loss in the etiology of fractures.     

谷康泰灵对骨质疏松模型大鼠骨形成和骨吸收功能的影响

目的　观察药物谷康泰灵对骨质疏松 (OP)模型大鼠骨形成和骨吸收功能的影响 ,为其临床治疗骨质疏松提供实验依据。方法　SD大鼠 4 4只 ,随机分为正常组 (13只 )和骨质疏松模型组 (31只 )。以维甲酸 80mg·kg- 1 ·d- 1 灌胃 15d,诱导OP模型。模型复制成功后 ,各组处死 5只 ,正常组 (8只 )继续观察 ,模型组又随机分为无措施对照组 (8只 )、谷康泰灵治疗组 (10只 ,0 0 8mg·kg- 1 ·d- 1 谷康泰灵腹腔注射 )和雌二醇治疗组 (8只 ,每只 0 0 5mg,每周 3次苯甲酸雌二醇腹腔注射 )。治疗期 30d。观察股骨松质骨区成骨细胞及破骨细胞数量和血清中AKP、TRAP活性变化。结果　与正常组相比 ,维甲酸诱导的OP模型大鼠股骨松质骨区成骨细胞功能活跃 ,数量变化不大 ;破骨细胞数量、活跃程度显著增加 ;血清中AKP和TRAP明显增高。谷康泰灵治疗后 ,OP大鼠活跃成骨细胞数量明显增加 ,破骨细胞数量显著减少 ,血清AKP活性明显增高 ,TRAP活性下降。结论　谷康泰灵对OP大鼠骨形成和骨吸收功能有显著影响 ,可刺激成骨细胞的产生增加成骨细胞的活性 ,减少破骨细胞的数量抑制破骨细胞的活性。     

Bridging large bone defects with a xenograft composited with autologous bone marrow

Summary We have investigated the role of defatted, decalcified xenogenic bone implants composited by impregnation with fresh autologous marrow in bridging large cortical defects. Diaphyseal cortical implants were obtained from orthopaedic operations on humans and from guinea pigs and prepared by treatment with acetone, 0.6 M HCl and ethanol. The composited graft was used to bridge a 3 cm defect in the diaphysis of the ulna of rabbits. Periodic investigations were made clinically, radiographically and histologically and by tetracycline, fluorescence studies up to 20 weeks. Abundant new bone formation was observed in 85.7% of composited human xeno-autografts and in 83.3% of composited guinea pig xeno-autografts. New bone formation was seen in 13.3% of noncomposited xeno-implants. No appreciable antigenicity was observed either clinically or histologically in the grafts. The high degree of success obtained justifies further studies on implants composited by fresh autologous marrow and offers hope for the enhancement of new bone formation clinically, particularly in reconstructive operations for significant skeletal defects. We feel that the osteo-inductive potential of autologous marrow was responsible for the healing of the defects aided by the better internal milieu provided by defatted decalcified xeno implant.

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Résumé Les auteurs ont étudié le rôle, dans le remplacement de pertes de substance corticales étendues, d'implants osseux hétérogènes, dégraissés et décalcifiés, et rendus composites par imprégnation à l'aide de moelle autogène fraîche. Les greffons corticaux diaphysaires ont été obtenus au cours d'interventions orthopédiques chez l'homme et sur des cobayes. Ils sont ensuite lavés successivement à l'acétone, à l'acide chlorhydrique et à l'alcool éthylique. La greffe composite est alors utilisée pour ponter une perte de substance de 3 cm, au niveau de la diaphyse cubitale du lapin. Des examens périodiques, cliniques, radiographiques et histologiques, ont été pratiqués jusqu'à la 20 semaine, ainsi que l'étude de la fluorescence par la tétracycline. Une abondante formation d'os nouveau a été observée dans 85,7% des greffes composites d'origine humaine et dans 83,3% des greffes composites de cobaye. Une néoformation osseuse n'a été constatée que dans 13,3% des greffes hétérogènes non composites. Ni cliniquement ni histologiquement, il n'est apparu de réaction antigénique au niveau des greffons. Le nombre élevé de succès obtenus justifie des études complémentaires et perment d'espérer l'accroissement de la néoformation osseuse, notamment dans les opérations reconstructrices pour pertes de substance étendues. Les auteurs estiment que le potentiel inducteur de la moelle est l'agent de la consolidation du matériau idéal que constitue la greffe hétérogène, dégraissée et décalcifiée.

     

骨重建中的骨代谢指标

骨重建是破骨细胞和成骨细胞共同完成的旧骨退化,等量新骨取代的骨组织更新过程,在骨重建过程中,许多激素和细胞、体液因子以及细胞代谢产物影响骨的重建.目前国内外通过生物化学检测技术获得的骨代谢指标分为骨代谢调节激素、细胞与体液因子、骨吸收、骨形成标志物.笔者将影响骨重建生物化学指标的生理作用、临床意义进行综述.骨代谢指标虽不能作为骨质疏松诊断的金标准,但已广泛应用于临床,评价骨代谢状态、骨质疏松诊断分型、预测骨折风险、观察药物治疗的疗效,以及代谢性骨病的鉴别诊断.并且在抗骨质疏松药物的研究及流行病学研究方面具有重要应用价值.     

Spinal fusions: bone and bone substitutes

Vertebral arthrodesis is one of the most commonly performed, yet incompletely understood, procedures in spinal surgery. Despite major progress in internal fixation techniques, the high rate of non-unions indicates that physiologic, biologic and molecular events that are crucial to this process are not well known. This article will analyze the general biology of bone regeneration, and particularly discuss the properties and use of various bone graft materials and graft substitutes. Received: 9 August 2000/Accepted: 11 August 2000     

Trabecular bone turnover, bone marrow cell development, and gene expression of bone matrix proteins after low calcium feeding in rats

Low-calcium-fed animals have been accepted as one of the experimental models showing a reduction in bone mass. However, the effects of short-term low-calcium feeding on bone turnover, the development of osteoprogenitor cells, and gene expression of bone matrix proteins have not been reported. In this study, we examined the effect of a low-calcium diet on rat tibia and analyzed the changes in the bone by histomorphometry, bone marrow cell culture, and in situ and Northern hybridization of the bone matrix proteins. Rats were fed either a low-calcium diet (0.05% Ca) or a normal calcium diet (0.5% Ca) using the pair feeding technique. They were killed at day 0, 12 h, and days 1, 2, and 3. In the low-calcium group, the serum parathyroid hormone (PTH) level was temporarily increased in 12 h after feeding the low-calcium diet. Bone mineral density in the trabecular bone was significantly decreased from 1 day after the low-calcium feeding, but cortical bone did not show any changes during the experimental period. The bone volume per tissue volume in the proximal tibia also decreased from day 1 in the low-calcium group. The number of osteoclasts and osteoblasts on the trabecular bone surface was increased in the low-calcium group compared with the normal-calcium group. An ex vivo study showed that the number of progenitors of osteoclasts and osteoblasts in bone marrow was also increased in the low-calcium group of rats. The localization of type I collagen mRNA was observed in osteoblasts in the low-calcium group. The Northern hybridization study showed that the gene expression of type I collagen, osteopontin, and osteocalcin was increased at day 3 in the low-calcium group. These results indicated that the trabecular bone surface quickly responded to the low-calcium feeding and that bone remodeling activity was activated probably by PTH. The changes in bone marrow cell populations and the gene expression of bone matrix proteins are closely associated with increased bone turnover induced by the low-calcium diet, resulting in rapid bone loss of the trabecular bone.