5000兔骨髓基质细胞在纤维蛋白胶与异种骨复合支架中培养(英文发表）

目的 应用纤维蛋白胶、异种无机骨构建骨组织工程复合支架材料,探讨兔骨髓基质细胞在这种复合支架材料中立体培养情况。 方法 实验完成于吉林大学中日联谊医院骨科研究室、天津科技大学机械工程学院。牛松质骨经去脂去蛋白等无机化处理后与纤维蛋白胶复合制成复合骨支架材料;将兔骨髓基质细胞作为种子细胞进行传代培养,收集后再与纤维蛋白胶、异种无机骨构成的复合支架中进行立体培养,采用相差显微镜、透射电子显微镜等手段观察骨髓基质细胞在纤维蛋白胶中的生长状况。结果 相差显微镜下观察见骨髓基质细胞均匀分布于复合支架中,具有良好活性,细胞不断增殖、分化,培养4周骨髓基质细胞形成密集立体网状。透射电子显微镜下见复合支架中培养4周的基质细胞内细胞器结构完整,局部有细突起,胞质内可见线粒体,核糖体,粗面内质网。进一步证实骨髓。结论 在纤维蛋白胶与异种无机骨构建的复合支架中骨髓基质细胞具有良好活性,可迅速扩增生长,提示这种支架材料具有适合种子细胞生长的环境,具备两种支架材料的优越性,可以成为良好的骨组织工程支架材料。     

超临界流体技术合成的复合型骨替代生物材料：体内外生物学评价

背景：在复合材料内部增加细胞黏附性较好的高分子材料或同骨组织羟基磷灰石成分相似的无机材料,可以改善材料的表面化学结构。过去的十几年,产生和发展了许多合成生物降解支架材料的新技术,虽然超临界流体技术应用在合成支架中时间尚短,但有着其他技术不可比拟的众多优点,目前越发受到学者的重视。 目的：以聚乳酸和同种异体骨粉为原材料,通过超临界流体技术合成复合型骨替代生物材料,评价其生物学特性。 方法：首先将同种异体皮质骨粉与聚乳酸在超临界二氧化碳作用下合成多孔复合型骨生物替代材料。将材料浸提液与成骨细胞系复合培养,体外观察细胞形态、增殖情况;通过材料浸提液皮内注射实验和材料肌袋内埋入实验,体内观察动物的致敏、组织炎症发生情况。 结果与结论：体外大体观察该种复合材料形状、大小、孔隙可控,孔径适中,有较好的硬度,体外实验表明细胞相容性良好,对细胞的增殖无毒副作用;体内实验表明材料植入动物体内未发生致敏反应,组织相容性良好,但无异位成骨作用。说明制备的新型复合骨组织生物材料在细胞学和生物相容性检测上可以满足组织工程支架和骨组织替代的要求,该种合成技术及多孔生物材料有广阔发展前景。 关键词：聚乳酸;同种异体骨;超临界流体技术;复合材料;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.005     

壳聚糖及其衍生物在骨组织工程中的应用*

摘要：壳聚糖是天然多糖类高分子化合物甲壳素的脱乙酰产物,具有来源丰富、生物相容性好、可生物降解等优点,在骨组织工程中可以加工成用于细胞移植和组织再生的多孔支架、生长因子的缓释载体及外源基因的递送载体,也可加工成微球或水凝胶等形式用作骨组织工程的可注射性支架,在骨组织工程研究领域壳聚糖及其衍生物具有广阔的应用前景。但由于壳聚糖复合支架的机械性能较弱、在体内的降解时间难以精确控制、壳聚糖用作基因载体转率效率偏低等原因,目前大多研究只处于体外和动物体内实验阶段,随着材料科学与生命科学的发展,壳聚糖将广泛用于骨组织缺损的临床治疗实践中。 关键词：壳聚糖;衍生物;骨;组织工程;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.024     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用差距*

摘要：骨组织工程在解决临床骨缺损这一棘手问题中具有许多优势,近年来引起许多研究人员的关注。目前组织工程生物衍生骨是骨缺损治疗的新突破点,文章针对骨组织工程的3个基本要素：支架材料、种子细胞和成骨因子作一总结。指出模拟天然骨形成机制,制备出仿生径向梯度分布、生物活性、无机物增强相与可降解材料复合且多孔的细胞支架材料,将是未来骨组织工程用支架材料的发展趋势。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

摘要 目的：介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用。 方法：以“骨组织工程,支架材料,骨缺损”为中文关键词;以:“bone tissue engineering,scafold,bone defect”为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章。纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章。选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点。并应用硫酸钙人工骨进行验证。 结果：用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类：生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点。随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一。一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料。至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料。临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好。 结论：相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床。 关键词：硫酸钙人工骨;骨组织工程;支架材料;骨缺损;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.032     

纤维蛋白胶与异种骨复合支架中立体培养的兔骨髓基质细胞

单一的支架材料往往具有一些自身难以克服的缺点,拟构建一种具有较多优越性的复合支架,希望能够解决种子细胞与支架材料黏附的问题。 目的：应用纤维蛋白胶、异种无机骨构建骨组织工程复合支架材料,探讨兔骨髓基质细胞在这种复合支架材料中立体培养情况。 设计、时间及地点：观察实验,于2007-11/ 2008-03在吉林大学中日联谊医院骨科研究室、天津理工大学机械工程学院完成。 材料：纤维蛋白原与凝血酶按比例制备纤维蛋白胶,牛松质骨经去脂去蛋白等无机化处理后与纤维蛋白胶复合,制成复合骨支架材料。 方法：将兔骨髓基质细胞作为种子细胞进行传代培养,收集后在纤维蛋白胶、异种无机骨构成的复合支架中进行立体培养。 主要观察指标：采用相差显微镜、透射电子显微镜等手段观察骨髓基质细胞在纤维蛋白胶中的生长状况。 结果：相差显微镜下观察见骨髓基质细胞均匀分布于复合支架中,具有良好活性,细胞不断增殖、分化,培养4周骨髓基质细胞形成密集立体网状。透射电子显微镜下见复合支架中培养4周的基质细胞内细胞器结构完整,局部有细突起,胞质内可见线粒体,核糖体,粗面内质网。 结论：在纤维蛋白胶与异种无机骨构建的复合支架中骨髓基质细胞具有良好活性,可迅速扩增生长。     

两种骨修复材料修复兔颅骨骨缺损：X射线评估效果

背景：虽然生物源性和无机源性骨组织替代材料各自的引导新骨再生的能力都得到证实,但目前就生物源性与无机骨组织替代材料对于颌骨缺损病理改变的骨增量和成骨效果有无差异尚无定论。 目的：对比观察无机源性与生物源性骨组织替代材料在骨缺损再生修复中引导骨组织再生的能力与特点及差异。 方法：建立成年新西兰兔颅顶骨洞型骨缺损模型,前方和后方洞型骨缺损区分别采用无机源性与生物源性骨粉填充并用胶原生物膜覆盖,保留硬脑膜面与海奥胶原膜双层膜之间的血凝块。于术后12,16,24周通过X射线观察分析骨缺损区组织修复状况。 结果与结论：术后12,16,24周生物源性骨粉组和无机源性骨粉组新生骨量随时间增加明显上升,且生物源性骨粉组新生骨量均明显多于无机源性骨粉组新生骨量(P ≤ 0.05)。结果说明无机源性与生物源性骨粉均可起到引导新骨再生完全修复骨缺损的作用,但生物源性骨粉修复骨缺损效果优于无机源性骨粉。 关键词：生物源性;无机源性;骨组织替代材料;骨缺损; 引导骨组织再生;生物材料与组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.34.004     

脱蛋白松质骨作为异种骨移植材料的修复作用*☆

背景：采用脱蛋白处理后的松质骨可见大小不等、相互交通、开放孔隙的网架结构，其无机成分为羟基磷灰石，有机成分为胶原,力学性能保存良好，有良好的细胞相容性，可能是一种新型骨移植材料。 目的：介绍异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体的性能，以及其用于骨融合的作用。 方法：分别以“异种脱蛋白松质骨、骨融合、载体”，为检索词，应用计算机检索重庆维普(VIP)期刊全文数据库及Pubmed 数据库1998-01/2009-12有关文章，排除与研究目的无关和内容重复者，保留33篇文献做进一步分析。 结果与结论：动物骨均有相似的生物材料结构和造型，较人工合成材料骨具有极好的细胞贴附性和细胞生长增殖环境。但由于异种骨移植时种属间的抗原差异，存在剧烈的免疫排斥反应，骨组织兼容性差，关键问题是植入体内免疫问题。如能克服免疫原性，异种脱蛋白松质骨是一种良好的组织工程骨载体材料，可为再血管化和成骨细胞的分化提供一个稳定的环境。     

70001VIP/人工植骨材料的生物学特性与临床应用

摘要 目的：总结近年有关人工植骨材料的生物学特性与临床应用现状。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库,检索时限为1998-01/2010-10。检索关键词：骨充填材料,骨缺损,骨肿瘤,骨病,骨组织工程。纳入与各种人工植骨材料的生物学特性与临床应用有关的文献,对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。共15篇文献符合标准纳入结果分析。 结果：人工植骨材料包括无机材料、有机材料和复合材料,复合材料组合了前两者的优势,具备较好的生物安全性、生物相容性、生物活性及生物力学性能。在四肢骨折内固定或骨肿瘤刮除后于骨缺损处植入人工骨,明显加速骨骼愈合过程．降低延迟愈合或不愈合的发生率,有较大临床应用价值。 结论：人工植骨材料在促进骨愈合、椎体融合效果接近自体骨,无排异反应,具有良好的生物相容性。 关键词：骨充填材料;骨缺损;骨肿瘤;骨病;骨组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.12.033     

骨膜细胞在骨组织工程中的应用

随着骨科学的发展，骨组织缺损治疗这一难题尤显突出，急需一种更为有效的疗法。骨膜中存在能够自我复制并能多向分化的骨祖细胞，在机体损伤时参与组织的修复。骨膜细胞的体外培养及骨膜细胞注射治疗小范围骨缺损已获得成功。实验表明，在适合的支架材料上，骨膜细胞可在一些特定的细胞因子调控下分化成骨，这些新生骨在组织形态及化学成分上与体内天然骨基本一致，并且能够与天然骨接合并继续生长。探寻合适的支架材料及体外诱导条件，使骨膜细胞能真正实现体外成骨，形态可塑，是骨组织工程临床应用的关键所在。     

骨组织工程支架材料的种类及发展趋势*

摘要：组织工程支架材料不仅在细胞黏附、增殖和新骨组织形成中为细胞提供结构支撑,而且还起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构。寻找一种既有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状的支架材料是骨组织工程的一个重要方面。文章对用于骨组织工程支架材料的天然高分子材料、人工合成聚合物及无机材料及复合材料等的研究现状进行探讨,并分析这些材料的优缺点及骨组织工程支架材料的发展趋势。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

摘要 背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等，上述材料各有优缺点，为了充分发挥各类材料的优势，弥补其不足，目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原，并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料，扫描电镜观察支架材料表面微观形貌；采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合，高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律；将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上，以未复合多肽的支架材料作为对照，检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状，孔径10~100 µm；骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出；在复合多肽的仿生支架材料表面，骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05)，而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料，具有良好的细胞相容性。 关键词：支架材料；骨形态发生蛋白7多肽；壳聚糖；胶原；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；细胞相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.014     

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景：以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想。其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效。 目的：新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用。 方法：将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料。60只成年新西兰兔建立15 mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料。于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况。 结果与结论：光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组。 结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果。     

不同比例壳聚糖胶原复合骨、软骨缺损支架材料的制备及性状比较

摘要 背景：骨组织工程支架材料由最初的自体骨,软骨材料到生物活性陶瓷,乃至后来的有机材料胶原蛋白等细胞外基质材料,其生物相容性及性能越来越优越,越来越接近体内的真实情况。但是这些材料在抗压性及强度方面还有待进一步提高。 目的：应用胶原与壳聚糖制备生物支架并对其检测其生物学性质,为骨、软骨缺损提供移植替代物。 方法：将不同比例壳聚糖-胶原蛋白溶解,经冷冻冻干后紫外线交联后冷冻干燥,二次冻干制备好支架。检测不同比例支架的孔隙率,降解率,溶胀率。扫描电镜观察孔径的大小及形态。 结果与结论：制备的支架外观呈海绵多孔状。支架的孔径大小随着胶原比例增加而减小。胶原比例的增加对支架孔隙率的影响较轻微。支架的溶胀率可达到80%左右,支架的溶胀程度随胶原比例增加而减少。胶原含量越大支架柔韧度增加明显。支架的降解率随着胶原比例增加而增加,而壳聚糖含量越高,降解速度越慢。结果提示,通过调整壳聚糖-胶原蛋白比例使支架具有作为骨、软骨缺损移植材料的替代物可能。 关键词：壳聚糖;胶原蛋白;骨;生物支架;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.006     

Evaluation of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) versus polydioxanone (PDS) for the repair of dura mater defects.

A comparative animal experimental study was performed to test the potential application of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) vs. polydioxanone (PDS) as dural substitutes. Sixty male Sprague-Dawley rats underwent a right frontoparietal craniotomy, opening of the dura mater, and a small cortical lesion. The dural defect was covered with a piece of ePTFE or PDS. Animals were sacrificed at 30 days or 90 days. Following decalcification, heads including scalp, skull, and underlying brain were sectioned, stained with hematoxylin-eosin, and histologically analyzed. Dural defects repaired with ePTFE, showed minimal reactive changes and no adhesions to the brain surface. No foreign body type giant cell reaction was seen, and the graft became enclosed in a thin sheet of connective tissue. Dural defects repaired with PDS, showed some giant cell infiltration and ingrowth of collagen fibers. Both substitutes provided satisfactory biological function and biocompatibility. Expanded PTFE advantages included relative suppression of tissue ingrowth, ensheathment by connective tissue, and a high tearing strength. Although both materials show promise for use in dural grafting, further clinical studies are necessary to determine their potential applications as a human dural substitute.     

超临界流体技术复合人工骨生物替代材料修复腔隙性骨缺损☆

背景：复合材料是目前骨组织工程研究的热点之一。通过两类材料的复合，取长补短，使之具有更好的骨传导功能。 目的：通过超临界流体技术将聚乳酸和同种异体骨粉合成复合型骨替代生物材料置入骨缺损模型，检测其成骨能力。 设计、时间及地点：观察性实验，于2005-12/2006-06在南方医科大学组织工程实验室和山西省医用组织库完成。 材料：20只家兔由南方医科大学动物实验中心提供。新鲜健康成人尸体股骨干标本由山西省医用组织库提供。聚乳酸粉末由山东医疗器械研究所提供。 方法：首先将同种异体皮质骨粉与聚乳酸在超临界二氧化碳作用下复合成多孔骨生物替代材料。将家兔左侧股骨远端造成1.5 cm×1.0 cm×0.6 cm大小的骨缺损，植入复合材料。 主要观察指标：于植入后2，4，8，12周取股骨远端植入材料区，进行大体观察、X射线检查、组织学检查和扫描电镜检查。 结果：实验第2周取材时大体观察已经接近皮质骨强度，第4周电镜观察见材料内部出现成骨细胞，第8周时X射线检查骨缺损基本已经被完全修复，第12周组织学观察材料内部软骨基质钙化，已经形成编织骨，且部分成骨小梁样结构。 结论：采用聚乳酸和同种异体骨粉制备出的复合材料生物相容性良好，修复骨缺损能力良好，可以做为骨组织替代材料。     

壳聚糖-磷酸化壳聚糖聚电解质复合物水凝胶的组装与仿生矿化

摘要 背景：依据生物矿化有机基质模版调控无机晶体生长理论,采用分子仿生技术构建人体硬组织修复材料是目前生物材料研究的热点之一。但是目前还未见构建聚电解质复合体有机基质模板进行骨组织修复材料仿生合成的报道。 目的：以聚阳离子壳聚糖与其聚阴离子衍生物磷酸化壳聚糖形成的聚电解质复合物水凝胶作为生物矿化有机基质模板的预组织形式,进行生物材料仿生合成。 方法：首先对天然聚阳离子多糖壳聚糖进行磷酸化改性,合成聚阴离子的磷酸化壳聚糖;然后通过聚阳离子壳聚糖溶液与聚阴离子磷酸化壳聚糖溶液复合,形成聚电解质复合物水凝胶;最后将获得的聚电解质复合物水凝胶浸入钙磷过饱和液中,诱导磷灰石晶体在水凝胶基质的调控下沉积生长。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜进行表征观察。 结果与结论：阳离子壳聚糖与聚阴离子磷酸化壳聚糖相互作用,形成多孔的聚电解质复合物水凝胶,此水凝胶可以诱导磷灰石晶体的生长。从而仿生合成了一种新型的有机无机复合生物材料。 关键词：壳聚糖;磷酸化壳聚糖;聚电解质复合物;水凝胶;仿生矿化 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.018     

股骨假体置入后的生物力学分析

近年来，材料科学、组织工程学和纳米技术的快速发展使各种复合材料人工骨、组织工程构建人工骨相继研制成功。目前常用的骨修复材料包括自体骨和金属假体。自体骨虽然是理想的骨缺损修复材料，但自体取骨增加了患者的创伤和痛苦，并且供骨的来源有限，难以满足大段骨移植的要求；金属假体对缺口敏感，存在松动、断裂、组织相容性差、不可降解等问题。因此，研制理想的人工骨替代材料移植修复骨缺损，成为医学和组织工程学领域的研究重点。骨科置入体大量应用解决了骨科学术领域的许多难题，文章从股骨假体置入后应力、角度、组织相容性等学角度进行探讨，以便了解骨科置入体的生物及力学特性。