hIGF-I基因增强Mosaicplasty技术重建膝负重区大面积骨软骨复合缺损实验研究

目的研究hIGF-I基因增强组织工程提高Mosaicplasty修复大面积骨软骨缺损的修复质量，改善骨软骨的整合。 方法制造山羊膝关节股骨髁大面积骨软骨缺损模型，使用自制Mosaicplasty器械，植入2 mm直径骨软骨柱镶嵌充填缺损，以hIGF-I基因转染的骨髓基质干细胞复合可注射藻酸钙凝胶填充残余缺损。同时设立未转染hIGF-I基因的骨髓基质干细胞组、Mosaicplasty组和对照组。术后4 w、8 w、16 w处死动物，行大体观察、光镜、电镜观察，磁共振检查比较修复效果。 结果骨软骨缺损在16 w时IGF-I基因增强Mosaicplasty组移植物固定牢固，关节面平滑，移植物间界限消失，新生软骨组织类似于正常软骨，4~16 w修复效果逐渐改善，优于其他各组。光镜观察见移植的骨软骨生长良好，与新生软骨组织紧密相连，新生的软骨细胞排列规整，细胞外基质分布均一。对照组无明显修复。MRI观察类似大体观察结果。 结论使用转染hIGF-I基因的骨髓基质干细胞复合可注射藻酸钙凝胶可促进Mosaicplasty后骨软骨的整合，改善其修复效果。     

可注射性藻酸钙凝胶修复整合兔膝关节骨软骨缺损实验研究

目的: 使用骨髓基质干细胞 (BMSCs)、藻酸钙及两种生长因子, 修复兔股骨内髁负重区骨软骨缺损, 寻找合适的关节骨软骨缺损修复方法。方法: 将藻酸钙、体外培养扩增的自体BMSCs及IGF I TGF β复合材料注射于兔膝关节股骨内髁负重区上的骨软骨缺损。结果: BMSCs在藻酸钙中能分化为软骨细胞和成骨细胞, 材料无毒副作用; 关节骨软骨缺损后注入BMSCs 藻酸钙 IGF I TGF β复合体, 各期修复较对照组均有统计学意义 (P<0. 05)。结论: 藻酸钙能为BMSCs提供良好三维生长环境并能使之保持正常形态; BMSCs 藻酸钙 IGF I TGF β复合体能用于关节骨软骨急性缺损修复, 形成正常透明软骨样结构, 软骨下骨修复良好。     

可注射性藻酸钙凝胶载体组织工程性软骨的实验研究

目的 对经体外培养的软骨细胞与藻酸钙凝胶载体复合形成的组织工程性软骨进行组织形态学观察。方法 取 2周龄新西兰白兔的膝关节软骨细胞,经体外培养两次传代后与藻酸钠溶液复合,使细胞密度为 5× 10 6/ml、 NaCl 0.135 mol/L、 K 2HPO 4 0.1 mol/L、藻酸钠的质量分数为 1％,然后注入葡萄糖酸钙使终浓度为 40 mmol/L。在实验组 (A、 B组 )兔的背部皮下注入复合藻酸钙载体的软骨细胞悬液,对照组 (C、 D组 )动物或注入无载体的软骨细胞悬液或注入无细胞的藻酸钙载体,分别于注射后第 2周、第 4周取材,进行 HE和甲苯胺蓝染色。结果 实验组,于注射复合软骨细胞的藻酸钙凝胶载体第 2周时, HE染色结果显示皮下注射点出现大量软骨细胞增殖,第 4周时有软骨组织形成;甲苯胺蓝染色见有软骨细胞和软骨基质形成。在注入无载体的软骨细胞悬液组 (C组 ),部分动物的皮下注射点有少量软骨组织形成,而在注入无细胞的藻酸钙载体组 (D组 )则未见软骨形成。结论 应用可注射性藻酸钙凝胶载体复合软骨细胞可在同种异体动物体内形成新生软骨组织。     

骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶修复全层半月板无血运区缺损

目的 观察骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶注射式修复全层半月板无血运区缺损的效果.方法 2008年6月至2009年2月制造成年山羊半月板前角无血运区全层缺损模型.以自体骨髓基质干细胞复合可注射藻酸钙凝胶修复半月板缺损(Ⅰ组),同时设立单纯载体组(Ⅱ组)和空白对照组(Ⅲ组).术后4、8、16周处死动物,行大体观察,组织学观察、电镜观察和MRI检查并比较修复效果.结果 Ⅰ组缺损完全被修复组织填充,结合紧密,与正常半月板组织相似,在4～16周效果逐渐改善,大体观察优于其他各组.光镜见细胞随凝胶纤维排列分布,载体纤维间隙大多为细胞分泌基质所充填,细胞排列密集,基质分布均匀.透射电镜见Ⅰ组细胞呈软骨细胞样形态,细胞突起较多,细胞器丰富,细胞为不同走向排列的纤维包绕.MRI检查发现Ⅰ组修复效果较好.结论 骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶注射可有效地修复全层半月板无血运区缺损.     

BMP-12联合自体骨髓间充质干细胞（BMSCs）藻酸钙载体复合物移植修复兔软骨缺损

目的 观察BMP-12诱导的BMSCs移植修复兔软骨缺损的效果,试图发现有效治疗软骨缺损的策略.方法 新西兰大白兔20只,兔龄3个月,体重2kg左右,左、右膝关节造成软骨缺损模型,左膝为实验组（A组）,右膝为对照组（B组）,将含有BMP-12的BMSCs藻酸钙载体复合物植入A组,将BMSCs藻酸钙载体复合物植入B组.结果 A,B组软骨缺损处均被透明软骨充填,A组透明软骨数量多于B组,随时间后移,缺损处被填充的越充分,A组填充的软骨细胞具有明显的陷窝且功能旺盛.结论 BMSCs可作为软骨缺损的组织工程种子细胞,BMP可加速诱导其分化为软骨细胞.黄云鹏为本文通讯作者     

微载体/水凝胶复合支架修复大鼠膝关节骨软骨缺损

[目的]探索以负载软骨细胞的Cytodex-3微载体和藻酸钠水凝胶为材料,制备微载体/水凝胶复合支架,并观察以此修复大鼠膝关节骨软骨缺损的效果。[方法]将大鼠软骨细胞与Cytodex-3微载体置于旋转式三维生物反应器(rotary cell culture systems,RCCS)中,软骨细胞在微载体表面快速大量扩增后,将负载有软骨细胞的微载体均匀的与藻酸钠水凝胶混合,制备微载体/水凝胶复合支架,并以此修复大鼠股骨滑车骨软骨缺损。实验分3组,A组:负载有软骨细胞的Cytodex-3微载体/藻酸钠水凝胶复合支架修复组;B组:单纯Cytodex-3微载体/藻酸钠水凝胶复合支架修复组;C组:空白对照组。术后6、12周取材,据大体、组织学、Micro-CT等检测结果对骨软骨修复效果进行评估。[结果]大体观显示A组的软骨修复效果明显优于B组和C组。组织学分析示A组的修复组织主要以透明软骨为主,而B组和C组主要以纤维组织为主。Micro-CT扫描结果表明各种软骨下骨均得到不同程度的重建,A组效果优于其他两组,比较差异有统计学意义。[结论]负载软骨细胞的微载体/藻酸钠水凝胶复合支架能够高效的修复大鼠股骨滑车骨软骨缺损,这种将微载体与水凝胶结合构建复合支架的方法,为组织工程软骨的制备提供了新的途径。     

纤维蛋白凝胶和脱钙骨基质支架材料复合软骨细胞修复兔膝关节软骨缺损的实验研究

目的：探讨纤维蛋白凝胶和脱钙骨基质支架材料复合软骨细胞作为软骨组织工程支架的可行性及有效性,并为后续研究可注射性材料做基础。方法：体外分离培养软骨细胞后接种到纤维蛋白凝胶和脱钙骨基质支架材料体外培养4周,然后植入兔膝关节软骨缺损区继续培养4、8、12周后取材,分别行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学观察。并进行Wakitani评分,观察其体内修复关节缺损效果。结果：大体观察4周后,实验组软骨缺损区可有乳白色组织修复,12周可修复完全,并无明显凹凸感。光镜下8周可见大量软骨细胞修复,并在TB染色下见Ⅱ型胶原比4周时明显增多。12周时软骨陷窝结构形成,细胞形态排列及Ⅱ型胶原与正常软骨组织相近。结论：纤维蛋白凝胶和脱钙骨基质支架材料复合软骨细胞可以作为软骨组织工程支架材料,能够用于再生修复软骨的缺损。并为构建可注射性修复材料提供途径。     

可注射软骨组织工程支架材料

可注射软骨是将细胞/载体复合物注射入机体内,形成软骨组织,从而达到修复软骨缺损的目的.具有创伤小和操作简单的特点,另外,修复不规则缺损,可注射软骨可直接注入缺损区,在固化前进行局部塑形,具有可塑性强的优点.目前,用于可注射软骨研究的材料主要是水凝胶材料,研究较多的是藻酸盐和纤维蛋白,另外人工合成的可注射水凝胶材料包括聚乙烯醇、聚乙烯醇和聚乙二醇等.     

藻酸钙复合自体软骨细胞修复羊膝关节负重区软骨缺损的实验研究

[目的]以中国山羊为动物模型,观察藻酸钙复合自体软骨细胞修复膝关节负重区软骨缺损的可行性。[方法]取羊肩关节软骨,分离、培养软骨细胞,蕃红"O"、 Giemsa及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色对其进行鉴定。将自体软骨细胞与藻酸钙凝胶复合,修复山羊股骨髁负重区全层软骨缺损(直径6 mm),实验分为四组:(1)缺损旷置组:缺损内未植入任何组织;(2)骨膜覆盖组:自体骨膜覆盖缺损区;(3)藻酸钙+骨膜组:凝胶植入软骨缺损区,并用自体骨膜覆盖;(4)藻酸钙+细胞+骨膜组:藻酸钙复合自体软骨细胞植入软骨缺损区,自体骨膜覆盖;分别于手术后3、6个月取材,通过大体观察及组织学评分检测修复效果。[结果]软骨细胞复合物蕃红"O"、 Giemsa染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色结果均为阳性,将藻酸钙凝胶-软骨细胞复合物用于羊负重区关节面软骨缺损修复,从大体观察和组织学评分进行比较,发现各组均有不同程度的组织修复,藻酸钙+细胞+骨膜组效果最好,与其他组差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]藻酸钙凝胶-软骨细胞复合物结合自体骨膜覆盖,可较好修复山羊膝关节负重区软骨缺损。     

自体骨髓间充质干细胞藻酸钙载体复合物对兔膝关节软骨缺损修复影响的实验研究

目的：软骨组织多处于人体骨骼的重要部位,其缺损修复一直为临床急待解决的难题,用组织工程方法修复关节软骨缺损是近年来正在研究的新途径。其中绝大多数研究几乎均着重体外培养条件的研究[1,2],而忽略了对于改善局部微环境的探讨,为此,本实验试图在载体复合物植入软骨缺损微环境内时,增加能促进MSCs分裂、增殖、分化及血管新生的bFGF及参与和活跃成软骨细胞合成软骨基质及纤维的维生素C等,从而达到提高软骨缺损修复疗效的目的。方法从24只3月龄新西兰大耳白兔髂骨处抽取骨髓,以密度梯度离心法分离出骨髓间充质干细胞（MSCs）作为种子细胞进行扩增培养至第三代,制成细胞悬液,而后在自制模具中与藻酸钙制备成与兔膝关节软骨全层缺损（直径4mm、深度4mm）相一致的载体复合物同时加入bFGF和维生素C,将该载体复合物植入兔左膝关节软骨全层缺损处作为A组,而右膝关节的关节软骨全层缺损处则植入MSCs与藻酸钙的载体复合物作为B组。另取兔6只,左膝按上述方法作一缺损植入单纯藻酸钙载体作为C组;右膝缺损则作空白对照D组。待术后不同时间点（30 d,60 d及90 d）取材,常规石蜡包埋后制成切片,分别用于HE、Masson、番红O、透射电镜、免疫组化等指标以观察软骨缺损修复效果。结果 A,B,C三组软骨缺损均被透明软骨和纤维组织充填,只是A组的透明软骨组织较B组多,C组最少。随植入时间后移,A组几乎均被透明软骨样组织填平并且充填组织与周边正常关节软骨的交界逐渐分辨不出,并与深层软骨下骨相连接,软骨细胞间质的胶原纤维从表层向深层呈放射状排列于软骨细胞基质中。而B组的缺损处表面尚有较多的纤维组织且充填组织与周边正常关节软骨的分界较A组清晰,C组缺损处表面可见有较多纤维组织和?     

非诱导脂肪源性干细胞对修复全层透明软骨创伤的可行性研究

目的探讨源自分布广泛的脂肪组织的干细胞的体内分化潜能及非诱导修复全层透明软骨缺损的效果。方法体外切取脂肪组织并分离培养脂肪源性干细胞（ADSCs）。随机将36只新西兰大白兔分为三组,混合有藻酸钙凝胶的ADSCs用来填充髌股关节的全层透明软骨损伤,凝胶修复或未做治疗组作为对照组。4周和12周后对重建组织进行大体和光镜、电镜下观察,组织学分析和定量计分也用于检测结果。结果ADSCs重建的组织白色质韧,完全充填缺损处,表面光整与周围软骨连接,修复组织的微观结构与软骨相似,含有更多的细胞和规则的基质纤维,基质有甲苯胺蓝异染性,优于其他各组。透射电镜可见大量胶原纤维环绕细胞周围。凝胶组和对照组修复组织为薄层纤维组织。修复效果评分的统计分析显示实验组在各时问点上与其他组相比有统计学差异（P〈0.01。结论这些结果表明源自成熟脂肪而未经诱导的干细胞拥有修复软骨创伤的能力,组织显示为透明样,产生生物学可行性结果。     

藻酸钙复合材料在软骨组织工程中的应用前景

软骨缺乏血运,仅靠自身修复能力有限,近年来随着组织工程的兴起,构建出人工的组织工程化软骨来替代自身缺损的软骨组织已广为研究,研究重点也集中在寻找适合软骨细胞生长,且能满足自身内部环境并能降解的支架材料上。藻酸钙支架构建方式简单;具有水凝胶及三维多孔结构2种形式;在改变物理及化学因素的条件下能改变自身材料的力学及生物特性;且能与其他因素(如高分子聚合物、生长因子)构建出新型的复合材料,因此在软骨组织工程上具有一定的应用前景。本文主要概括了藻酸钙支架材料的特点和优势,就复合其他成分(生长因子、基因片段)的藻酸钙水凝胶和三维结构2种不同形式,联合整复软骨缺损甚至软骨及软骨下骨的应用前景作出展望。     

藻酸钙载体复合软骨细胞成软骨的实验观察

目的：通过软骨细胞复合于载体后在同种异体动物体内异位成软骨情况，为组织工程方法修复关节软骨缺损的研究提供实验依据。方法：用一定浓度的海灌酸钠溶液与葡萄糖酸钙溶液按比例混合均匀，置特殊柱形模具中经冷冻、脱水得到具有一定弹性和韧性的柱形灌酸钙载体，将其复合软骨细胞植入同种动物体内，分别于术后2、4周取材进行组织学观察。结果：软骨细胞在体内生长增殖良好，4周时可见新生软骨组织形成。结论：灌酸钙可作为载体复合细胞进行软骨组织工程的研究。     

自体骨膜延迟游离移植修复成年后关节软骨缺损的实验研究

目的：研究年龄对自体骨膜游离移植修复关节软骨缺损的影响,探讨延迟游离移植能否提高成年后骨膜修复软骨能力。方法：选中国白兔,成年兔20只,幼兔10只,分3组。A组：成年兔左膝骨膜直接游离移植组;B组：成年兔右膝骨膜延迟游离移植组;C组：幼兔骨膜直接游离移植组,取骨膜或骨膜新生组织、行光镜、电镜组织学观察比较。结果：移植前B、C组骨膜厚度、细胞计数及细胞活跃程度均优于A组（均为P＜0．01）,移植后12周3组关节软骨缺损获得不同程度修复,C组优于A组（P＜0．01）及B组（P＜0．05）,B组优于A组（P＜0．01）。结论：自体骨膜局部剥离、原位激活,体内培养、延迟游离移植可提高成年骨膜成软骨能力,更好地修复成年后关节软骨缺损。     

Uninduced adipose-derived stem cells repair the defect of full-thickness hyaline cartilage

Objective: To testify the effect of the stem cells derived from the widely distributed fat tissue on repairing full-thickness hyaline cartilage defects.Methods: Adipose-derived stem cells (ADSCs) were derived from adipose tissue and cultured in vitro.Twentyseven New Zealand white rabbits were divided into three groups randomly.The cultured ADSCs mixed with calcium alginate gel were used to fill the full-thickness hyaline cartilage defects created at the patellafemoral joint,and the defects repaired with gel or without treatment served as control groups.After 4,8 and 12 weeks,the reconstructed tissue was evaluated macroscopically and microscopically.Histological analysis and qualitative scoring were also performed to detect the outcome.Results: Full thickness hyaline cartilage defects were repaired completely with ADSCs-derived dssue.The result was better in ADSCs group than the control ones.The microstructure of reconstructed tissue with ADSCs was similar to that of hvaline cartilage and contained more cells and regular matrix fibers,being better than other groups.Plenty of collagen fibers around cells could be seen under transmission electron microscopy.Statistical analysis revealed a significant difference in comparison with other groups at each time point(t=4.360,P＜0.01).Conclusion: Thcse results indicate that stem cells derived from mature adipose without induction possess the ability to repair cartilage defects     

自体骨髓间充质干细胞复合胶原膜修复兔膝关节全层软骨缺损的实验研究

目的研究自体骨髓间充质干细胞(m esenchym a l stem ce lls,M SC s)复合胶原膜(m ed ica l co llagenm em brane of gu ided tissue regeneration,M CM G)对兔膝关节局部全层软骨缺损的修复作用。方法实验动物选用健康的新西兰大白兔27只,3~4月龄,体重2.1~3.4 kg,每只抽取自体骨髓3~4 m l,体外分离培养后以5.5×108/m l密度种植于M CM G支架上体外培养48 h,制成M SC s/M CM G复合物,将以上27只实验动物手术制成双膝关节、股骨内髁负重区及滑车全层软骨缺损模型后,随机分成A、B、C 3组,每组各9只。A组双侧股骨内髁负重区、滑车软骨缺损处植入M CM G/M SC s复合物;B组植入单纯M CM G;C组不作任何植入,为空白组,分别于术后4、8和12周各处死3只,取材进行大体、组织学及免疫组织化学染色观察,根据关节软骨组织学半定量评分标准进行评分。结果A组术后4周即可重建关节骨软骨缺损;修复软骨在观察期内逐渐变厚,在12周内始终保持关节面及软骨下骨结构完整,为透明软骨样修复,表面光整,与周围软骨色泽相近;而B组和C组12周时仍为纤维软骨样修复,色泽浅黄,呈虫蚀样改变,仍有空洞。A组糖胺多糖及Ⅱ型胶原表达呈阳性,B、C组则明显减少。术后4、8和12周各组组织学半定量评分及术后12周大体结果显示:股骨内髁负重区与滑车修复对比差异无统计学意义(P>0.05),A组明显优于B组和C组(P<0.05);B组优于C组(P<0.05)。结论自体M SC s复合M CM G在体内环境下可形成透明软骨修复兔膝关节全层软骨缺损。M CM G符合组织工程软骨基质材料的基本要求,有望成为一种理想的用于关节全层软骨缺损修复的软骨组织工程载体材料。     

Clinical trial of calcium alginate haemostatic swabs

The influence of a new haemostatic material on surgical bleeding was evaluated in 100 patients who were prospectively randomized to either normal surgical gauze or calcium alginate swabs used throughout cholecystectomy (n = 40), simple mastectomy (n = 18) or inguinal hernia repair (n = 42). Overall, median (range) blood loss was 91 (3-329) ml for gauze and was significantly reduced by calcium alginate swabs to 72 (2-181) ml (P less than 0.05). Unexpectedly, operation times were also shortened from 45 (17-95) min for gauze to 35 (13-70) min with calcium alginate swabs (P less than 0.02). This reduction in blood loss and operating time was greatest for mastectomy, was still statistically significant for cholecystectomy, but was unimportant in inguinal hernia repair. Calcium alginate haemostatic swabs may become routine in major surgery, particularly where blood loss leads to the need for transfusion.     

经碱性成纤维细胞生长因子修饰骨髓基质干细胞注射式修复全层软骨缺损

目的 探讨经碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)修饰的骨髓基质干细胞(BMSCs)注射式修复全层软骨缺损的可行性.方法 体外培养家兔自体骨髓基质干细胞,并以bFGF处理修饰细胞,免疫组织化学Ⅱ型胶原蛋白表达、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测蛋白聚糖表达.将其与藻酸钙凝胶支架复合注射式植入兔股骨髁全层软骨缺损处,同时设立凝胶支架对照组和空白对照组.术后8周取材观察修复效果,并行苏木素-伊红(HE)、甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色检测;透射电镜观察修复组织的微观结构.结果 BMSCs的细胞群体倍增时间(PDT)为33.8 h,经bFGF处理的BMSCs可检测到Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的表达.至术后8周可见质硬的类白色修复组织完全充填软骨缺损处,组织学检查可见大量软骨样细胞分布于深染的细胞外基质中,检测到Ⅱ型胶原的表达.透射电镜可见丰富的细胞器和胞外基质.凝胶支架对照组和空白对照组仅有部分质软组织充填缺损处,未检测到Ⅱ型胶原的表达.结论 经hFGF修饰的自体骨髓基质干细胞藻酸钙凝胶复合物可用于修复全层软骨缺损.     

Bone marrow stimulation of the medial femoral condyle produces inferior cartilage and bone repair compared to the trochlea in a rabbit surgical model

The influence of the location of cartilage lesions on cartilage repair outcome is incompletely understood. This study compared cartilage and bone repair in medial femoral condylar (MFC) versus femoral trochlear (TR) defects 3 months after bone marrow stimulation in mature rabbits. Intact femurs from adult rabbits served as controls. Results from quantitative histomorphometry and histological scoring showed that bone marrow stimulation produced inferior soft tissue repair in MFC versus TR defects, as indicated by significantly lower % Fill (p = 0.03), a significant increase in collagen type I immunostaining (p < 0.00001) and lower O'Driscoll scores (p < 0.05). 3D micro‐CT analysis showed that repaired TR defects regained normal un‐operated values of bone volume fraction, trabecular thickness, and trabecular number, whereas in MFC defects the repaired bone architecture appeared immature and less dense compared to intact un‐operated MFC controls (p < 0.0001). Severe medial meniscal damage was found in 28% of operated animals and was strongly correlated with (i) low cartilage defect fill, (ii) incomplete bone repair in MFC, and (iii) with a more posterior defect placement in the weight‐bearing region. We conclude that the location of cartilage lesions influences cartilage repair, with better outcome in TR versus MFC defects in rabbits. Meniscal degeneration is associated with cartilage damage. © 2013 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 31:1757–1764, 2013