骨形成骨白质成骨基质明胶复合修复骨缺损实验研究

根据诱导成骨理论，由动物群骨提取无排斥反应、诱导成骨作用强的骨形成蛋白质，与骨基质明胶复合修复２６只家兔桡骨缺损。通过Ｘ线和组织学方法检查结果表明，术后第４周，植骨区的纤维性骨痂中有成骨细胞形成；第８周，植骨区大片新骨形成；１２周植骨区基本为新生骨填充；１６周骨缺损修复过程基本完成。     

骨髓基质干细胞与骨基质明胶复合培养体内异位成骨的实验研究

目的：探讨骨髓基质干细胞(MSC)与骨基质明胶复合培养体内异位成骨的可行性。方法：将SD大鼠来源的MSC与同种异体的骨基质明胶复合培养后植入SD大鼠背部竖脊肌肌膜内，分别于术后不同的时间点处死大鼠，标本进行碱性磷酸酶(ALP)活性测定及组织形态学观察：结果：实验组标本自术后第3周ALP活性起就表现出阳性，第4周MSC与骨基质明胶复合体内大量成骨。结论：MSC与骨基质明胶复合培养体内异位成骨完全可行的。     

微孔对同种异体表面脱钙骨基质明胶诱导成骨能力的影响

目的　观察微孔制备对表面脱钙骨基质明胶诱导成骨能力的影响。方法　用有微孔和无微孔表面脱钙骨基质明胶修复大鼠颅骨上直径为 8mm的环形骨缺损 ,术后不同时间行组织学和X线检查。结果　有微孔制备的表面脱钙骨基质明胶诱导成骨能力优于无微孔的表面脱钙骨基质明胶。结论　微孔制备能提高表面脱钙骨基质明胶诱导成骨的能力。     

SD大鼠骨基质明胶吸附骨髓间充质干细胞修复骨缺损的实验研究

目的:探讨大鼠骨基质明胶吸附骨髓间充质干细胞修复骨缺损的可行性。方法:采用第5代(P5)SD大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs),经Hoeschst 33344(sigma)荧光杂料标记后,调配制成的1×106个／ml细胞浓度后与骨基质明胶(BMG)共同培养6 h,然后植入SD大鼠双侧胫骨的实验性骨缺损中(A组),同时作胫骨骨缺损单纯BMG植入(B组),无植入物(C组)两组对照。术后8周处死,取骨缺损区组织进行组织学观察,其中A组行荧光染料标记测定以确认骨缺损区的骨痂是否来源于MSCS。结果:①A组:胫骨骨缺损区可见大量新生不规则骨纤维组织、软骨及纤维骨痂填充,可见骨细胞、骨组织和骨小梁,已形成骨髓腔。②B组:胫骨骨缺损区可见大量纤维组织、少量新生不规则骨纤维组织及骨骼肌组织,伴有多核巨细胞和少量炎性细胞,缺损区边缘带有骨痂组织。③C组:胫骨骨缺损区可见大量纤维组织及骨骼肌组织填充生长,伴有多核巨细胞和少量炎性细胞,缺损区边缘带有少量骨痂组织。荧光染色鉴定确认胫骨骨缺损区的骨痂来源于MSCs。结论:大鼠骨基质明胶吸附骨髓间充质干细胞修复骨缺损具有安全性、可行性及有效性。     

新型仿生骨材料修复山羊颅骨缺损的实验研究

目的设计山羊颅骨缺损模型以验证自主研发的两种不同配比胶原基仿生骨材料的生物安全性和诱导成骨效果。方法首先使用环钻在山羊颅骨上制作圆形缺损区,再将胶原配比不同的仿生骨材料植入缺损区,观察材料植入后的炎症反应及缺损区域成骨情况等。结果胶原蛋白含量高的A组材料大部分降解且部分诱导成骨,胶原蛋白含量低的B组材料基本不降解且无诱导成骨效果。两组材料植入山羊体内后,均未出现炎症反应,说明自主研发的胶原基仿生骨材料的生物相容性良好。结论自主研发的胶原基仿生骨材料生物相容性和降解性良好,有一定的诱导成骨效果。     

骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨对骨髓间充质干细胞成骨潜能的影响

背景：前期实验发现单纯骨基质明胶材料与骨髓间充质干细胞复合后具有较好的成骨能力,修复骨缺损效果较好,但单纯骨基质明胶降解速度快,硬度差,不能用来修复承重区域的骨缺损。 目的：观察骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨与骨髓间充质干细胞复合培养后细胞成骨潜能的变化。 方法：利用骨基质明胶和煅烧骨基质制备重组人工骨,并与大鼠骨髓间充质干细胞复合培养48 h,用茜素红染色检测复合培养后细胞的成骨潜能。 结果与结论：细胞在复合材料上能够很好的黏附、生长以及增殖,与重组人工骨复合培养后,细胞的成骨潜能和细胞表型无明显变化。表明重组人工骨易于与骨髓间充质干细胞结合,对细胞成骨潜能无影响,生物相容性良好。     

富血小板纤维蛋白联合诱导骨基质修复兔口腔种植体周围骨缺损

背景:富血小板纤维蛋白及人工骨材料已广泛应用于种植体周骨缺损的修复及再生,但二者以不同比例混合应用于种植体周围成骨方面的研究较少。目的:探讨富血小板纤维蛋白与医用诱导骨基质联合应用,对兔种植体周围骨缺损再生修复的效果。方法:12只大耳白兔建立口腔种植体周围骨缺损模型,沿右侧下颌骨下缘制备直径为5 mm、深为2 mm的圆柱形骨缺损区共3个,自近中至远中依次编号为1,2,3号,置入钛螺纹钉后,分别填入富血小板纤维蛋白与骨基质2∶1混合物、1∶1混合物、1∶2混合物;另一侧下颌骨相同操作制备3个骨缺损,自远中向近中编号依次为4,5,6号,分别置入钛螺纹钉,4号作为空白对照,5号填入富血小板纤维蛋白,6号填入骨基质。12只兔随机分为造模术后4,8,12周组,每组4只。各组分别随机选出1只兔,于处死前10 d注射盐酸四环素25 mg/kg,处死前3 d注射钙黄绿素5 mg/kg,进行荧光标记。分别于造模术后4,8,12周时处死动物,行大体观察、苏木精-伊红染色、荧光标记、甲苯胺蓝酸性品红染色,并对成骨效果进行统计学分析。结果与结论:(1)骨形成率大小依次为:富血小板纤维蛋白/医用诱导骨基质2∶1...     

骨基质明胶复合自体外周血干细胞修复骨缺损的安全性评价

背景：动物实验证实骨基质明胶移植后免疫排斥反应小,可在早期促进软骨及骨形成。 目的：观察骨基质明胶吸附自体外周血干细胞修复骨缺损的可行性。 方法：将节段性骨缺损病例患者按照自愿原则分2组治疗,一组将自体外周血干细胞/骨基质明胶充分嵌合于骨断端,另一组仅将骨基质明胶嵌合于骨断端,并行牢固内外固定。术后拍摄骨缺损部位正、侧位X射线片。 结果与结论：自体外周血干细胞/骨基质明胶组骨折端可见大量新生不规则骨纤维组织、软骨及纤维骨痂填充,可见骨细胞、骨组织和骨小梁,已形成骨髓腔。骨基质明胶组骨折端可见大量纤维组织、少量新生不规则骨纤维组织及骨骼肌组织,伴有多核巨细胞和少量炎性细胞,缺损区边缘带有骨痂组织。自体外周血干细胞/骨基质明胶组术后愈合时间较骨基质明胶组缩短(P < 0.05);治疗期间患者未见明显不良反应。说明自体外周血干细胞/骨基质明胶具有良好的生物相容性和可吸收性,在骨缺损愈合过程中起骨引导和骨诱导作用,效果优于单纯骨基质明胶移植。     

试剂对脱钙骨基质成骨能力影响的实验研究

目的 :研究异体骨基质制备过程中常用的脱脂和脱钙试剂溶液对其成骨能力的影响。方法 :8周鼠龄的Wistar雌鼠作为供体 ,切取胫股骨 ,碾磨成 12 5～ 80 0微米的颗粒 ,分成四组 ,分别用丙酮 -盐酸、丙酮 -乙二胺四乙酸 (EDTA)、三氯甲烷 -甲醇 -EDTA或三氯甲烷 -甲醇 -盐酸 (控制组 )脱脂和脱钙。冷冻干燥处理后 ,每 3 0mg装入一胶囊中。 60只 6周鼠龄的Wistar雌鼠作为受体 ,植入腰背肌中 ,每只鼠接受同一组植入材料 2枚。术后 6周取标本测定重量、干燥后的重量、钙含量、碱性磷酸酶含量和组织形态学定量测定。结果 :丙酮 -盐酸组的干燥重量 (P <0 .0 1)和钙含量 (P <0 .0 5 )明显高于控制组。结论 :用丙酮清除脂质的异体骨基质成骨能力优于用三氯甲烷 -甲醇混合液。EDTA或盐酸脱钙对其成骨能力无明显影响。     

透钙磷石骨水泥复合明胶及重组人骨形态发生蛋白2/7修复骨缺损

文题释义：明胶：是胶原蛋白的水解产物,具有优异的生物降解性、细胞相容性和无免疫原性。在30-40 ℃时,明胶由固态转化为溶液,明胶溶液与戊二醛共价交联后形成水凝胶中的水可作为致孔剂,增加支架材料的孔隙率,改变支架材料中孔结构的大小。骨形态发生蛋白：是一组能够诱导和促进骨形成的细胞因子,属于转化生长因子超家族成员,是骨组织工程中最重要的骨诱导生长因子,分为同源二聚体和异源二聚体,其中骨形态发生蛋白2、骨形态发生蛋白7、骨形态发生蛋白2/7的研究最为广泛,骨形态发生蛋白2/7的成骨效果优于骨形态发生蛋白2和骨形态发生蛋白7。背景：课题组前期研究发现10%锶-透钙磷石的成骨能力高于透钙磷石和5%锶-透钙磷石,但也发现掺锶透钙磷石的孔结构不够理想,前期成骨效果不佳。 目的：在10%锶-透钙磷石中加入明胶和重组人骨形态发生蛋白2/7(recombinant Human bone morphogenetic proteins 2/7,rhBMP2/7),观察其修复家兔下颌骨缺损的成骨效果。方法：分别制备明胶-10%锶-透钙磷石与含0.04,1 g/L rhBMP2/7的明胶-10%锶-透钙磷石材料。在45只家兔双侧下颌骨制作骨缺损模型,分5组干预：空白对照组不植入任何材料,其余4组分别植入10%锶-透钙磷石(对照组)、明胶-10%锶-透钙磷石(明胶组)、0.04 g/L rhBMP2/7-明胶-10%锶-透钙磷石(0.04 g/L rhBMP2/7组)、1 g/L rhBMP2/7-明胶-10%锶-透钙磷石(1 g/L rhBMP2/7组)。术后4,8,12周取骨缺损标本,分别进行锥形束CT与免疫组化观察。实验经华北理工大学实验动物伦理委员会审议批准。结果与结论：①锥形束CT：术后8周时,1 g/L rhBMP2/7组骨修复基本完成,新生骨组织与周围组织几乎融合;0.04 g/L rhBMP2/7组和胶原组缺损区大部分修复,新骨修复边缘不平整;对照组部分修复。术后12周时,明胶组、0.04,1 g/L rhBMP2/7组完成缺损区骨修复;②免疫组化观察：术后4,8周时,1 g/L rhBMP2/7组Ⅰ型胶原表达高于其他4组(P < 0.05),0.04 g/L rhBMP2/7组、胶原组高于对照组(P < 0.05);术后12周时,植入材料4组间Ⅰ型胶原表达比较差异无显著性意义(P > 0.05);③结果表明：在10%锶-透钙磷石中加入明胶和1 g/L的重组人骨形态发生蛋白2/7可促进骨缺损的修复。ORCID: 0000-0001-8461-8403(李雪微) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

纳米羟基磷灰石人工骨修复骨缺损的实验研究

目的：探讨多孔Nano-Hydmxyapatite（Nano-HA）人工骨的骨缺损修复作用及相关问题，为临床骨缺损修复提供依据。方法：采用新西兰大白兔39只，单侧桡骨制备骨缺损动物模型，用多孔Nano-HA人工骨材料植入骨缺损处进行修复作为实验组，以HA人工骨材料及空白组作为对照组；术后4、8、12周分别行大体标本观察、组织学、X线、扫描电镜及生物力学测试，综合评价多孔Nano-HA人工骨对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果：Nano-HA人工骨和HA人工骨均可促进新骨形成，前者新骨形成量大，骨缺损修复能力明显优于后者，差异有显著性（P〈0．05）。结论：Nano-HA人工骨具有良好的成骨能力和生物相容性，可望成为一种理想的骨缺损修复材料。     

PDLLA/PLA-PEG-PLA新型人工骨修复恒河猴颅骨缺损实验研究

目的　评估PDLLA/PLA-PEG-PLA在骨组织工程中的应用前景。 方法　在4只恒河猴双侧顶骨24个10 mm颅骨去骨膜全层骨缺损中分别植入4种筛选出的支架/成骨细胞复合体,术后6、　12周采用X线、组织学及扫描电镜观察评价骨缺损修复情况。 结果　大体观察,都未引起明显的全身反应,局部切口愈合良好。X线、组织学及扫描电镜均证实人工骨在术后6周、12周成骨能力明显高于空白对照组,也高于单纯注射成骨细胞对照组,而改性的PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/β-TCP及　PDLLA/BG成骨能力优于单纯PDLLA,X线评分证实PDLLA/PLA-PEG-PLA成骨能力最强,12周时成骨量达缺损区70%。 结论　4种筛选的支架与成骨细胞复合构建组织工程人工骨具有较强的体内成骨效能,PDLLA/PLA-PEG-PLA在骨组织工程中有很好的应用前景。     

光固定明胶修饰的聚醚醚酮(PEEK)表面促进细胞增殖及成骨性研究

目的聚醚醚酮(PEEK)具有与骨骼相似的弹性模量,但PEEK作为骨修复材料的应用受到其表面生物惰性及缺乏促成骨性的限制。为了解决这个问题,我们通过表面修饰光固定明胶增强PEEK生物活性。方法我科研团队合成的光固定明胶可通过紫外照射粘附于多种材料表面,并可增强材料的生物相容性。进行SEM、静态水接触角、细胞增殖、细胞形态、碱性磷酸酶分化等表征学及细胞学系统研究。结果研究表明光固定明胶可固定于PEEK表面,改变了PEEK等高分子材料的表面性质。在细胞学研究中,光固定明胶改性后相对于普通PEEK,成骨细胞增殖、伸展、基质分泌及分化能力明显增强。结论通过光固定明胶对PEEK表面进行改性,可明显增强其生物活性,是一种有潜力的骨科内植入物及医疗器械材料。     

Cationized gelatin hydrogels mixed with plasmid DNA induce stronger and more sustained gene expression than atelocollagen at calvarial bone defects in vivo

Gene transduction of exogenous factors at local sites in vivo is a promising approach to promote regeneration of tissue defects owing to its simplicity and capacity for expression of a variety of genes. Gene transduction by viral vectors is highly efficient; however, there are safety concerns associated with viruses. As a method for nonviral gene transduction, plasmid DNA delivery is safer and simpler, but requires an efficient carrier substance. Here, we aimed to develop a simple, efficient method for bone regeneration by gene transduction and to identify optimal conditions for plasmid DNA delivery at bone defect sites. We focused on carrier substances and compared the efficiencies of two collagen derivatives, atelocollagen, and gelatin hydrogel, as substrates for plasmid DNA delivery in vivo. To assess the efficiencies of these substrates, we examined exogenous expression of green fluorescence protein (GFP) by fluorescence microscopy, polymerase chain reaction, and immunohistochemistry. GFP expression at the bone defect site was higher when gelatin hydrogel was used as a substrate to deliver plasmids than when atelocollagen was used. Moreover, the gelatin hydrogel was almost completely absorbed at the defect site, whereas some atelocollagen remained. When a plasmid harboring bone morphogenic protein 2 was delivered with the substrate to bony defect sites, more new bone formation was observed in the gelatin group than in the atelocollagen group. These results suggested that the gelatin hydrogel was more efficient than atelocollagen as a substrate for local gene delivery and may be a superior material for induction of bone regeneration.