复合连通多孔钛体内成骨的实验研究

目的观察复合连通多孔钛的体内成骨能力。方法将三维连通多孔钛制成标准试件,浸泡于1.5倍模拟体液中使之复合类骨磷灰石。分别抽取5只新西兰大白兔骨髓各1.5ml,分离出骨髓基质干细胞后进行原代培养。将骨髓基质干细胞接种到多孔钛试件孔壁内,继续培养14d。应用扫描电镜观察成骨情况,然后将其植入兔右侧背肌内,左侧植入空白复合多孔钛试件作为对照。3周后取材进行组织学观察。结果将骨髓基质干细胞接种于复合IPT试件上培养2周后,在光镜及扫描电镜下可见骨髓基质干细胞在孔壁内黏附,增殖活跃。经体内培养3周后的复合多孔钛试件的组织学观察发现,种植有骨髓基质干细胞的复合IPT的孔壁内沉积了一薄层骨组织,而未种植该细胞的对照组样品中未发现有骨组织,其孔隙被大量的纤维组织和少量的肥大细胞等充填。结论预先在体外对复合多孔钛进行细胞接种明显提高了其在体内的成骨效果。     

骨基质明胶诱导成骨的组织学特点

目的：探讨骨基质明胶诱导成骨的组织学特点。方法：在成年家兔双侧桡骨干中段制成骨缺损模型,分别植入无菌生理盐水和骨基质明胶。采用组织形态学方法,观察骨基质明胶的成骨过程及修复骨缺损的能力。结果：骨基质明胶可诱导间充质细胞聚集,并促进其分化为软骨细胞、成骨细胞进而形成新骨。结论：骨基质明胶是通过诱导机理促进形成新骨的;诱导成骨是软骨内成骨过程。     

用于假体固定的骨基质明胶复合骨水泥超微结构与成骨活性分析

目的 通过观察新复合材料超微结构与成骨活性,探讨其用于人工关节假体固定的可能性.方法 将自制的兔骨基质明胶(bone matrix gelatin,BMG)与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(polymethyl methacrylate,PMMA)等质量比复合,制成复合材料,采用扫描电镜观察其结构特点,将复合材料植入兔臀部肌肉...     

异体骨基质明胶颗粒骨水泥复合牛骨形态发生蛋白修复兔桡骨缺损

目的：探讨异体肌基质明胶颗粒、骨水泥作为bＢＭＰ载体及释放系统修复兔桡骨缺损的成 骨能力。方法：复合材料及自体骨分别移植于成年新西兰兔桡肌基准大小骨制损,术后不同时期进行Ｘ线、组织形态学ＥＣＴ,扫描电镜观察,比较复合材料修复骨制损的方式及能力。结果：复合材料修复成年新西兰兔桡骨基准大小骨制损;复合材料和新鲜自体骨移植相比,修复程度及愈合过程及成骨方式相同。结论：异体骨基质明胶颗粒、骨水泥是bＢＭＰ的     

新型聚乳酸/骨基质多孔复合支架材料制备及初步研究

目的采用CO2超临界法(SC-CO2)制备一种新型的聚乳酸(PLA)/骨基质(BMG)多孔复合型生物活性骨支架材料,并评价其理化性能及细胞相容性,确定材料最佳复合比例,为进一步的实验提供实验依据。方法采用SC-CO2法制备不同比例的PLA/BMG多孔复合型骨植入材料,通过大体观察、孔隙率测定,力学检测、SEM观察评价其理化性能,并结合体外细胞相容性检测选择最佳复合比例。结果采用SC-CO2法制备的PLA/BMG多孔复合支架材料中BMG的比例与材料的孔隙率及细胞相容性成正相关,与力学性能成负相关;含30%BMG的复合材料具有良好的综合性能。结论采用SC-CO2法制备的PLA/BMG(7/3)多孔复合支架材料具有良好的理化性能及细胞相容性,可作为骨植入材料及骨组织工程支架进一步研究。     

同种异体骨脱钙骨基质联合BMP修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的：探讨异体脱钙骨基质（DBM）骨泥复合骨形态发生蛋白（BMP）修复家兔桡骨节段性骨缺损的作用。方法：日本大耳白兔54只,雌雄不限,随机分为3组,A组：空白组（缺损区不植入任何材料）,B组：对照组（缺损区植入金世植骨灵）,C组：实验组（缺损区植入DBM骨泥）。建立家兔单侧桡骨骨缺损模型,采用同种异体骨DBM骨泥复合BMP进行修复,复合骨泥中加入骨胶原作为塑形剂,术后4、8、12周观察新骨生成情况,通过形态学、X线、组织学及计算机图像分析等观察指标,并与对照组及空白组进行比较,客观评价骨泥诱导成骨及骨缺损修复能力。结果：DBM与BMP复合骨泥易根据骨缺损大小塑形,术中操作简单。术后A组骨缺损未获骨性修复,B、C组骨缺损均获得骨性愈合,且新骨面积测定显示B、C组间成骨速度无明显差异（P〉0．05）,比A组快（P〈O．01）。结论：异体DBM骨泥复合BMP具有良好的骨修复作用。     

灌注骨水泥多孔中空椎弓根钉治疗骨质疏松性胸腰椎疾病34例分析

目的 探讨灌注骨水泥中空多孔椎弓根钉治疗骨质疏松性胸腰椎相关疾病的临床疗效。方法 回顾性分析34例应用灌注骨水泥多孔椎弓根钉手术治疗胸腰椎骨质疏松患者,采用日本矫形外科协会评分系统对手术效果进行评价,参照BURKUS及SINGH评估椎弓根螺钉稳定性及脊柱融合情况。结果 对所有患者随访6～18个月。末次随访时JOA改善率为：显效28例,有效6例;螺钉稳定性评分平均为(2.8±0.2)分,骨融合评分平均为(2.9±0.1)分。术中有3例患者各有一枚螺钉骨水泥渗漏入椎体周围,但未进入椎管,无神经损害表现,2例发生切口脂肪液化,延期愈合;1例发生尿路感染;2例出现腰背部疼痛,需口服镇痛类药物减轻症状,1例出现1枚螺钉断裂。结论 骨水泥多孔中空椎弓根钉固定技术能提高骨质疏松性脊柱内固定强度和稳定性,是治疗骨质疏松性胸腰椎相关疾病有效的手术内固定方式。     

复合BMPs 3-D多孔钛的实验研究

目的:观察三维连通(3-D)多孔钛结构复合骨形态发生蛋白(BMPs)埋入肌肉中其组织学变化。方法:3-D多孔钛,3-D多孔钛复合BMPs分别植入小鼠肌肉中,术后10 d、20 d、30 d取材,观察组织结构变化。结果:植入10 d组,未复合BMPs多孔钛孔隙内无组织长入,复合BMPs多孔钛纤维组织长入孔隙中;植入20 d组,未复合BMPs多孔钛纤维组织围绕钛周围生长,复合BMPs多孔钛纤维组织几乎长满孔隙中,其中有血管形成;植入30 d组,复合BMPs多孔钛在镜下可见胶原纤维组织长满孔隙中,孔内周边出现钙化沉积带。结论:复合BMPs的3-D多孔钛可以促进成纤维组织的形成和早期的血管长入,加速骨生成。     

脱钙骨颗粒骨水泥骨形成蛋白复合材料配方优化研究

目的 探讨脱钙骨基质颗粒（DBM）、骨水泥（BC）、牛骨形成蛋白（bBMP)的最佳比例和最方便的复合方法。方法 提取bBMP,制备狗DBM,二者按1：25的质量比用直接掺合法和吸附法复合后,再用BC按不同的质量比复合,将复合后的材料行体外生物力学测定和扫描电镜观察,体内成骨诱导活性测定和植入实验。结果 bBMP与DBM直接掺合和吸附法复合后,所得材料的成骨诱导活性无差别。复合材料中DBM的质量比≤40%时,材料内部的大部分间隙＜100μm,空隙率＜20％,不利于新生血管长入和新骨形成。DBM的质量比≥80％时,DBM和BC不能复合在一起,从而失去塑形性,DBM的质量比在50％－75％的范围内,随DBM质量比的增加生物力学强度逐渐降低而成骨诱导和血运重建的质量越好。结论 bBMP与DBM复合以直接掺合法最方便而不影响复合材料的成骨诱导活性。DBM的质量比为50％－60％时,复合材料既具有相当的生物力学强度,又利于诱导新骨形成和血运重建,适宜于修复承重部位的骨缺损,比例为75％时可用于修复非承重部位的骨缺损。     

多孔钛修复兔桡骨骨缺损的组织学和力学研究

目的：探讨多孔钛(titanium, Ti)支架材料修复节段性骨缺损的疗效。方法：新西兰大白兔30只,切除兔双前肢桡骨中下段1 cm连同骨膜的骨质造成骨缺损,选择左侧前肢为实验侧,右侧前肢为对照侧。实验侧缺损区植入多孔钛,对照侧缺损区植入多孔羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)。于术后8、12、24周行组织学和组织形态学观察,进行图像分析,测其新生骨面积,术后12、24周时行力学测试。 结果：组织学显示：两组孔内长入大量新生骨质,随着术后时间的延长,在12、24周时实验侧新骨细胞长入量和骨重建效果与对照组接近。两组种植体均与骨组织实现骨紧密结合,未见纤维间隔。组织形态学结果也显示,试验组和对照组的新生骨面积(S bone)占植入区总面积(S total)的百分比(S)在新生骨质长入量上差异无统计学意义（P>0.05)。而12、24周时3点弯曲实验显示,12周时最大承载负荷（N）分别为107.34±27.44（Ti组）和93.42±21.18（HA组）;24周时最大承载负荷分别为118.56±24.65（Ti组）和102.15±23.37（HA组）。实验组力学性能优于对照组,但差异无统计学意义（P =0.102）。结论：多孔钛支架材料可以促进新骨的形成并有利于长段骨缺损的修复,其促进新骨生成能力和修复节段性骨缺损效果与多孔羟基磷灰石相似。     

选择性激光熔覆制备微孔钛试件及体内实验研究

目的 评估选择性激光熔覆(SLM)成形微孔钛结构对材料生物活性的影响.方法 以0 ～ 45 μm的球形二级钛粉为实验原料,平铺在5 cm×5 cm×0.5 cm的纯钛基板上,在合适的激光参数条件下,制备出孔径范围在150 ～ 200 μm及200～250 μm的两组试件.以大颗粒喷砂酸蚀(SEA)工艺处理的试件为对照,通过动物实验研究,评价材料生物活性.结果 场发射扫描电镜观察不同试件表面微孔结构,EDS显示SLA组表面C元素高于SLM组(P =0.037);SLM组试件弹性模量明显降低,接近于人类骨皮质(P＜0.05);孔径200～250 μm试件骨结合率在第8周差异有统计学意义(P =0.028).结论 微孔结构能有效降低试件表面的弹性模量,且孔径范围200 ～ 250 μm的试件在中期诱导骨形成的能力上更加显著.     

生物蛋白胶/松质骨基质负载软骨细胞体外培养的实验研究

目的 探讨生物蛋白胶,松质骨基质作为软骨细胞培养支架的可行性。方法 ①取3周龄的新西兰幼兔的关节软骨细胞种植于生物蛋白胶,松质骨基质载体上作体外培养;②通过倒置显微镜、扫描电镜、透射电镜、AB-PAS染色、Ⅱ型胶原免疫组化检查等,了解细胞生长及软骨基质的分泌情况,并观察载体降解情况。结果 ①生物蛋白胶,松质骨基质载体中大部分保持卵圆形,小部分在支架表面如贴壁细胞状;②于第9天以后,支架内的细胞数均开始明显增加。软骨细胞活性达95％以上;③AB-PAS染色（＋）、Ⅱ型胶原免疫组化检查（＋）;④电镜观察显示软骨细胞较好地附在支架上并分泌细胞外基质。结论 生物蛋白胶,松质骨基质是一种较好的软骨细胞培养支架。     

骨基质明胶在异位成骨区的成骨研究

目的探讨不同处理后的骨基质明胶（BMG）在异位成骨区的成骨效果。方法将36只日本大耳白兔随机分为3组,每组12只。A组血管束植入用bFGF预处理过的BMG中;B组血管束植入未作任何预处理的BMG中;C组单独植入BMG。分别于术后4、8、12周给各组动物灌注墨汁后做HE及Masson染色进行组织学观察和定量分析。结果新生骨面积定量分析,各个时间点上A组新生骨面积均最大,与C组比较差异均有统计学意义（均P﹤0.05）。新生骨面积比与血管面积比相关分析结果显示,r4周=0.53,P﹤0.05;r8周=0.46,P﹤0.05;r12周=0.61,P﹤0.05。结论血管化程度越高,新生骨面积越大;新生骨面积比与血管化程度呈正相关。     

SD大鼠骨髓基质细胞与多孔羟基磷灰石陶瓷支架体外粘附的实验研究

目的研究诱导培养的SD大鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)在多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料上的粘附和生长。方法SD大鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)经矿化诱导培养、扩增后与多孔羟基磷灰石陶瓷支架体外复合培养,扫描电镜观察BMSCs在支架表面的贴附形态;同时以不同浓度细胞悬液接种多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料,检测适宜的接种浓度及单位体积支架材料最多可粘附BMSCs数量。结果BMSCs在支架表面贴附良好,当接种浓度为2×106/ml时,单位体积的多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料最多可粘附BMSCs数量为3.1×107cell/cm3。结论SD大鼠BMSCs在体外经矿化诱导培养可表达成骨细胞表型,诱导培养后的细胞与新型多孔羟基磷灰石陶瓷支架材料上具有良好的亲和能力。     

松质骨骨基质明胶复合软骨细胞构建组织工程软骨

目的 观察软骨细胞在同种异体松质骨骨基质明胶(BMG)上的生长、增殖和分化,探讨用松质骨BMG与软骨细胞体外构建组织工程软骨的效果.方法 分离1月龄兔关节软骨细胞,扩增后种植在松质骨BMG上体外构建组织工程软骨.于1、2、4、6周取材进行组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学及透射电镜观察.结果 软骨细胞在BMG上生长良好,分泌蛋白聚糖和胶原.随培养时间延长,细胞增殖,松质骨BMG空隙内细胞数量增多,软骨陷窝形成,基质分泌增强.培养6周时软骨细胞在BMG表面及孔隙内形成软骨样组织,免疫组织化学染色显示细胞周围基质富含Ⅱ型胶原,分布均匀:透射电镜显示软骨细胞超微结构正常,细胞周围有大量基质产生.结论 同种异体松质骨BMG可以促进软骨细胞的生长增殖,维持软骨细胞的分化表型;在体外成功构建了组织工程软骨,它是一种较好的软骨组织工程支架材料.

Abstract：

Objective To evaluate the use of cancellous bone matrix gelatin (BMG) combined with chondrocytes in constructing tissue-engineered cartilage by observing the growth, proliferation and differentiation of chondrocytes on allogeneic cancellous BMG. Methods The articular chondrocytes isolated from a 1-month-old rabbit were multiplied to a monolayer and seeded onto cancellous BMG to construct tissue-engineered cartilage in vitro during a period of 6 weeks. Samples were taken from the construct after 1, 2,4, and 6 weeks of culture and evaluated by histology, immunohistochemistry and transmission electron microscopy (TEM). Results The chondrocytes excreted matrix proteoglycan and collagen on cancellous BMG. With the prolongation of the culture time, the cells proliferated in the construct and the cells in the lacunae increased. Numerous chondrocytes were present the central region of the cancellous BMG and surrounded by extracellular matrix. By 6 weeks of culture, the BMG was covered with 15-20 layers of chondrocytes and cartilaginous tissue occurred in the pores throughout the cancellous BMG. Immunohistochemical staining showed rich and evenly distributed type Ⅱ collagen around the chondrocytes, and TEM revealed an ultrastructure of the chondrocyte similar to that of native chondroctyes, with abundant extracellular matrix produced around the cells. Conclusion Tissue-engineered cartilage can be constructed in vitro using allogeneic cancellous BMG combined with chondrocytes. Allogeneic cancellous BMG serves as a good scaffold material for tissue-engineered cartilage to promote the growth and proliferation of the seeded chondrocytes and allows maintenance of the differentiation phenotype of the cells.     

大鼠骨髓基质细胞接种于纳米-羟基磷灰石构建组织工程骨组织的研究

目的：探讨用骨髓基质细胞(MSC)作为种子细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石为支架材料构建组织工程化骨组织的可行性。方法：建立诱导大鼠MSC分化为成骨细胞的新的骨髓培养法，并进行鉴定。将诱导分化形成的成骨细胞，接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石多孔支架中，培养15天后，通过扫描电镜观察诱导分化的成骨细胞与三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料的复合情况。结果：大鼠MSC随着培养时间的延长，其碱性磷酸酶活性和骨钙素的分泌逐渐形成，并不断地增加。接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料上的细胞生长良好，形成许多细小的钙结节和胶原纤维。结论：新的骨髓培养法可使大鼠：MSC分化和增生为具有良好功能特性的成骨细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石是可利用的支架材料。用：MSC作为种子细胞，三维多孔纳米-羟基磷灰石作为支架构建组织工程化骨组织有很多优点，具有广阔的应用前景。     

Comparative study on inorganic composition and crystallographic properties of cortical and cancellous bone

Objective To comparatively investigate the inorganic composition and crystallographic properties of cortical and cancellous bone via thermal treatment under 700 ℃. Methods Thermogravimetric measurement, infrared spectrometer, X-ray diffraction, chemical analysis and X-ray photo-electron spectrometer were used to test the physical and chemical properties of cortical and cancellous bone at room temperature 250 ℃, 450 ℃, and 650 ℃, respectively. Results The process of heat treatment induced an extension in the a-lattice parameter and changes of the c-lattice parameter, and an increase in the crystallinity reflecting lattice rearrangement after release of lattice carbonate and possible lattice water. The mineral content in cortical and cancellous bone was 73.2wt% and 71.5wt%, respectively. For cortical bone, the weight loss was 6.7% at the temperature from 60 ℃ to 250℃, 17.4% from 250 ℃ to 450 ℃, and 2.7% from 450 ℃ to 700 ℃. While the weight loss for the cancellous bone was 5.8%, 19.9%, and 2.8 % at each temperature range, the Ca/P ratio of cortical bone was 1.69 which is higher than the 1.67 of stoichiometric HA due to the B-type CO32- substitution in apatite lattice. The CaJP ratio of cancellous bone was lower than 1.67, suggesting the presence of more calcium deficient apatite. Conclusion The collagen fibers of cortical bone were arrayed more orderly than those of cancellous bone, while their mineralized fibers ollkded similar. The minerals in both cortical and cancellous bone are composed of poorly crystallized nano-size apatite crystals with lattice carbonate and possible lattice water. The process of heat treatment induces a change of the lattice parameter, resulting in lattice rearrangement after the release of lattice carbonate and lattice water and causing an increase in crystal size and crystallinity. This finding is helpful for future biomaterial design, preparation and application.