脂肪干细胞在人工骨支架诱导下的成骨效应

背景：种子细胞的来源不足是限制组织重建及再生医学发展的重要因素。目的：探索脂肪干细胞与不同种类人工骨混合后的诱导成骨效果。方法：从接受美容手术的女性志愿者腹部皮下抽取液状脂肪,分离脂肪干细胞。取第4代人脂肪间充质干细胞分为单纯成骨诱导液组、成骨诱导液+羟基磷灰石组、成骨诱导液+可吸收骨材料组、成骨诱导液+重组异种骨组。后3组分别加入羟基磷灰石生物陶瓷、可吸收骨材料和重组异种骨,且每组依据干预物浓度的差异分为3,10,20 g/L 3个亚组,每3 d换液1次．共进行12 d的诱导。结果与结论：成骨诱导液+羟基磷灰石组的洗脱液钙浓度显著高于单纯成骨诱导液组(P < 0.05);低浓度条件下成骨诱导液+可吸收骨材料组洗脱液钙浓度明显高于单纯成骨诱导液组(P < 0.05),但高浓度成骨诱导液+可吸收骨材料组洗脱液钙浓度与单纯成骨诱导液组差异无显著性意义(P > 0.05);成骨诱导液+重组异种骨组洗脱液钙浓度显著低于单纯成骨诱导液组(P < 0.05)。表明不同类型人工骨支架可以影响脂肪干细胞诱导成骨效果,其中以羟基磷灰石为支架可以获得较好的诱导成骨效果。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

低氧诱导因子-1α诱导分化的骨髓间充质干细胞复合纳米人工骨修复兔桡骨缺损

目的探讨低氧诱导因子-1α（hypoxia?inducible factor?1α, HIF?1α）诱导分化的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）复合纳米羟基磷灰石（nano?hydroxyapatite, nano?HA）人工骨修复兔桡骨缺损的效果。方法取兔胫骨的骨髓分离培养并鉴定BMSCs;制备携带HIF?1α的慢病毒表达系统,感染BMSCs后与nano?HA共培养得到HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA人工骨材料。将30只2月龄新西兰大白兔随机分为3组,每组10只,均通过手术截骨后制成桡骨骨缺损模型,实验组填充HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA人工骨材料,对照组填充BMSCs/nano?HA,空白组不填充任何材料。于术后4、8、12周摄X线片观察骨缺损处,并于术后12周获得兔桡骨的大体标本和病理切片,比较桡骨缺损的愈合情况。结果经鉴定,分离培养得到的BMSCs形态良好,高表达CD90、CD105;所有实验动物的桡骨中段缺损模型均构建成功,通过对实验兔的大体标本、X线片及病理切片进行比较分析,实验组和对照组的骨缺损均有所修复,但实验组的新骨形成量更大,骨缺损修复能力优于对照组,空白组骨缺损区未能得到修复。结论 HIF?1α诱导分化的BMSCs与nano?HA复合制成的HIF?1α?eGFP/BMSCs/nano?HA复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,可能成为一种理想的骨缺损修复材料。     

仿生活性人工骨修复兔桡骨节段性骨缺损的研究

目的 研制在成分和结构上与天然骨基质高度仿生的新型材料，应用于节段性骨缺损的修复。方法 以Ⅰ型胶原蛋白分子为模板，引入钙磷盐生成体重，合成纳米相羟基磷灰石/胶原（NHAC）并以之为主体，以1：1的质量比加入聚乳酸（PLA）制备多孔框架，与重组人骨形态发生蛋白2（rh-BMP2)复合后植入兔桡骨15mm缺损，观察骨修复情况。结果 所合成的材料具有纳米级的层装排列结构。层间距为11.7nm，实验组中10只兔术后12周骨缺损均完全愈合。结论 NHAC可能成为修复骨缺损的较理想材料，具有较大的临床应用潜力。     

钛酸钡压电陶瓷涂层的生物相容性评价

背景：课题组利用等离子喷涂技术在羟基磷灰石表面喷涂钛酸钡制备了压电陶瓷涂层,但其生物相容性尚不清楚。
　　目的：检测钛酸钡压电陶瓷涂层的生物相容性。
　　方法：①溶血实验：在兔抗凝血中分别加入受试样品浸提液、生理盐水与蒸馏水,检测溶血率。②短期全身毒性实验：对Wistar大鼠分别灌胃给予受试样品浸提液与生理盐水,观察动物体质量变化。③热源实验：自新西兰兔耳缘静脉分别注射受试样品浸提液与生理盐水,观察动物体温变化。④致敏实验：将豚鼠随机分为2组,实验组以材料浸提液与完全弗氏佐剂为供试液,对照组以生理盐水溶液与完全弗氏佐剂为供试液。按照GBT16886.10-2005医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验规定,用最大剂量法进行致敏实验。
　　结果与结论：受试材料钛酸钡压电陶瓷涂层无溶血作用、无毒性、不致热、无致敏作用,结果表明钛酸钡压电陶瓷涂层具有良好的生物相容性。     

猛性龋儿童变链菌分离株的初始粘附能力

目的 :探讨猛性龋儿童变链菌和远缘链球菌临床分离株的初始粘附能力。方法 :采用唾液包被羟磷灰石 (SHA)及同位素标记方法 ,检测猛性龋、非猛性龋、无龋儿童变链菌 (各 6株 )和远缘链球菌 (猛性龋儿童6株 ,非猛性龋和无龋儿童各 3株 )临床株对SHA的粘附情况。结果 :各组变链菌分离株之间及各组远缘链球菌分离株之间对SHA的粘附率无显著差异 ;在无蔗糖条件下 ,各组远缘链球菌分离株对SHA的粘附百分率均低于各组变链菌 ,差异有显著性 (P <0 .0 5 )。结论 :变链菌的初始粘附能力强于远缘链球菌 ;猛性龋儿童变链菌和远缘链球菌临床株对SHA的初始粘附能力与非猛性龋及无龋儿童无差别。     

纳米羟基磷灰石颗粒对成骨样细胞 生物活性的尺寸效应

 目的 探索不同尺寸的纳米羟基磷灰石颗粒(nano hydroxyapatite, nHAP)对成骨细胞增殖 和凋亡的生物学效应。 方法采用化学沉淀的方法, 可控制备不同大小的nHAP, 包括20 nm 球形 (20HAP)、40 nm球形(40HAP)和80 nm 球形(80HAP)。通过透射电子显微镜、X-射线衍射仪、红外线光 谱仪等工具分析颗粒大小、形状以及化学组分。将nHAP 颗粒制备成薄膜, 与成骨样细胞MG-63 细胞共 培养5 d, 通过甲基噻唑基四唑(methyl thiazolyl tetrazolium, MTT)计数活细胞数量, 采用流式细胞仪检测 细胞的凋亡情况, 通过透射电子显微镜观察细胞器的变化情况以及nHAP在细胞内的分布。 结果 可控 合成并对20HAP、40HAP 和80HAP进行大小组分分析。薄膜细胞共培养结果显示, 5 天时20HAP 组的 细胞吸光度值高达1.22±0.13, 与空白对照组相比差异无统计学意义(F=6.843, P=0.124)。细胞的凋亡率 随nHAP 尺寸的增加而增大, 与空白对照组相比, 差异有统计学意义(q=4.284、5.487、2.933, P <0.05);各 组细胞凋亡率分别为1.12%±0.51%(空白对照组), 6.68%±1.04%(20HAP 组), 10.08%±2.10%(40HAP 组)和13.61%±2.45%(80HAP 组)。透射电子显微镜结果证实, 20HAP 能够穿透细胞膜而对细胞超微结 构和细胞形态不具有毒性作用。 结论 成骨细胞增殖和凋亡都与nHAP 的尺寸相关, 其中20 HAP的促 进细胞增殖和抑制细胞凋亡作用最佳。     

羟基磷灰石材料结合牵拉成骨技术修复骨缺损的实验研究

 目的 探讨羟基磷灰石（hydroxyapatite/tri-calcium phosphase,HA/TCP）材料结合牵拉成骨技术是否能减少治疗骨缺损所需的时间并促进骨的矿化过程。方法 将36只健康雄性新西兰大白兔（20~24周,体重2.2~2.8 kg）随机分为3组,每组12只。于左胫腓关节下方做1 cm的胫骨缺损。A组：将骨缺损两端靠拢,外固定架加压固定。B组：将1 cm长的HA/TCP材料填入1 cm的骨缺损中,外固定架加压固定。C组：将骨缺损两端拉近至间距0.5 cm,将0.5 cm长的HA/TCP材料填入剩余的0.5 cm骨缺损中,外固定架加压固定。除B组外,A、C组均于术后7 d开始延长胫骨,A组延长10 d,C组延长5 d。在术后即刻、12、17、27、37 d用“C”型臂X线机观察各组新生骨的矿化过程。所有动物于术后37 d处死,取新生骨样本测量骨矿物质含量（BMC）和组织矿物质含量（TMC）,行胫骨扭转实验及组织病理学分析。结果 C组BMC为（454.44±89.98） mg和TMC为（454.40±89.97） mg显著高于A、B两组。C组新生骨的最大扭矩、新生骨的成熟度均明显高于A、B两组,骨的矿化和重塑也较快。C组在观察期总共37 d内骨愈合良好,但A、B两组在37 d内并未达到骨愈合。结论 在兔胫骨缺损延长模型中,与单一疗法相比,联合应用羟基磷灰石材料和牵拉成骨技术可减少治疗时间并促进骨的矿化。     

3D打印技术制备新型HA/ZrO2梯度复合材料在犬股骨干骨缺损修复中的应用

目的 运用3D打印技术制备新型羟基磷灰石/二氧化锆(HA/ZrO₂)梯度复合材料,分析其性能,并观察其修复比格犬股骨干骨缺损的能力。方法 随机抽取6月龄雄性比格犬1只,截去右下肢股骨中段全层15 mm制成骨缺损模型后,放入动物专用Micro CT进行容积扫描,完成数据采集、转化及后期处理,将处理后的数据导入CeraFab 7500光固化3D打印机中。根据设定参数启动打印程序,形成复合光敏树脂初胚,并对其进一步脱脂烧结,然后采用浸涂法制备HA/ZrO₂梯度复合材料。运用扫描电镜、X射线衍射(XRD)和生物力学实验分析HA/ZrO₂梯度复合材料的性能。制备HA/ZrO₂梯度复合材料浸提液。培养小鼠成纤维细胞株L929,采用噻唑蓝(MTT)法检测HA/ZrO₂梯度复合材料对体外细胞增殖和毒性的影响。将16只比格犬随机分为4组,每组4只。A组:截取犬股骨中段15 mm后,不植入任何材料;B组、C组、D组分别截去股骨中段15、25、35 mm制成骨缺损模型,然后分别植入相应规格的HA/ZrO₂梯度复合材料。术后第2、4、8、12 周拍摄术肢股骨正侧位X片,观察植入材料与自身骨结合情况及周围骨痂生长情况。术后12 周处死实验动物,截取整段股骨,大体观察标本植入材料与周围骨生长状况;行Micro CT扫描,测定新生骨量,并对新生骨进行3D图像重建;对股骨标本进行极限抗压实验,测量极限抗压强度。结果 运用3D打印技术制备的HA/ZrO₂梯度复合材料扫描电镜显示表面光滑,结构均匀,断口表面层均匀过渡结合,没有明显界限,相互之间冶金结合,结构稳定。XRD分析显示HA及ZrO₂峰形明显、结晶程度较好、粉体纯度高。抗压试验显示极限抗压强度为(43.37±2.31) MPa。MTT试验显示HA/ZrO₂梯度复合材料无明显细胞毒性。实验动物术后X线片显示:A组术后形成骨不连;B组有连续性骨痂通过,人工假体与宿主骨之间的界线消失;C组术后第2、4、8周连续性骨痂及新生骨长入速度较B组缓慢,但人工假体与断端间隙逐渐被新生骨填充,有连续性骨痂通过;D组新骨生成缓慢,仅在断端周围出现新生骨。术后12周取材,Micro CT 3D重建及新生骨量检测,B、C、D组单位体积新生骨量分别为(238.55±19.11) mm³/cm³、(223.31±13.41) mm³/cm³、(110.83±6.48) mm³/cm³,3组间比较差异有统计学意义(F=156.824,P＜0.01),其中B、C组新生骨量明显多于D组,差异均有统计学意义(P值均＜0.05)。新生骨CT 3D重建显示:B组复合材料整体被新生骨包绕,无外露;C组复合材料少许外露,表面基本被新生骨填塞;D组复合材料大部外露,新生骨散在长入。B、C、D组股骨标本极限抗压强度分别为(49.72±2.33) MPa、(49.81±2.43) MPa、(46.92±3.61) MPa,3组间比较差异无统计学意义(F=1.119,P＞0.05)。结论 运用3D打印技术制备的纳米HA/ZrO₂梯度复合材料具有可靠的生物相容性及生物力学强度,可以实现临床个体化治疗原则,能很好地修复犬股骨干35 mm内骨缺损,是一种理想的骨组织替换材料。     

牙槽骨扩展增加骨量后的植牙术

目的观察运用致密羟基磷灰石(HA)微粒,在颌骨萎缩患者牙槽嵴上行牙槽骨扩展术后行人工种植牙的临床效果。方法使用HA颗粒采用牙槽骨扩展术和粘骨膜下隧道法,对26例颌骨萎缩患者增加牙槽骨骨量后行人工种植牙。结果牙槽骨扩展术后置入HA颗粒不移位不弥散,与基骨牢固相接,人工种植牙时间为术后3.2个月,26例全部成功;粘骨膜下隧道术6例置入HA颗粒都有不同程度移位、弥散,与基骨大多为纤维性包裹及部分新骨长入,人工种植牙时间为术后4.8个月,1例失败。结论运用牙槽骨扩展术大大地扩大了人工种植牙的适应证、缩短疗程和提高成功率。     

儿童眼眶内植入羟基磷灰石义眼座的临床分析

目的　分析儿童眼眶内羟基磷灰石义眼座植入术的疗效和特点。方法　 2 7例儿童眼球摘除术后进行羟基磷灰石义眼座植入术 ,并随访 1个月～ 3年 ,就手术时机、材料、方法、眼座规格选择 ,并发症等方面作了讨论。结果　 2 7例患儿均一期愈合 ,眼眶凹陷得到满意矫正。随访中发现眼座暴露 2例 ,发生率占 7.4% ,均为视网膜母细胞瘤眼球摘除术后曾放疗者。结论　儿童期行眼球摘除术后应及时植入义眼座 ,以保证眼眶骨的正常发育 ,而且应首选羟基磷灰石义眼座。