聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金复合材料与小鼠前成骨细胞的成骨分化

背景:课题组前期通过冷冻干燥方法制备的矿化胶原/Mg-Ca合金复合体结构松散,使用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥作为外层加强层对其进行改良可增强复合材料的结构稳定性。目的:探讨聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金复合材料对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。方法:分别制备聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金、聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原复合材料。将MC3T3-E1细胞分别接种于聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金(A组)、聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原复合材料(B组)及Mg-Ca合金材料(C组)上,以单独培养的细胞为空白对照(D组),扫描电镜下观察材料表面的细胞黏附形态,通过CCK-8、碱性磷酸酶活性、酶联免疫吸附实验、RT-PCR与Western blot检测分析3种材料对MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化的影响。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,MC3T3-E1细胞在A组复合材料表面黏附数量最多,生长状态良好,细胞拉伸明显,伪足伸出较多,细胞相互连接成网状结构;(2)CCK-8实验显示,与D组相比,3种材料均可促进MC3T3-E1细胞的增殖(P <0.05),其中以A组复...     

镁离子联合矿化胶原干预小鼠前成骨细胞的成骨分化

文题释义：前成骨细胞：形态呈梭形,是成骨细胞的前体,由基质干细胞分化,沿着成骨细胞谱系发育而成,位于覆盖骨形成表面的成骨细胞外侧,能定向分化为成骨细胞生成骨基质。 矿化胶原人工骨：又名纳米羟基磷灰石/胶原,是基于仿生观念制成的骨组织工程支架材料,具有纳米量级的晶体尺寸及多孔的三维构造,结构与天然骨相似。 背景：课题组前期研究证实,镁基金属与矿化胶原联合应用在修复极限缺损时具有良好的支撑效果,可在一定程度上改善矿化胶原机械强度过差及在骨愈合期间过早塌陷的问题。然而,镁基金属在含氯化物溶液(包括人体体液或血浆)中降解较快,其中释放镁离子对成骨细胞增殖分化等的影响尚不清楚。 目的：分析镁离子联合矿化胶原对小鼠前成骨细胞体外成骨分化能力的影响。 方法：分别采用镁离子浓度为0,5,10,20 mmol/L的完全培养基制备矿化胶原浸提液,以4种矿化胶原浸提液培养小鼠前成骨细胞,分别设为矿化胶原组及5,10,20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组,以完全培养基培养的小鼠前成骨细胞为空白对照组。观察细胞的形态、增殖、凋亡、细胞内微丝肌动蛋白与成骨诱导分化后的碱性磷酸酶活性及成骨基因Runx2的表达。 结果与结论：①培养24 h,矿化胶原组、5,10 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组细胞贴壁情况良好,与空白对照组无明显差异,细胞形态呈长梭形,表面有多个突触与邻近的细胞相联系;20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组细胞呈现明显的核浓缩;②培养1,3,5 d时,10 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组细胞活力高于其余4组(P < 0.05),矿化胶原组、5 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组与空白对照组无差异(P > 0.05),20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组低于空白对照组(P < 0.05);③培养3 d后DAPI染色显示,20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组可见明显细胞核解体的现象,其余4组未见明显细胞核解体;④培养24 h后鬼笔环肽染色显示,除空白对照组、20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组外,其余3组细胞结构完整伸展,肌动蛋白微丝清晰明显,尤以10 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组最为明显;⑤成骨诱导分化7 d后,除20 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组外,其余3组碱性磷酸酶活性与Runx2基因表达均高于空白对照组(P < 0.05),且10 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组高于5 mmol/L Mg²⁺+矿化胶原组、矿化胶原组(P < 0.05);⑥结果表明,镁离子与矿化胶原联合应用需要在适当的镁离子浓度范围(≤10 mmol/L)下进行。 ORCID: 0000-0002-1870-2946(孙溪饶) 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     

可注射矿化胶原水凝胶修复大鼠颅骨临界性骨缺损的研究

目的 基于矿化胶原（MC）与海藻酸盐（ALG）,制备一种新型可注射矿化胶原水凝胶（MCA）,研究MCA对颅骨临界性骨缺损的修复作用。方法 将MC粉末以200 mg/mL的比例加入到ALG（C_ALG=15 mg/mL）中制备出矿化胶原水凝胶（MCA）。采用扫描电子显微镜对MCA的交联状态和元素分析情况进行观察。采用L929细胞增殖实验评估MCA的生物安全性,体内降解实验观察MCA降解性和生物相容性。通过大鼠颅骨临界骨缺损模型来验证MCA的骨修复效果。结果 MCA水凝胶经过扫描电子显微镜（SEM）观察后发现水凝胶表面粗糙,其内部Ca/P信号均匀且密集。为了评估MCA的生物安全性,使用MCA浸提液与L929细胞共同孵育后,发现200 mg/mL浸提液实验组的L929细胞增值率为99.95%,毒性评级为1级。同时,将MCA水凝胶注射至大鼠皮下,术后60 d注射部位仍见残留的MCA植入物,而在MCA水凝胶注射到颅骨缺损处的第60天时,MCA则全部降解。最后,观察MCA在颅骨临界骨缺损动物模型中的骨缺损修复效果,实验结果表明MCA水凝胶组的颅骨缺损修复效果优于ALG水凝胶组和对照组。结论 MCA水凝胶具有良好的生物安全性,降解性和促进骨再生的能力,是一种安全可靠的骨修复材料。     

聚乳酸/矿化胶原复合人工骨修复材料在兔股骨髁松质骨缺损中的应用研究*

目的 研究聚乳酸/矿化胶原人工骨修复材料（NBG）在兔股骨髁松质骨缺损中的疗效,以及该材料与自体骨、骨髓混合使用的效果,考察材料的安全性及有效性。方法 在兔双侧股骨髁造成松质骨缺损,将60只雄性大白兔进行不同骨材料植入。试验分为5组：空白（Blank）组、人工骨（NBG）组、人工骨混骨髓（NBG+ABM）组、人工骨混自体骨（NBG+AGB）组、自体骨（AGB）组,通过影像学观察、组织学评价、生物力学分析等方法考察5 组材料的骨修复性能。结果 观察新生骨和周围骨质结合情况,拍摄X线片并进行灰度值分析以及进行CT三维重建分析,不同时间点的组织切片观察,均表明NBG组、NBG+ABM组、NBG+AGB组、AGB组骨修复效果良好,生物力学测试也表明各实验组相对于空白组可以承载较高的压力载荷。AGB组、NBG+AGB组、NBG+ABM组、NBG组修复效果依次降低,但均接近完全修复。结论 聚乳酸/矿化胶原基人工骨修复材料有良好的生物相容性及骨诱导性,是良好的骨植入材料。单独使用即可以获得良好的骨修复效果,也可以和自体骨或骨髓混合使用,修复效果更加明显。     

胶原/羟基磷灰石复合材料的制备及用于骨缺损修复的研究现状

通过模拟天然骨的结构,制备胶原/羟基磷灰石复合材料,与天然骨具有相似的组成、结构和性能,并具有良好的生物活性和生物降解性。本文就胶原/羟基磷灰石复合材料的制备方法、仿生形成机制、表征手段及骨缺损修复的应用等进行综述,并展望其未来发展方向。     

聚乳酸膜管复合钙磷陶瓷引导性骨再生的实验研究

目的：采用可降解的生物活怀材料钙磷陶瓷人工骨置于膜管内、骨断端间。观察其引导性骨再生的效果,探讨机理。方法：选用新西兰成年大白兔３０只,平均体重２．５ｋｇ。按体重分成５组,每组６只,以双前肢为对象,采用标准的骨缺损模型,１２个对象随机分到Ｍ＋ＴＣＰ处理,对侧为对照侧。术后１、３、６、９、１２周进行大体、组织和影像学观察分析。结果 随时间全部动物骨缺损处有连续性骨痂通过缺损处。钙磷陶瓷逐渐吸收,组织     

胶原--煅烧骨支架与成骨细胞相容性实验研究

目的 :用胶原修饰煅烧骨载体表面 ,增加其生物相容性。方法 :牛松质骨经脱脂、脱蛋白、煅烧等工艺制成煅烧骨 (TrueboneceramicTBC)作为载体 ,载体表面经胶原处理后将体外培养的兔骨膜成骨细胞复合到TBC ,分别于 5日 ,10日和 2 0日取材 ,行扫描电镜观察 ,设对照组。结果 :5日后 ,煅烧骨面及孔内即有了细胞贴附生长 ,2 0日全部长满 ,有胶原纤维形成 ;对照组则没有。结论 :以煅烧骨作为载体 ,其表面经胶原处理后与成骨细胞有良好的组织相容性。     

活性短肽修饰纳米晶胶原基骨修复拔牙后剩余牙槽嵴

背景：各种原因导致的牙齿拔除后都会造成剩余牙槽嵴的吸收,导致颌骨骨量不足,不利于患者后期接受义齿和种植牙的修复治疗。 目的：通过建立大鼠拔牙后剩余牙槽嵴模型,观察纳米晶胶原基骨/活性肽P17-骨形态发生蛋白2对拔牙窝修复及牙槽嵴吸收的影响。 方法：将36只健康SD大鼠随机分为实验组、对照组和单纯材料组,均拔除右侧下颌中切牙,实验组在拔牙窝内即刻植入纳米晶胶原基骨/活性肽P17-骨形态发生蛋白2材料,对照组在拔牙窝内植入纳米晶胶原基骨/骨形态发生蛋白2材料,单纯材料组在拔牙窝内植入纳米晶胶原基骨材料。 结果与结论：①牙槽嵴的相对长度：术后2,4,8周,实验组与对照组均大于单纯材料组(P < 0.05),实验组与对照组比较差异无显著性意义(P > 0.05)。②组织学观察结果：术后2,4,8周,实验组与对照组新生血管和新骨形成的速度和质量均优于单纯材料组。③新生骨面积占骨缺损面积的百分比：术后2,4,8周,各组随时间增长不断增加,实验组与对照组大于单纯材料组(P < 0.05),对照组大于实验组。表明纳米晶胶原基骨/活性肽P17-骨形态发生蛋白2具有良好的骨诱导能力,拔牙后即刻植入可促进拔牙创的愈合,延缓剩余牙槽嵴的吸收。     

镁锶合金修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的研究Mg-Sr合金对兔桡骨骨缺损的修复效果。方法将30只新西兰大耳白兔随机分为Mg-Sr合金组和空白对照组两组,每组15只。手术制备双侧桡骨中段1.0cm骨缺损模型,镁锶合金组缺损部位植入Mg-Sr合金;空白对照组不植入任何材料作为对照。两组分别于术后4、8和12周各处死5只动物取材,行X线片、组织学检查及Micro-CT,观察各组对骨缺损的修复效果。结果 Mg-Sr合金组骨缺损得到了修复,空白对照组仅有少量新骨形成,但骨缺损未得到修复。结论 Mg-Sr合金对兔桡骨骨缺损有很好的修复效果。     

纳米晶胶原人工骨用于新疆维吾尔自治区塔城地区哈萨克族人的牙槽嵴保存

背景：拔牙后牙槽嵴的保存是一个重要的课题。新疆维吾尔自治区塔城地区边疆各县少数民族牙齿拔出后,由于就诊条件、地理条件等限制以及当地居民缺乏口腔保健意识等诸多因素,缺牙区长时间未及时修复导致牙槽嵴条件较差,因此寻找一种适合当地的且更有效的保存剩余牙槽嵴的方法,在当地有着较实用的临床价值。 目的：探索纳米晶胶原人工骨用于新疆维吾尔自治区塔城地区哈萨克族人牙槽嵴保存的可行性。 方法：采用自身配对设计,选取68例新疆维吾尔自治区塔城地区哈萨克族双侧拔牙患者,对就诊的双侧拔牙患者实验侧和对照侧的确定按“不平衡指数最小的分配原则”分组,实验侧拔牙窝植入纳米晶胶原人工骨,对照侧拔牙窝常规处理。植入后即刻及植入后3个月应用螺旋CT对植入区感兴趣区扫描,测量骨密度。 结果与结论：植入后即刻,患者实验侧和对照侧CT图像可见拔牙窝清晰的轮廓,牙槽间隔可见;植入后3个月,患者实验侧和对照侧CT图像显示拔牙窝牙槽间隔影像模糊,CT值与周围牙槽突CT值接近,但实验侧植骨区骨充盈;且植入后3个月患者实验侧骨密度高于对照侧。说明纳米晶胶原人工骨用于新疆维吾尔自治区塔城地区哈萨克族患者牙槽嵴保存的临床效果较好。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;组织工程全文链接：     

3D printing of composite calcium phosphate and collagen scaffolds for bone regeneration

Low temperature 3D printing of calcium phosphate scaffolds holds great promise for fabricating synthetic bone graft substitutes with enhanced performance over traditional techniques. Many design parameters, such as the binder solution properties, have yet to be optimized to ensure maximal biocompatibility and osteoconductivity with sufficient mechanical properties. This study tailored the phosphoric acid-based binder solution concentration to 8.75 wt% to maximize cytocompatibility and mechanical strength, with a supplementation of Tween 80 to improve printing. To further enhance the formulation, collagen was dissolved into the binder solution to fabricate collagen-calcium phosphate composites. Reducing the viscosity and surface tension through a physiologic heat treatment and Tween 80, respectively, enabled reliable thermal inkjet printing of the collagen solutions. Supplementing the binder solution with 1–2 wt% collagen significantly improved maximum flexural strength and cell viability. To assess the bone healing performance, we implanted 3D printed scaffolds into a critically sized murine femoral defect for 9 weeks. The implants were confirmed to be osteoconductive, with new bone growth incorporating the degrading scaffold materials. In conclusion, this study demonstrates optimization of material parameters for 3D printed calcium phosphate scaffolds and enhancement of material properties by volumetric collagen incorporation via inkjet printing.     

rhBMP-2/胶原膜复合物对扩张力作用下大鼠顶骨矢状缝改建的影响

目的:研究rhBMP-2/胶原膜复合物对扩张力作用下大鼠顶骨矢状缝骨组织再生的影响。方法:10周龄SD雄性大鼠32只,随机分为空白对照组,单纯扩张组,扩张加胶原膜置入组,扩张加rhBMP-2/胶原膜复合物置入组,每组8只。建立大鼠顶骨矢状缝扩张模型,4周后处死动物,完整取下大鼠顶骨,去除表面的软组织,采用组织学方法观察各组大鼠矢状缝处的组织改建情况,同时用放免法检测矢状缝的骨钙素含量以及用原子吸收分光光度计检测该处的钙离子含量。结果:施加扩张力后,矢状缝中新骨形成活跃,rhBMP-2/胶原膜复合物置入组形成特有的骨质桥连接;rhBMP-2/胶原膜复合物置入组的骨钙素和钙离子含量均显著高于其他组(P<0.01)。结论:rhBMP-2/胶原膜复合物可以促进扩张力作用下大鼠顶骨矢状缝中新骨再生;提示临床上可以用它来加速扩弓后骨缝组织的新骨形成,从而减少扩弓复发率和缩短扩弓后的保持时间。     

新型可降解性镁金属合金的骨组织反应评价

目的 探讨组织工程用镁金属合金在大鼠体内的降解过程. 方法 1月龄SD大鼠15只,麻醉后股骨干钻孔,植入表面修饰后的镁合金金属棒,术后皮下注射庆大霉柰预防感染并每周皮下注射钙黄绿素.术后6、9、15、26和80周分别随机处死3只大鼠,并取出植入有金属棒的股骨,各组材料经体视显微镜、光镜、扫描电镜、倒置荧光显微镜观察并行能量色散谱元素分析. 结果 体视显微镜及光镜下观察,可见6、9、15、26周大鼠股骨髓腔中金属移植物周围包裹有新生骨,接触髓腔的金属界面受到不同程度的侵蚀,且侵蚀或降解程度随取材时间的延长而加大.倒置荧光显微镜下观察,可见移植物周围有新骨生成.能量色散谱元素分析表明,含有碳、氮、氧元素的基底膜层在金属移植物周围形成.术后80周大鼠股骨上,植入的金属材料全部降解,基底膜层消失,新生骨层裂解并逐渐被改造吸收. 结论 含有锌和锰元素的镁合金是一种新型体内可降解性金属合金,对体内诱导骨生成有良好作用.     

柠檬酸钙在体外条件下对新鲜血液影响的实验研究

目的探讨柠檬酸钙在体外条件下对新鲜血液的影响。方法测量加入柠檬酸钙后新鲜血液中红细胞的溶血率;分别向2 m L血清中加入柠檬酸钙0 mg、1.0 mg、2.0 mg、3.0 mg、4.0 mg、5.0 mg、6.0 mg、7.0 mg、8.0mg、9.0 mg、10.0 mg和12.0 mg后测量血清中钙离子浓度,在此实验基础上,把实验分为四组,向5 m L新鲜血液中分别加入柠檬酸钙0 mg,1.0 mg,5.0 mg和9.0 mg后分别测量血液凝固前血清钙浓度、血液凝固后血清钙浓度、凝血块体积、凝血时间,测算单位体积凝血块中的钙浓度。结果柠檬酸钙具有良好的血液相容性,加入柠檬酸钙后新鲜血液中血清钙离子浓度增加,单位体积血凝块中的钙含量有统计学差异(0.01),新鲜血液凝血时间延长。结论柠檬酸钙具有良好的生物相容性,加入新鲜血液中能够为骨折愈合提供适宜的钙离子浓度,柠檬酸钙溶解的钙离子能储存在凝血块中,可为骨折愈合后期提供所需的钙离子,柠檬酸钙作为骨生物材料具有良好的应用前景。     

Involvement of GABA and ACh in retinal spreading depression: Effects of “low calcium — high magnesium” solutions

Summary Experiments have been performed on isolated chick retinas to demonstrate the participation of gabaergic and cholinergic systems in spreading depression (SD). Gamma-aminobutyric acid (GABA) and acetylcholine (ACh) were measured in the effluent solution of superfused retinas. The influence of changes in the concentration of calcium/ magnesium on the release of these neurotransmitters was studied. GABA and ACh are released in the superfusate of retinas during SD. Such release was observed during experimental periods longer than 2 h during which SD was elicited regularly at 15–20 min intervals. Decreasing calcium concentration from 1.0 to 0.5 mM and simultaneously increasing magnesium from 1.0 to 2.0–4.0 mM led to a decrease in GABA and ACh release during SD. Variations in light-scattering and increases in potassium concentration, usually occurring during SD, also decreased when supervising with low calcium/ high magnesium solutions. Lowering calcium concentration to 0.5 mM and increasing magnesium to 2.0 mM eventually turned the tissue refractory to SD. Sometimes a magnesium concentration of 2.0 mM was not effective in blocking SD. However, this blockage could be attained by increasing the concentration of magnesium to 4.0 mM. The effects of low calcium — high magnesium solutions on GABA and ACh release during SD suggests that the release of the substances is at least partially due to synaptic activity. It is not yet possible to establish whether GABA and ACh release is essential for the occurrence of SD. Nevertheless such release suggest that these neurotransmitters could influence the characteristics of SD manifestations in the retina.     

Effect of parathyroidectomy on fluctuations in calcium transport between the blood and mineralized tissues of rats

Parathyroidectomy increases the degree of ⁴⁵Ca fluctuations between the blood and mineralized tissues (bones and teeth) in rats, which is associated with a decrease in ¹⁴C-glycine incorporation into bone proteins. Disturbances in Ca²⁺ metabolism and transport during hyperparathyroidism are partly prevented by parathyroidectomy. It is mainly related to variations in the interaction of parathyroid hormone, calcitonin, 1.25(OH)₂D₃, and other bioactive substances, but not to initiation of mineralization with protein matrixes. __________ Translated from Byulleten’ Eksperimental’noi Biologii i Meditsiny, Vol. 142, No. 9, pp. 264–267, September, 2006     

多孔磷酸三钙修复良性骨肿瘤骨缺损的临床研究

目的评价多孔磷酸三钙(Tricalcium Phosphate,TCP)治疗良性或侵袭性骨肿瘤骨缺损临床效果。方法 2007年9月至2010年1月对19例良性或侵袭性骨肿瘤患者采用多孔磷酸三钙修复骨缺损,其中男12例,女7例。年龄3~58岁,平均年龄22.4岁。随访3~30月,平均13月。采用VAS评分反应疼痛缓解程度,X线检查并Lane-Sandhu评分评定骨愈合情况,分析X片中植骨区灰度变化评估TCP的降解情况。结果 VAS评分术前、术后1周、术后12周、术后24周各组间总体差别比较<0.01,说明术后疼痛逐渐缓解。Lane-sandhu评分三个时段差异<0.001,说明人工骨随时间推移有明显的骨修复效果。认为手术中应当将多孔TCP人工骨松散放置,不要施加任何挤压力。结论多孔磷酸三钙人工骨可以用作良性或侵袭性骨肿瘤骨缺损的修复。     

硫酸钙/脱钙骨基质颗粒在颈椎椎体间融合中的应用

目的观察应用硫酸钙/脱钙骨基质颗粒作为植骨替代材料促进颈椎椎体间融合的效果。方法对35例患者﹙59个节段﹚行颈椎前路间隙减压植骨融合钛板固定术,椎体间植骨采用填充硫酸钙/脱钙骨基质颗粒的聚醚醚酮﹙PEEK﹚融合器。其中男19例,女16例,年龄32~65岁,平均53.2±12.5岁。其中神经根型颈椎病12例,脊髓型颈椎病15例,混合型颈椎病8例。术后观察JOA评分、颈椎曲度、椎体间融合情况。结果 35例均获随访,随访时间24个月。JOA评分术前为7.7±2.1,随访终止时为14.2±2.9﹙<0.01﹚,恢复率为69.9%。术后无钛板、螺钉断裂或松动,无融合器移位现象发生。所有融合节段均融合。结论颈椎前路减压融合术中使用填充硫酸钙/脱钙骨基质颗粒的PEEK椎体间融合器能够获得满意的椎体间融合。