同种异体松质骨支架材料的制备及理化特性

背景：同种异体脱脂、脱蛋白松质骨具有与受体相同的三维立体结构,力学性能稳定,排异反应弱,细胞相容性好等独特的生物学性能。 目的：通过理化方法制备同种异体脱脂、脱蛋白松质骨支架材料,分析其理化特性。 方法：剥离兔髂骨10对,制作成约1.0 cm×0.8 cm×0.1 cm的骨条,经脱脂、脱蛋白、深低温冷冻处理制备骨支架材料,检测其生物化学性能。测定支架材料与骨髓间充质干细胞的黏附率;将支架植入同种属动物体内,观察其组织相容性、免疫反应。 结果与结论：同种异体脱脂、脱蛋白松质骨支架材料保留了天然骨组织的网状孔隙结构,孔隙率为(80.23±5.65)%,孔径最大为(318.11±17.51) μm,最小为(209.37±11.33) μm。骨髓间充质干细胞不仅能与支架黏附,而且能在支架上分裂、增殖。兔体内植入6周后支架周围界面未引起明显的炎症和排斥反应,并形成少量骨样组织。说明脱脂、脱蛋白松质骨支架具有适宜的三维多孔结构,与种子细胞黏附率高,有良好的生物相容性和细胞-材料界面作用;同时有一定的成骨作用。     

骨支架材料性能的影响因素及其制备方法

骨支架作为种子细胞和生长因子的载体,是骨组织工程修复的关键。骨支架的材料特征及微结构对其力学性能及种子细胞黏附和增殖等有重要影响。关于支架的制备,可以采用常规致孔技术形成多孔材料,也可以用快速成型等方法制成预先设计好的结构,还有直接利用动物骨衍生得到的支架。不同方法得到的支架内部微结构会有很大差别,支架的力学性能也自然不同,修复效果也各异。本文综述了近年来骨支架材料及微结构对其力学性能、种子细胞、组织修复影响的主要研究成果。     

脱钙骨/聚乳酸重组人工骨的体内生物学特性

背景:前期实验证实脱钙骨/聚乳酸重组人工骨不仅孔隙率、孔径、机械强度等性能符合人工骨材料的要求,并且结合了两种材料的优势,具有明显的促进细胞贴附、增殖作用。目的:进一步探讨脱钙骨/聚乳酸重组人工骨在体内的生物相容性、降解情况及成骨特点,评价其性能。方法:将脱钙骨/聚乳酸重组人工骨随机植入成年新西兰白兔1.5cm的桡骨缺损及一侧臀肌内,并设立不植入任何材料的空白对照组。观察脱钙骨/聚乳酸重组人工骨植入后动物局部反应,检测血钙值;植入后6,8,12,16周取骨缺损处标本作X射线、骨矿含量、大体标本及组织形态学观察,臀肌处标本仅作组织形态学观察,分析不同时期组织反应、骨缺损修复及材料降解情况。结果与结论:脱钙骨/聚乳酸重组人工骨植入后无明显的局部不良反应,血钙值无明显变化;骨缺损内骨矿含量在植入6～16周内升高幅度明显高于空白对照组;X射线、大体标本及组织形态学观察显示,脱钙骨/聚乳酸重组人工骨的成骨方式主要是骨传导成骨,至植入后16周时骨缺损基本修复,而空白对照骨缺损断端仅有少量骨修复,形成骨不连;脱钙骨/聚乳酸重组人工骨植入后即开始其降解过程,12周以后材料周围出现较多吞噬有材料颗粒的巨噬细胞和多核巨细胞,16周时仍有部分材料未降解吸收。结果证实脱钙骨/聚乳酸重组人工骨具备良好的生物相容性和骨传导成骨能力,可以在体内逐渐发生生物降解。     

脱细胞软骨生物支架材料的生物学特性

目的 探讨脱细胞软骨生物支架材料（ACM）在细胞毒性、溶血试验、急性全身毒性等方面的生物学特性：方法①ACM的制备：猪膝关节软骨冻干加工为粉末，胰酶消化，曲拉通洗脱，蒸馏水洗净冻干，紫外线照射（UVI）后成型；③细胞毒性测定：材料浸提液培养细胞进行细胞形态人体观察，MTT法观察细胞活性；③急性全身毒性反应：材料浸提液注射入SD大鼠腹腔观察材料对动物表现及体重变化的影响；④溶血试验：材料浸提液与稀释动物鲜血混合观察红细胞溶解情况，492nm下检测OD值计算相对溶血率；结果 ①细胞毒性试验：24h、48h、72h各时间段内三组细胞OD值两两比较（P〉0．05），无显著差异，ACM细胞毒性为0级；②动物急性毒性实验：Ⅰ生物材料处理组和Ⅱ生理盐水处理组对动物体重影响没有差异（P〉0．05），Ⅰ生物材料处珊组和Ⅲ苯酚处理组对动物体重有显著差异（P〈0．05）；③溶血试验：材料相对溶血率为2.92％，低于5％的标准，尢明显溶血现象；结论ACM存细胞毒性、溶血实验、动物急性毒件反应方面符合软骨组织工程中对于支架材料的要求，提示支架材料何良好的牛物相容性和安全性。     

松质骨支架的制备及结构特征观察

目的研究猪松质骨支架结构特征。方法采用物理化学方法对猪松质骨进行处理得到猪松质骨支架,采用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的结构、图像分析测量孔径,液体静力称重法测量材料的孔隙率,DDW-100型万能实验机进行材料抗压测试。结果猪松质骨支架外观呈乳白色、透光、无异味,维持原有形态并有一定的强度;骨块呈蜂窝状多孔结构,表面孔隙与深层孔隙相连通;扫描电镜观察材料表现为三维多孔网状结构,孔隙均匀且孔隙相互连通;孔径为(387.54±21.60)μm,孔隙率为78.26%±2.01%,最大抗压强度和抗压力分别为25MPa和12N。结论猪松质骨支架具有骨组织工程支架材料结构特征。     

同种异体脂肪干细胞复合脱钙骨支架材料修复尺骨缺损:CT扫描及组织学检测

背景:脂肪干细胞具有来源广泛、含量丰富、容易获取,培养条件简单且扩增能力强等优点,有可能成为继骨髓间充质干细胞之后最具前景的骨组织工程种子细胞。目的:探讨兔脂肪干细胞与脱钙骨支架材料复合修复尺骨缺损的可行性。方法:构建兔尺骨缺损动物模型,将单纯脱钙骨材料植入右侧缺损区,设为对照组,将成骨诱导后的兔脂肪干细胞-脱钙骨支架材料复合物植入左侧缺损区,设为实验组。植入后12周,获取骨缺损处组织标本进行CT扫描和组织学检测。结果与结论:经CT扫描,实验组骨缺损断端与材料的接合部位已不能清晰分辨,断端外侧可观察到平行骨痂。对照组脱钙骨未完全降解,可观察到清晰的骨断端,未观察到连续骨痂,骨缺损处大多为纤维连接,未出现骨性修复。经组织学检测,实验组缺损处为典型再生骨组织,存在骨细胞和骨陷窝以及骨小梁结构,骨细胞和骨陷窝数量较多,仅有部分骨小梁结构形成,并有少量胶原样结构穿插于再生骨组织之间;对照组有脱钙骨基质残留现象,并存在部分胶原纤维样组织,在边缘可观察到一定的骨膜成骨反应,但程度较轻,且未出现大片再生骨样组织。以上结果表明兔脂肪干细胞成骨诱导后与脱钙骨支架材料复合可以用于修复尺骨缺损。     

脱细胞膀胱黏膜下层支架材料的生物学评价

背景:脱细胞膀胱黏膜下层是一种天然的细胞外基质生物材料,主要由Ⅰ、Ⅲ型纤维胶原蛋白构成,是一种理想的生物支架材料。目的:脱细胞猪膀胱组织作为组织工程支架材料的生物学评价。方法:取适量健康猪膀胱置于PBS和叠氮钠的混合溶液,浸泡过夜,刮去膀胱黏膜层。用低渗、-80℃反复冻融、DNase和RNase混合液消化和NaOH裂解连续方法制备脱细胞膀胱黏膜下层。通过观察其组织学结构特征、DNA残留、细胞毒性、细胞黏附效果及皮下炎症反应等来综合评价脱细胞膀胱黏膜下层的生物相容性。结果与结论:正常猪的膀胱经改进的脱细胞方法处理后,绝大部分细胞组分被去处,细胞外基质结构保持完好。细胞毒性试验结果显示脱细胞膀胱黏膜下层细胞毒性为1级,DNA提取结果中未见有DNA残留,细胞黏附结果显示猪平滑肌细胞能在脱细胞支架上较好的贴附生长,SD大鼠皮下植入试验显示无明显的炎症反应。结果证实所制备的脱细胞膀胱黏膜下层结构保存完好,有良好的组织相容性,可能成为组织工程修复的替代材料。     

脱钙过程中松质骨骨量、微结构和声学参数的相关性研究

目的 研究脱钙过程中松质骨的超声声学参数、骨量和骨微结构的变化,以及骨量、骨微结构和声学参数的相关性。方法 15块长方体松质骨样本经脱脂后进行分阶段脱钙,对脱钙前样本和经每一阶段脱钙的样本进行Micro CT扫描和超声测量,计算得到脱钙过程中骨量与骨微结构参数和超声声学参数,对超声声学参数与骨量和骨微结构参数进行相关性分析。结果 随着松质骨样本钙的流失,骨密度、骨表面密度和骨小梁体积比不断降低,骨小梁形态参数（结构模型因子和骨小梁面积比）上升,骨小梁的厚度和数目下降,骨小梁间隙增大,各向异性程度上升;声传导速度先升后降,宽带超声衰减呈现轻微的下降趋势;松质骨的声学参数与骨密度和骨微结构都有较强的相关性。结论 超声声学参数不但与骨密度,而且和骨微结构相关,定量超声技术有望为基于超声的骨质疏松早期诊断技术的发展提供参考。     

生物衍生组织工程骨支架材料生物学评价

采用基本评价和补充评价的生物学评价试验 ,比较全面地评价了生物衍生组织工程骨支架材料的生物相容性。结果显示 :该材料细胞评级为 1级 ,无致敏作用 ,热原试验合格 ,遗传毒性试验未见异常 ,骨植入试验未见异常 ,溶血率为 0 6 1 % ,慢性毒性试验未见异常。故可以认为生物衍生组织工程骨支架材料是一种理想的骨生物材料     

脱细胞绵羊带瓣静脉支架材料的制备及其免疫原性评价

目的:制备脱细胞绵羊带瓣静脉支架材料,通过探讨其对BALB/c小鼠体液免疫和细胞免疫的影响,以此评价该脱细胞基质的免疫原性,进而为脱细胞组织工程支架的安全性提供实验依据.方法:正常成年绵羊带瓣股静脉2cm长的片段,联合使用弱碱、非离子去垢剂及核酶进行脱细胞处理.H-E染色观察细胞组分残留及细胞外基质完整性.免疫组织化学...     

生物衍生骨支架材料的制备及其体内组织相容性的研究

目的：制备生物衍生骨支架材料，研究其生物安全性和生物相容性，从而为骨组织工程提供最佳的支架材料。方法：制备生物衍生骨支架材料，将BALB／c小鼠分为三组，分别为对照组、生物衍生骨支架植入组和异种骨植入组。植入21天后分别采用肌肉刺激实验，刀豆蛋白A（ConA）诱导的脾淋巴细胞转化实验和补体依赖性细胞毒实验分析生物衍生骨对动物机体局部组织的影响和免疫功能的影响。取植人物周围组织做HE染色进行组织学分析。结果：支架组材料周围未见明显的炎症反应，而异种骨组骨组织周围有大量的炎细胞浸润，并有坏死组织。支架组的脾淋巴细胞转化实验和补体依赖性细胞毒实验结果与对照组相比较均无明显差异；而异种骨组结果则均明显高于对照组，具有显著性差异。结论：生物衍生骨支架材料无细胞毒性，具有良好的组织相容性。     

多孔复合掺杂聚磷酸钙支架骨修复材料的制备及其性能

背景：离子掺杂是生物陶瓷改性的一种重要方法。 目的：评估复合掺杂生物陶瓷作为骨修复材料的可行性。 方法：将钾离子和锶离子复合掺入聚磷酸钙中,制得一种新型骨修复材料—KSCPP。采用扫描电镜和X射线衍射检测分析聚磷酸钙和KSCPP的微观结构和结晶情况;采用抗压强度测试实验、体外降解实验、体外细胞培养实验表征KSCPP的性能,并且进行短期兔肌肉植入实验观察KSCPP的组织相容性。 结果与结论：与羟基磷灰石和聚磷酸钙相比较,KSCPP支架材料拥有更高的抗压强度和更快的降解速度及更低的细胞毒性和更好的组织相容性。     

钙磷生物陶瓷多孔骨修复材料的制备*

以适量的Mg(H2PO4)2-(NaPO3)6为粘结剂,HA和-TCP粉末为原料,用有机泡沫浸渍法制备钙磷多孔生物陶瓷坯体,并在850℃烧成,探索在较低烧结温度下制备钙磷多孔生物陶瓷的工艺。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法对多孔生物陶瓷的物相组成、显微结构、物理性能进行了分析。烧成后的钙磷生物陶瓷多孔支架主要由-TCP、-Ca2P2O7和CaO-MgO-Na2O-P2O5磷酸盐玻璃组成。烧结过程中,HA发生了向-TCP的转化,部分-TCP转化为-Ca2P2O7。多孔支架具有良好三维连通性的孔隙结构,孔径为200～500m,孔隙率达81%,抗压强度为1.1～1.5MPa。     

心脏脱细胞支架的制备及其生物相容性

目的:优化心脏脱细胞支架的制备方法,评价所制备的脱细胞支架的基本生物学特征。方法:联合应用十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)对大鼠心行逆行主动脉灌流制备心脏脱细胞支架。同时,将间充质干细胞(MSCs)接种到支架上构建细胞支架复合体,采用H-E染色及扫描电镜分别对制备支架及复合体进行评价。结果:心脏脱细胞支架大体呈半透明囊状。组织学染色及扫描电镜观察示支架呈多孔网状或束状结构,未见细胞核残留。荧光显微镜观察示MSCs沿支架纤维黏附生长,未见明显坏死细胞。结论:本研究运用灌流法成功制备脱细胞彻底且细胞外基质保留较完整的心脏脱细胞支架,既拥有天然三维结构且具有良好的生物相容性。     

异种生物衍生骨支架材料的制备及性能

背景：异种骨来源丰富,价格低廉,处理相对简单容易,处理后骨支架保留原有骨的微结构,具有良好的促成骨、骨传导及骨诱导活性。 目的：检测自制生物衍生骨支架材料的理化性质及体外细胞相容性。 方法：通过脱蛋白、脱脂、脱钙,深低温冻存制备猪源性松质骨支架材料。组织学检测松质骨处理前后的变化,扫描电镜观察材料结构及计算孔隙直径,采用液体置换法检测支架材料的孔隙率,体外降解速度,能谱分析及体外复合兔骨髓间充质干细胞的细胞相容性。 结果与结论：处理后的松质骨支架材料具有三维多孔结构,孔隙直径150.8-306.7 μm,孔隙率84.5%-89.7%。材料在前6周降解速度稍慢,6周后材料降解率曲线基本呈线性且降解速度明显加快,10周时材料接近完全降解,降解率达92.8%。松质骨支架材料孔隙大小适合骨髓间充质干细胞的黏附和增殖。表明生物衍生骨支架材料性能良好,细胞相容性良好,适用于构建组织工程骨。     

脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相半月板支架的制备及其生物相容性的研究

目的成功制备脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相半月板支架,并与半月板纤维软骨细胞结合研究其生物相容性。方法联合利用湿法粉碎、差速离心等物理方法和胃蛋白酶等化学方法制备脱细胞半月板细胞外基质,利用改良Urist法制备脱钙骨基质,并利用灌注、冷冻干燥等方法分别制备脱细胞半月板细胞外基质支架、脱钙骨基质支架以及脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相支架等三种不同的支架,并从组织学、分子生物学、生物力学等方面研究三种支架的异同;原代培养兔半月板纤维软骨细胞,并将P3代的纤维软骨细胞分别种植在以上三种支架上,利用扫描电镜、死/活细胞染色等观察细胞生长情况,并分别在3、7、14 d时检测纤维软骨细胞的增殖情况以及分泌胶原和糖胺多糖的含量。结果物理化学联合法脱细胞可以去除半月板中绝大部分的细胞成分,并且很好地保留正常半月板细胞外基质的胶原以及糖胺多糖成分;脱细胞半月板基质支架、脱钙骨基质支架以及脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相支架三种支架均具有良好的孔隙率,合适的孔径大小,扫描电镜结果显示纤维软骨细胞可以很好地在支架上生长,死/活细胞染色结果显示三种支架均可以维持良好的细胞活性,但是脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相支架具有更好的生物力学特性,脱细胞半月板基质支架和脱钙骨基质/脱细胞半月板基质双相支架在促进纤维软骨细胞增殖和维持细胞表型方面要比单纯脱钙骨基质支架更优。结论脱细胞半月板细胞外基质/脱钙骨基质双相支架具有较好的生物力学特性,良好的生物相容性,可以促进纤维软骨细胞增殖,同时也可以维持纤维软骨细胞的表型,是一种可以应用于组织工程半月板再生的支架。     

脱蛋白松质骨作为异种骨移植材料的修复作用

背景：采用脱蛋白处理后的松质骨可见大小不等、相互交通、开放孔隙的网架结构,其无机成分为羟基磷灰石,有机成分为胶原,力学性能保存良好,有良好的细胞相容性,可能是一种新型骨移植材料。 目的：介绍异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体的性能,以及其用于骨融合的作用。 方法：分别以“异种脱蛋白松质骨、骨融合、载体”,为检索词,应用计算机检索重庆维普(VIP)期刊全文数据库及Pubmed 数据库1998-01/2009-12有关文章,排除与研究目的无关和内容重复者,保留33篇文献做进一步分析。 结果与结论：动物骨均有相似的生物材料结构和造型,较人工合成材料骨具有极好的细胞贴附性和细胞生长增殖环境。但由于异种骨移植时种属间的抗原差异,存在剧烈的免疫排斥反应,骨组织兼容性差,关键问题是植入体内免疫问题。如能克服免疫原性,异种脱蛋白松质骨是一种良好的组织工程骨载体材料,可为再血管化和成骨细胞的分化提供一个稳定的环境。     

骨组织脱钙及其脱钙后染色的研究

近年来为配合白血病、淋巴瘤等疾病的诊断而开展了骨髓穿刺活体组织病理检查,特别是2003年以来,为了配合“非典”患者治疗后期相继出现股骨头坏死等病症的科研工作,我科先后为中国医学科学院实验动物研究所及中国人民解放军军事医学科学院等科研单位制作了大量实验动物的骨组织标本的病理学切片。在制作这些骨组织病理切片的“脱钙-染色过程中”遇到了一些问题：骨组织脱钙不足（脱钙液浓度过低、时间过短）造成组织太硬,不易切片且极易脱片;骨组织脱钙过度（脱钙液浓度过高,时间过长）严重影响骨髓组织细胞染色效果,造成细胞核无法正常着色,要么细胞核不着色或着色很浅亦或被伊红染成红色,从而影响对病变组织的病理诊断及实验动物的研究工作。为解决出现的上述问题,我们在工作中认真仔细地分析研究了骨组织的特点,经过反复实验,摸索总结出一套适用于骨穿组织及实验动物骨组织的“脱钙-染色方法”,并获得了满意的结果,现将将此方法作一简单介绍以供读者参考。     

微波快速脱钙及其脱钙液的选择

微波快速脱钙及其脱钙液的选择杨传红，赖晃文，唐赓云，姜秀英骨组织超薄切片的制备是进行骨组织超微结构研究的先决条件。常规脱钙方法时间太长且超微结构保存不良，不利于临床病理的快速诊断。我们选择不同脱钙液在微波条件下探讨快速脱钙的方法，以达到快速诊断的目的...     

脱细胞基质软骨支架的制备

背景：脱细胞基质材料去除了天然材料中的细胞成分,保留了基质成分,有效降低了天然材料的免疫原性,同时能够保持材料的机械强度。 目的：拟利用洗脱方法去除兔肋软骨中的细胞基质,制备天然生物支架材料。 方法：取新西兰大白兔肋软骨,清除周围组织后随机分组处理,以未经处理的肋软骨作为正常对照组;48 h处理组以去污剂-酶化学消化48 h;96 h处理组以去污剂-酶化学消化96 h,3组均通过苏木精-伊红染色及电镜观察脱细胞效果。同时收集诱导第7天的兔骨髓间充质干细胞3×109 L-1,与同种异体肋软骨脱细胞基质体外复合培养,于第3,7天取复合物行电镜观察细胞在脱细胞基质表面的黏附生长情况。 结果与结论：新鲜肋软骨标本每个软骨陷窝内均有排列紧密的二三个软骨细胞,去污剂-酶化学消化后软骨陷窝内的细胞逐渐脱失,至消化处理96 h后,软骨陷窝内的细胞完全脱失。共培养第3天时,脱细胞基质表面有大量骨髓间充质干细胞分布,细胞为多角形,有伪足伸出,锚定在基质表面,部分区域可见细胞在基质表面增殖分裂;第7天时,脱细胞基质表面大部分均为细胞覆盖,细胞呈扁平状,有多个足突充分伸展,细胞之间互相连接,分泌大量细胞外基质沉积在基质表面,呈冰霜样改变,表明制备的脱细胞基质具有良好的细胞相容性。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：