筋膜瓣修复骨缺损时血管化与膜诱导促成骨作用的量化对比研究

目的 比较不同时期筋膜瓣修复骨缺损时血管化与膜诱导促成骨作用,为临床干预骨缺损治疗提供依据.方法 使用含重组人骨形成蛋白2(BMP-2)的骨诱导吸收材料(OAM)与兔骨髓干细胞(BMSC)构建非细胞型组织工程骨,制作兔尺骨骨缺损模型(n=75)并进行组织工程骨移植修复骨缺损.实验兔分为3组:A组(n=25)单纯植入组织工程骨;在骨缺损邻近区域制备1个带蒂筋膜瓣,B组(n=25)植入无蒂筋膜瓣包裹的组织工程骨,C组(n=25)植入带蒂筋膜瓣包裹的组织工程骨.术后第4、8、12、16周行骨修复区内成骨区与空曝区吸光度比测量、骨形态计量分析和血管图像计量分析;术后第8、12、16周进行放射性核素骨显像检查,腋动脉注入墨汁观察修复区血管再生情况.结果 与A组、B组比较,术后第4、8周C组骨修复区内成骨区与空曝区吸光度比、新生骨小梁面积占镜下修复区面积的比值、单位面积内血管再生面积和放射性核素骨显像感兴趣区(ROI)摄取比值均显著增加(均P＜0.05).与术后第8周比较,术后第16周3组骨修复区内成骨区与空曝区吸光度比、新生骨小梁面积占镜下修复区面积的比值均增加(均P＜0.05).术后第8周A组、B组、C组骨修复区单位面积内血管再生面积分别为(7.20±0.23)％、(7.75±0.57)％、(24.75±1.58)％,放射性核素骨显像ROI摄取比值分别为(7.17±0.01)％、(10.12±0.02)％、(29.37±0.04)％;术后第16周A组、B组、C组骨修复区单位面积内血管再生面积分别为(4.31±0.13)％、(4.69±0.12)％、(9.98±0.74)％,放射性核素骨显像ROI摄取比值分别为(5.03±0.01)％、(5.16±0.04)％、(12.75±0.03)％,组内比较显示术后第16周各组单位面积内血管再生面积和放射性核素骨显像ROI摄取比值均减少(均P＜0.05).结论 带蒂筋膜瓣早期以促血管化成骨作用为主,后期以膜诱导成骨作用为主.     

带蒂筋膜瓣促非细胞型组织工程化骨血管化及其成骨的组织学变化****

背景：目前关于带蒂筋膜瓣促组织工程骨成骨是否以早期促血管化为核心的成骨修复方式的对比研究还缺少相关报道。 目的：通过带蒂筋膜瓣在修复骨缺损各时间段中促非细胞型组织工程化骨血管化及其对成骨作用影响组织学观察,论证带蒂筋膜瓣具有较好的促血管化作用及促成骨能力。 方法：制作兔尺骨长段骨-骨膜完全缺损模型及带蒂筋膜瓣,随机分为单纯植入组、无蒂膜瓣包裹组、血管内皮生长因子组、膜瓣包裹组4组,分别于骨缺损处植入相应材料。 结果与结论：组织学显示,在各时间点无论新生血管数量,还是新生骨小梁质与量,膜瓣包裹组均明显优其他3组。血管再生面积和新生骨小梁面积测定显示,第4周血管内皮生长因子组、膜瓣包裹组明显多于单纯植入组、无蒂膜瓣包裹组        (P < 0.05);植入后第8,12,16周膜瓣包裹组骨修复区血管再生面积及对应的再生骨小梁面积明显多于其他3组(P < 0.05)。提示带蒂筋膜瓣具有显著促非细胞型组织工程化骨血管化作用,血管化增强有利于成骨作用,且可有效提高成骨质和量、缩短骨修复时间。      

以带蒂筋膜瓣为膜材料应用GBR技术修复兔骨缺损的血管化作用及成骨方式研究

目的研究带蒂筋膜瓣作为膜材料应用于膜引导性骨再生技术修复骨缺损的过程中血管化进程及成骨效果方法24只5月龄新西兰大白兔雌雄不限,制备双侧尺骨1cm骨缺损模型,自体红骨髓（au-tologous red bone marrow,ARBM）接种于骨诱导活性材料（Osteoinductive absorbing material,OAM）制备组织工程骨。将非细胞型组织工程复合物植入骨缺损区,右侧单纯可吸收生物膜包裹设为A组,左侧带血运深筋膜瓣包裹设为B组。各组在4、8、12、16周后进行X线检查、光密度比值测量、大体观察和组织学检查、交界区血管图像计量分析,将数据作统计学处理,用以比较骨缺损修复情况。结果X线片、大体形态和组织学观察显示,植入物内部血管的长入、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度、成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解,筋膜瓣组均明显优于生物膜组。光密度比值测量显示,术后8、12、16周两组间比较及同组内各时间点间比较差异均有统计学意义（P〈0.05）,术后4、8、12、16周,骨修复交界区单位面积内血管再生面积筋膜瓣组明显多于生物膜组,差异有统计学意义（P〈0.05）。从术后12周,筋膜瓣组随着成熟骨结构形成,血管结构减少或消失。结论带血运筋膜瓣具有明显的促组织工程骨血管化作用并通过促血管化而促进成骨并具备膜引导性骨再生（guided bone regeneration,GBR）技术的骨修复特点,即早期促进外骨痂生长。     

生物膜与带蒂筋膜瓣体内构建组织工程复合体修复兔骨缺损的比较

背景：利用带蒂筋膜瓣包裹法及单纯生物膜包裹构建组织工程骨均能有效促进骨修复,目前缺乏此两方面的对比研究。 目的：观察单纯生物膜包裹及带蒂筋膜瓣包裹法构建组织工程骨修复骨缺损的效果。 方法：制备兔双侧尺骨中段连同骨膜1 cm骨缺损模型,将自体红骨髓接种于含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料制备非细胞型组织工程骨,并植入双侧骨缺损区,左侧采用深筋膜瓣包裹,设为实验组,右侧采用单纯可吸收生物膜包裹,设为对照组。4,8,12,16周后进行X射线检查、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析,并在12周行生物力学检测,比较两组骨缺损修复情况。 结果与结论：实验组X射线片、大体形态和组织学观察、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度、成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解、新生骨小梁面积占修复总面积比值以及最终生物力学强度均明显优于对照组(P < 0.05)。说明以带蒂筋膜瓣为膜材料应用膜引导性骨再生技术修复大段骨缺损,能有效限制纤维结缔组织长入,具有有效快速血管化能力,极大地加快了移植骨转化为自体骨的速度及效果。     

纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶复合重组人成骨蛋白1修复骨缺损

背景：纳米级的羟基磷灰石纤维蛋白凝胶材料与人体内组织成分更为相似,具有良好的生物与力学性能,但缺乏骨诱导作用。 目的：观察纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨的骨缺损修复能力。 方法：制备新西兰大白兔单侧桡骨缺损模型后,以数字表法随机分为3组,分别植入不同材料行骨缺损修复：纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组、纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组、空白对照组(未植入任何材料)。术后4,8,12周行大体标本观察、X射线、扫描电镜、放射性核素骨扫描及生物力学测试,比较各组材料修复骨缺损的能力。 结果与结论：术后4,8,12周,纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组X射线评分、成骨效果、放射性核素聚集强度、生物力学强度均高于纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组(P < 0.05)。空白对照组骨缺损区无骨性连接,骨端硬化,骨缺损未能修复。说明纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,有望成为一种理想的骨缺损修复材料。     

放射性核素骨显像在骨缺损修复实验中的研究

目的：通过动物实验探讨多孔纳米羟基磷灰石人工骨（nano-HA）的骨缺损修复作用及放射性核素骨显像在骨重建过程中的应用，为临床运用于骨缺损修复领域提供依据。方法：采用新西兰大白兔24只在单侧桡骨制备骨缺损动物模型，然后用多孔纳米羟基磷灰石人工骨材料进行植入骨缺损处进行修复作为实验组，以普通羟基磷灰石人工骨材料作为对照组；术后2周，4周，8周和12周分别行放射性核素骨显像监测两组人工骨对骨缺损的修复能力。结果：通过ROI方法定量对比两种材料植入区和正常区放射性浓集比值，nano-HA人工骨组成骨作用优于HA人工骨组，骨缺损修复能力优于后者，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：纳米羟基磷灰石人工骨具有良好的成骨能力，可望成为新型的骨缺损修复材料，放射性核素骨显像在骨修复过程中具有良好的监测作用。     

核素骨显像评价组织工程骨修复骨缺损效果的价值

目的 应用放射性核素骨显像评价组织工程骨修复兔股骨髁骨缺损的效果。方法 取人白兔15只，抽取骨髓，行骨髓间充质干细胞分离、培养、骨向诱导。双侧股骨髁制作0．6×1．2cm的骨缺损，将诱导的成骨细胞复合珊瑚羟基磷灰石植入左侧，右侧单纯植入羟基磷灰石为对照组。术后4间、8周和12周分别行静态核素骨显像评价骨缺损的修复能力。结果表明术后4、8、12周实验组ROI计数（单位像素）均较对照组有显著性增高（P〈0．001）。实验组ROI计数随时间的延长呈明显的上升趋势，但术后8周始增长放缓；对照组ROI也有卜升趋势，但术后8周始增长加快，均在12周达到峰值。结论 骨髓间充质干细胞诱导后复合珊瑚羟基磷灰石可有效的修复股骨髁松质骨缺损。放射性核素骨显像在骨修复过程中具有动态评价血管化和骨生长的作用。     

纳米羟基磷灰石人工骨修复骨缺损的再血管化研究

目的通过动物实验探讨多孔纳米羟基磷灰石人工骨（Nano-HA）的骨缺损修复作用并观察骨重建过程中再血管化过程。方法采用新西兰大白兔24只在单侧桡骨制备骨缺损动物模型，然后用纳米羟基磷灰石人工骨材料进行植入骨缺损处进行修复作为实验组，以普通羟基磷灰石人工骨材料作为对照组；术后2，4，8和12周分别行钟^99mTc-亚甲基二膦酸盐（MDP）放射性核素骨显像监测在骨缺损修复中再血管化的过程，并以x线、组织学检查作比较。结果通过ROI方法定量对比两种材料植入区和正常区放射性浓集比值，Nano-HA人工骨组成骨代谢明显优于HA人工骨组，骨缺损修复能力明显优于后者，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论纳米羟基磷灰石人工骨具有优异的成骨能力，可望成为新型的骨缺损修复材料，放射性核素骨显像是监测骨修复再血管化过程敏感、直观、可靠的方法。     

重组人类骨形态蛋白2复合自固化磷酸钙材料在体内的血管化

背景：深筋膜瓣促进组织工程骨血管化是一种成熟的技术,但动物种属不同、植入材料不同均会使血管化的结果产生较大的差异。 目的：比较复合重组人类骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工骨和单纯的自固化磷酸钙人工骨在比格犬带蒂筋膜瓣内的血管再生能力。 方法：分别将复合重组人骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工骨和单纯的自固化磷酸钙人工骨包裹于12只成年比格犬腰背部两侧带蒂深筋膜瓣中,于术后第2,4,8,16周各随机选取3只动物摘取血管化标本,进行大体观察、苏木精-伊红染色、Masson染色及血管内皮细胞Ⅷ因子相关抗原(ⅧRAg)免疫组织化学染色观察比较新血管的生成情况。 结果与结论：在材料植入后4周、8周和16周,两组均发现带蒂筋膜与植入材料接触区出现明显血管化,并随时间延长,向材料内部延伸;实验组相对血管面积百分比和阳性染色的面密度值在2,4,8,16周时均高于对照组。结果显示两种人工骨在筋膜内均有一定的血管化能力,但复合重组人骨形态蛋白2的自固化磷酸钙人工松质骨在体内的血管化较单纯自固化磷酸钙人工松质骨更为明显。     

筋膜包裹的骨髓间充质干细胞/聚己内酯复合体血管化组织工程骨修复比格犬骨缺损

背景:骨组织工程技术的材料/细胞复合物已能在肌肉、皮下等异位组织内成骨,或是在小型哺乳动物的骨缺损处修复成骨,但这与临床的实际仍有较大差距,骨组织工程技术能否修复大型哺乳动物大范围的骨缺损,以及如何促进组织工程骨的体内再血管化进程还不明确。目的:观察应用比格犬带血管蒂深筋膜瓣及组织工程骨在体内的成骨情况。方法:分离培养比格犬骨髓间充质干细胞,将骨髓间充质干细胞以自然沉淀法进行组织构建,接种于聚己内酯材料上,与支架材料复合。在比格犬左足胫骨中段制作骨-骨膜缺损模型,植入以筋膜包裹的骨髓间充质干细胞/聚己内酯复合体作为实验组;右足制作胫骨中段骨-骨膜缺损模型后,植入骨髓间充质干细胞/聚己内酯复合体;另取2只犬制作骨-骨膜缺损模型不植入任何材料作为空白对照。术后进行大体、X射线片、组织学、磁共振灌注成像观察骨模具上成骨细胞生长与血管化情况。结果与结论:空白对照组无新骨生成,无血管长入,最后缺损由纤维瘢痕组织填充;对照组8～16周骨缺损逐渐被骨样组织填充,可见较多的骨痂,骨痂向移植物长入,断端连接不完全,髓腔硬化。实验组成骨过程及速度明显优于对照组,术后6周骨痂量较多,术后8周支架材料已完全降解,术后12周骨缺损完全修复,可见大量松质骨形成,新骨髓腔较通畅,骨皮质连续较牢靠,所形成的血管在数量、孔径和发布上均明显优于对照组。提示组织工程骨有较强、较快修复大动物大段负重骨缺损的能力,而带蒂的筋膜瓣则通过促进其再血管化而使其这种能力得到更好的发挥。     

以带血管蒂筋膜瓣与人脐带间充质干细胞和重组人骨形成蛋白2构建活性组织工程骨

背景：构建的组织工程骨块植入体内后的存活是骨组织工程面临的一个重大课题,临床上尤其缺少可行性强、可以不经体外长时间构建及预血管化而可一期应用的组织工程骨。 目的：探讨以带血管蒂的筋膜瓣作为膜包裹材料、以人脐带间充质干细胞作为种子细胞,以β-磷酸三钙生物陶瓷作为支架材构建组织工程骨的可行性及加入重组人骨形成蛋白2作为细胞活性因子、Ⅰ型胶原作为细胞活性因子缓释材料后成骨能力的变化。 方法：Wistar大鼠左侧L1~6背部带血管蒂的筋膜瓣包绕由β-磷酸三钙生物陶瓷、人脐带间充质干细胞、重组人骨形成蛋白2、Ⅰ型胶原构建的组织工程骨作为实验侧,右侧带血管蒂的筋膜瓣包绕接种了人脐带间充质干细胞的β-磷酸三钙生物陶瓷作为对照侧。 结果与结论：大鼠实验侧4周时幼稚骨组织连接形成原始层板骨样结构,形成的原始骨组织钙化程度低。8周时,大鼠两侧骨组织均基本成熟。成骨细胞位于骨陷窝中,周围有大量骨基质呈淡紫色,局部可见Ⅰ型胶原存在,有骨髓腔结构出现,但实验侧骨组织成熟度明显高于对照侧。实验侧骨组织哈夫氏小管清晰可见,形成多个骨化中心,骨小梁、骨岛遍布其中,可见成熟板层骨、立方状排列整齐的活性成骨细胞。8周时实验侧骨小梁成熟度高、典型、清晰可见,对照侧骨小梁成熟度稍差。但2组植入物的新骨形成面积接近。提示以带血管蒂的筋膜瓣作为膜包裹材料构建组织工程骨时,重组人骨形成蛋白2及缓释剂Ⅰ型胶原可促进其骨成熟度。     

Vascular and micro-environmental influences on MSC-coral hydroxyapatite construct-based bone tissue engineering

Bone tissue engineering (BTE) has been demonstrated an effective approach to generate bone tissue and repair bone defect in ectopic and orthotopic sites. The strategy of using a prevascularized tissue-engineered bone grafts (TEBG) fabricated ectopically to repair bone defects, which is called live bone graft surgery, has not been reported. And the quantitative advantages of vascularization and osteogenic environment in promoting engineered bone formation have not been defined yet. In the current study we generated a tissue engineered bone flap with a vascular pedicle of saphenous arteriovenous in which an organized vascular network was observed after 4 weeks implantation, and followed by a successful repaire of fibular defect in beagle dogs. Besides, after a 9 months long term observation of engineered bone formation in ectopic and orthotopic sites, four CHA (coral hydroxyapatite) scaffold groups were evaluated by CT (computed tomography) analysis. By the comparison of bone formation and scaffold degradation between different groups, the influences of vascularization and micro-environment on tissue engineered bone were quantitatively analyzed. The results showed that in the first 3 months vascularization improved engineered bone formation by 2 times of non-vascular group and bone defect micro-environment improved it by 3 times of ectopic group, and the CHA-scaffold degradation was accelerated as well.     

BMP2活性多肽/PLGA复合物植入异位成骨的实验研究

目的用动物实验的方法评价自行研制合成的BMP2活性多肽生物因子与可降解PLGA复合物的异位诱导成骨能力。方法实验分3组。A组：BMP2活性多肽／PLGA复合物组；B组：单纯PLGA组；C组：明胶海绵组。分别于Wistar大鼠背部两侧骶棘肌下包埋植入。术后1、4、8和12周取材。经组织学观察和CT三维成像比较成骨情况，western blot检测Ⅰ型胶原及骨桥蛋白的蛋白表达，了解异位成骨的情况。结果植入块周围初期均表现为急性炎症反应，后期均为淋巴细胞、巨噬细胞浸润为主的非特异性炎症反应。A组植入4周时植入区有软骨生成，8周时有活跃的成骨细胞出现，并有非编织骨结构。12周可见大量新骨形成，有典型的骨小梁新生血管结构。B组和C组12周时仅见纤维组织形成，未见成骨。结论人工合成的BMP2活性多肽体内能启动软骨化骨过程，具有较强的异位诱导成骨能力。有与天然BMP2类似的骨诱导活性，具有广阔的应用前景。     

人引导骨再生修复颌骨缺损的组织学观察

背景：引导骨再生对于成骨的引导及成形效果在基础研究及动物实验中已得到充分肯定,但国内有关人的颌骨骨缺损后引导骨再生中新生骨的组织学观察是一个空白。 目的：应用组织学检查了解人引导骨再生修复颌骨骨缺损的成骨效果。 方法：选取引导骨再生治疗颌骨骨缺损患者19例24个部位,于治疗后6个月行种植术中,中空钻取出术区新生骨,组织学观察,评价成骨效果。 结果与结论：所取新生骨可见不同发育阶段的骨形成。近根尖段骨中主要为板层骨,而冠方新生骨主要为纤维性骨形成,内含类骨组织及软骨性骨,极少板层骨。提示人颌骨骨缺损经引导骨再生后6个月成骨效果肯定,但远期效果还有待进一步观察。     

力学刺激促进成骨和骨再生

肌骨系统的结构与功能、疾病的防治与康复均与力学环境和干预存在着密切的关系。伴随细胞分子生物学的发展,骨科生物力学研究从器官、组织水平深入到细胞、分子、基因水平。医用生物力学的发展促进了基于力学刺激原理的理疗设备的研发,使力学刺激促进成骨和骨再生成为目前骨科基础和应用研究的热点。《医用生物力学》杂志近年来刊登了一系列力学刺激对肉骨系统的基础和应用研究,这次选登了几项力学刺激促进成骨和骨再生,尤其在具有挑战性的骨折疏松骨折愈合促进方面的基础和应用基础成果,借此进一步加强相关领域中紧密结合临床需求的科学研究的开展。