体外构建与体内构建组织工程的比较研究

目的比较骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨体内、体外复合构建的组织工程骨修复山羊胫骨大段缺损能力,以探讨修复缺损最佳途径。方法制备山羊胫骨中段20mm的骨骨膜缺损,分别植入体内、体外构建的组织工程骨、自体骨及单纯生物衍生骨,分别行组织学、X线观察、骨密度测定和生物力学测试。结果体外构建组材料降解较快,成骨迅速,16周时已可见髓腔再通;体内构建组以上各变化较前者慢2～4周;而单纯生物衍生骨对照组材料降解、新骨形成均较慢;6周时,各组弯曲应力值差异无显著性(P>0.05),12、16周时体外构建组高于体内构建组(P<0.05),体内构建组高于单纯生物衍生骨对照组(P<0.05)。结论体内、体外构建的组织工程骨成骨迅速、量大,排斥反应小;但是体内构建方式成骨较体外构建慢。     

生物衍生骨复合骨髓基质干细胞修复山羊胫骨缺损的血管化研究

目的研究生物衍生骨与骨髓基质干细胞(marrow stromal stem cells, MSCs)复合修复山羊胫骨缺损的血管化过程,了解其修复长段管状负重骨缺损的血管化情况. 方法制备生物衍生骨作为支架材料,培养、诱导MSCs作为种子细胞,二者在体外复合构建组织工程骨.20只山羊双侧胫骨中段制备成20 mm长的骨-骨膜缺损模型,采取自身左右侧对照,实验侧(右侧)缺损处植入组织工程骨,对照侧(左侧)植入单纯支架材料,采用钢板内固定.术后2、4、6及8周用墨汁灌注透明标本及血管面积图像分析方法观察血管化过程,组织学观察血管形成及成骨情况. 结果术后2、4周,实验侧血管形成较对照侧少(P<0.05);术后8周,两侧均完全血管化,差异无统计学意义(P>0.05).实验侧于术后6、8周新骨形成逐渐增加,材料降解吸收较对照组快;对照侧术后8周材料孔隙内仍无明显新骨形成. 结论生物衍生骨作为骨组织工程的支架材料,能够较快发生血管化;组织工程骨成骨能力较单纯支架材料强.     

影像学技术在组织工程骨修复山羊大段骨缺损长时间观察中的应用

目的 探讨放射性核素骨显像(ECT)、X线、CT等影像学技术在组织工程骨修复山羊大段负重骨骨缺损远近期实验观察中的应用价值。方法 中国青山羊15只，制备单侧胫骨2cm的骨膜与骨缺损，缺损内植入组织工程骨[CAP珊瑚羟基磷灰石 经诱导分化的骨髓基质干细胞（bone marrow stroma cells，BMSCs)]，术后ECT、X线、CT等影像学手段检查，评价骨缺损修复情况及各种手段的应用价值。其中在早期术后2、4、8周行ECT检查，4、8、12周行X线检查。远期在术后2、3、6个月行CT检查，术后6、12、18个月行X线。结果 术后影像学手段检测表明，组织工程骨组可以修复2cm的骨缺损，ECT显示在术后2个月内骨再生和再血管化进展顺利，X线和XT显示术后组织工程骨成骨呈渐进性和偏心性，12个月以后组织工程骨与山羊胫骨牢固愈合，并开始塑形。结论 组织工程骨具有良好的修复山羊大段骨缺损的能力，在这一过程中影像学技术提供了理想的直观依据。     

骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的影像学研究

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨-骨膜缺损,以及修复负重骨缺损的可行性. 方法将18只12月龄健康杂种青山羊(雌雄不限),制备成双侧胫骨中段20 mm骨-骨膜缺损模型,常规钢板螺钉固定;MSCs与生物衍生骨于体外复合培养;对同一只山羊将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组,以单纯材料植入左侧胫骨缺损处作为对照组,空白组不植入任何材料;在8、12、16和24周各时间点分别行标本的大体观察、X线片观察和骨密度测试,比较其修复骨缺损的能力. 结果大体观察、X线片和骨密度测试显示:实验组8周骨缺损部分修复,12、16周骨缺损完全修复,8、12和16周其骨密度较对照组高,差异有统计学意义(P＜0.05);24周实验组与对照组骨密度差异无统计学意义;空白组骨缺损未修复. 结论组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,且较单纯材料成骨量大、迅速,能够对负重骨缺损进行有效的修复.     

组织工程骨修复山羊胫骨大段缺损的三年效果观察

目的 观察用组织工程方法修复中国青山羊胫骨大段骨与骨膜缺损3年后的远期效果。方法 中国青山羊3只，制备单侧胫骨20mm的骨与骨膜缺损模型，缺损内植入组织工程骨珊瑚羟基磷灰石／骨髓基质干细胞（CHAP／BMSCs），术后3年采用普通x线片、组织学观察以及血管铸型等方法对其进行远期观察检测，与健侧正常骨对照，观察其成骨及血管化效果。结果 X线片骨吸光度测定与健侧比较差异无统计学意义（P〉0．05）；血管灌注后大体解剖观察示组织工程骨血管来源于周围软组织、髓腔血管及两端正常皮质骨；灌注后未脱钙骨磨片显示组织工程骨内微血管沿哈佛管和伏克曼管分布交织成网状，横切面磨片采用图像分析仪分析与正常骨血管相对面积比较差异无统计学意义（P〉0．05）。脱钙后的组织切片HE、硫堇染色示组织工程骨具有与正常骨一致的显微结构。结论 CHAP／BMSCs具有良好的修复山羊胫骨大段骨缺损能力，其远期显微结构和血管化效果与正常骨生理无异。     

骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的研究

目的　探讨骨髓基质干细胞 (marrow stromal stem cells,MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨 -骨膜缺损的可行性。　方法　将 12月龄山羊 35只双侧胫骨制备成中段 2 0 mm的骨 -骨膜缺损 ,其中 33只 ,将MSCs与生物衍生骨于体外复合培养后 ,将其植入右侧缺损处 ,常规钢板螺钉内固定作为实验组 ,以单纯生物衍生骨植入左侧作为对照组 ,另 2只为空白组不植入任何材料 ,在 2、4、6、8、12、16及 2 4周各时间点分别行大体标本、组织学观察 ,以及生物力学测试 ,比较 3组骨缺损修复的能力。　结果　 4周时实验组支架材料部分吸收 ,植入物表面有纤维骨痂形成 ,对照组支架材料少量吸收 ,植入物表面有少量骨样组织形成 ;8周时 ,大体标本、组织学观察 ,实验组中的支架材料已完全降解 ,骨缺损部分修复 ,对照组中植入物两端少量新骨形成 ,材料中为纤维骨样组织 ,但 8周时 ,实验组与对照组的生物力学强度差异无统计学意义 (P>0 .0 5 ) ;12周时 ,实验组骨缺损完全修复 ,对照组植入物两端有新骨包绕 ,与骨端连接紧密。 12～ 2 4周实验组弯曲应力大于对照组有统计学意义 (P<0 .0 5 ) ;2 4周时空白组骨缺损未修复。　结论　所构建的组织工程骨修复能力较强 ,成骨迅速 ,且量大 ,同期新生骨组织的生物力学强度优于单纯     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

神经化组织工程骨构建的初步观察

目的评估两种组织工程骨体内神经化重建方法的成骨效果,研究神经化与成骨的相互关系。方法26只新西兰大白兔,其中24只随机分成四组:组织工程骨组(A组),感觉神经束植入组(B组),运动神经束植入组(C组),血管束植入组(D组);另2只为空白对照组。每只动物均制备左侧股骨长1.5cm的段缺性骨与骨膜缺损,钢板固定后骨缺损处分别植入用四种方法制备的组织工程骨。植入的神经分别是隐神经和股神经肌支。术后4、8、12周摄股骨正位X线片,用放射影像学评分和X线阻射影分析比较骨缺损修复情况。结果在组织工程骨中植入感觉神经束后,比单纯组织工程骨和运动神经束植入的修复效果均有明显提高,而在组织工程骨中植入运动神经束与单纯组织工程骨修复骨缺损的效果相比较无明显差异,感觉神经束植入与血管束植入的成骨效果比较无明显差异,血管束植入组的成骨效果优于其它两组。结论利用感觉神经束植入的方法可以提高组织工程骨的成骨作用,而植入运动神经束却无此作用。     

骨髓基质干细胞联合血管束植入构筑血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损

目的 研究兔骨髓基质干细胞(BMSCs)联合动静脉血管束植入异种脱蛋白松质骨(XDCB)构筑血管化组织工程骨修复兔桡骨中远段完全骨膜骨缺损的能力. 方法 从兔髂嵴捕骨髓培养制备兔BMSCs,将第5代BMSCs种植于多孔XDCB,并进行成骨诱导2周制备组织工程骨,手术中分离兔桡动、静脉血管束.动物模型为制备24只兔舣侧桡骨中远段完全骨膜骨缺损1.5 cm共48侧,分4组修复(n=12),A组为空白未治疗组,B组为单纯材料+血管束植入组(XDCB+VB),C组为组织工程骨组(XDCB+BMSCs),D组为组织工程骨+血管束植入组(XDCB+BMSCs+VB),符组交叉配对.分别于术后4、8、12周行X线片、大体解剖、组织切片、生物力学等检查,观察各组骨缺损修复效能及移植物血管化情况.结果 D组骨缺损修复效能(术后12周新骨面积比2.02%±0.16%)及血管化情况(术后12周血管面积比6.89%±0.32%)优于C组(1.50%±0.28%和3.17%±0.19%),而C组又优于B组(1.59%±0.19%和6.52%±0.23%),A组骨缺损未修复,各组结果差异有统计学意义(P<0.05).结论 BMSCs联合动静脉血管束植入构筑的血管化组织工程骨能促进成骨过程和新生骨的血管化,显著提高组织工程骨修复大段骨缺损的能力.     

血管铸型方法检测组织工程骨修复羊胫骨缺损的远期血管化

目的采用血管铸型方法对组织工程技术修复中国青山羊胫骨大段骨缺损的远期血管化情况进行检测。方法中国青山羊3只，制备单侧胫骨20mm的骨与骨膜缺损，缺损部位内植入组织工程骨-珊瑚羟基磷灰石／骨髓基质干细胞（coral hydroxyapatite／bone marrow stem cells，CHAP／BMSCs）。术后3年分别行双侧后肢股动脉甲基丙烯酸甲酯血管铸型灌注，灌注后采用大体解剖、未脱钙骨片、扫描电镜等方法检测组织工程骨的远期血管化，并与健侧相同部位正常骨对照，观察其血管化效果。结果血管灌注后大体解剖观察示组织工程骨血管来源于周围软组织、髓腔血管及两端正常骨皮质。灌注后未脱钙骨磨片显示组织工程骨内微血管沿哈弗管和伏克曼管分布交织形成网状。采用图像分析仪比较组织工程骨与正常骨横切面磨片上血管相对面积，分别为（763．89±47．38）U／10万U与（788．00±65．83）U／10万U，差异无统计学意义（t=0．390，P〉0．05）。结论采用CHAP／BMSCs修复山羊胫骨大段骨缺损远期观察结果表明，新生骨远期血管化效果与正常骨无异，为组织工程骨下一步的临床应用提供可靠的依据。     

猕猴组织工程骨异体植入后白细胞介素2及其受体的表达

目的　检测猕猴组织工程骨异体植入桥接节段骨缺损后体内白细胞介素 2 (interleukin 2 ,IL - 2 )及白细胞介素 2受体 (interleukin 2 receptor,IL - 2 R)的表达 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞作为种子细胞构建组织工程骨的可行性。　方法　用猕猴骨髓基质干细胞 (marrow stromal stem cells,MSCs)体外诱导分化为成骨细胞 ,与人源生物衍生骨材料复合培养 ,构建组织工程骨 ,植入 15只免疫功能健全的异体猕猴体内桥接桡骨节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6和 12周抽取静脉血 ,并行双侧局部组织取材 ,组织块作低温匀浆 ,用双抗体夹心 IL ISA法检测 IL - 2及 IL - 2 R的表达。　结果　实验组和对照组术后各时间点IL - 2及 IL - 2 R水平无统计学差异 (P>0 .0 5 ) ,IL - 2及 IL - 2 R水平在术后第 2周开始增高 ,第 2～ 6周维持高水平 ,6周后随时间的延长而下降。　结论　猕猴 MSCs和生物衍生骨材料复合构建组织工程骨 ,植入异体猕猴体内引发微弱的免疫反应 ,同种异体 MSCs可选择作为构建骨组织工程的种子细胞。     

猕猴组织工程化骨异体植入修复骨缺损T淋巴细胞亚群的检测

目的　通过对T淋巴细胞亚群的检测 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞来源的组织工程化骨植入猕猴体内修复长段骨缺损的可行性。方法　用骨髓基质干细胞 (MSCs)经诱导分化为成骨样细胞后与生物衍生骨材料复合培养 ,体外构建组织工程化骨 ,植入 15只异体猕猴体内桥接桡骨 2 .5cm节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6、12周抽取静脉血和作双侧局部组织取材 ,样本应用流式细胞术检测T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率。结果　术后第 1、2、3、6、12周实验组和对照组T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率两者差异均无显著性 (P >0 .0 5 )。结论　生物衍生骨材料和猕猴MSCs复合构建组织工程化骨植入异体猕猴体内其术后 12周内免疫反应水平低 ,可用以修复猕猴节段骨缺损。     

异种脱蛋白骨复合物修复大段骨缺损的血管化观察

[目的]探讨异种脱蛋白骨(heterogeneous deprotein bone,HDPB)复合物修复胫骨大段骨缺损过程中的血管化实验研究,为异种脱蛋白骨的临床应用提供实验依据。[方法]山羊24只,在右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20%形成节段性骨缺损,实验组18只,植入异种DPB 自体MSCs rhBMP2,用半环槽式外固定器固定。于术后每隔4周对3只进行股动脉墨汁灌注后处死,取新骨组织制成厚切片观察血管化情况,以另6只植入自体骨为对照。[结果]术后4~24周,实验组与对照组血管表现数目逐渐增多,排列渐趋规则,血管大小、分布区域趋向均匀。测量血管数目和面积,结果显示4~24周2组血管数目和面积统计学分析差异无显著性意义(P>0.05)。[结论]异种脱蛋白骨复合物修复大动物大块骨缺损过程中血管化程度与自体骨相当,可以作为组织工程支架材料,并对其免疫原性和成骨能力等性能进行进一步研究。     

基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的研究

目的评价骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2,BMP-2）基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的效果。方法分离培养兔骨髓基质干细胞,经BMP-2基因转染后复合异种骨支架体外构建基因修饰的组织工程骨（gene modified tissue engineering bone,GMB）。建立兔双侧桡骨缺损（长2.5cm）模型,采用5种方法修复。A组：GMB＋带血管蒂骨膜移植;B组：GMB＋血管束植入;C组：GMB＋游离骨膜移植;D组：GMB;E组：单纯支架。于术后第4、8、12周行X线、组织学、生物力学测定和微血管墨汁灌注等观察血管形成及成骨情况。结果①A组血运建立快,第8周时即可修复骨缺损,其修复机制包括膜内成骨和软骨成骨两种机制;②B组血管束发出分支向移植骨内长入,但中心区成骨缓慢,第12周时骨缺损得到完全修复;③C组第4周时游离骨膜成活并发出微小血管,第8周时形成薄层外骨痂,第12周时骨缺损基本修复;④D组在BMP-2基因诱导下成骨速度和质量优于E组,可在第12周时使骨缺损部分修复,但中心区呈＂空心＂现象;而E组第12周时形成骨不连,缺损区内被纤维组织填充。结论带血管蒂骨膜与BMP-2基因修饰的组织工程骨联合移植,既提供了血运又提供了骨膜成骨细胞,同时具有良好的骨生成、骨诱导和骨引导作用,是治疗节段性骨缺损较为理想的方法。     

组织工程化骨修复猕猴长段骨缺损的实验研究

目的 探讨用生物衍生骨材料和骨髓基质干细胞(MSCs)复合后构成的组织工程化骨对异体猕猴长段骨缺损的修复作用。方法 于猕猴胫骨结节抽取MSCs并使诱导分化为成骨样细胞，用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记，培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨，植入15只异体猕猴修复桡骨2．5cm长段骨缺损作为实验组；用单纯生物衍生骨材料修复对侧同样骨缺损作为对照组；另取2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组。术后1、2、3、6和12周时各处死3只动物取材，空白组12周取材，行大体观察、组织学和免疫组织化学检测。结果 实验组和对照组术后1、2和3周移植物周围组织反应较明显，6周后明显减轻，12周时基本消失。实验组标记成骨样细胞于术后6周仍存在，术后12周基本消失；骨缺损部位骨样组织、软骨、编织骨和板层骨出现时间均较对照组早，且骨愈合时间提前3～6周。实验组骨缺损以多点方式直接成骨，对照组则从两端以“爬行替代”方式成骨。空白组术后12周骨缺损均无愈合。结论 生物衍生骨材料和MSCs复合构建的组织工程化骨异体植入修复猕猴长段骨缺损可超越骨段移植的“爬行替代”过程，使骨缺损能较快愈合。生物衍生骨材料和同种异体MSCs复合组织工程化骨可作为构建骨组织工程的一种较好选择方式。     

低温保存的组织工程骨修复骨缺损的实验研究

目的探讨低温保存的组织工程骨修复骨缺损的能力及低温保存的可行性。方法将人源性生物衍生骨材料复合成骨细胞构建的组织工程骨,在4℃和-196℃的温度环境中保存3个月和6个月,同时以未行低温保存的组织工程骨和生物衍生骨材料作为对照,分别修复实验兔桡骨的长段骨缺损。80只成年日本大耳白兔,随机分为4个实验组(左前肢植入材料):A3组:组织工程骨在4℃保存3个月;A6组:组织工程骨在4℃保存6个月;B3组:组织工程骨在-196℃保存3个月;B6组:组织工程骨在-196℃保存6个月。2个对照组(右前肢植入材料):C组:组织工程骨未行低温保存;D组:单纯生物衍生骨材料。于术后2、4、6和12周行大体和组织学观察,并于6周和12周行X线片检查和生物力学检测。结果术后大体观察,A3、A6、B3、B6和C组间无显著差异,D组骨痂少且断端更为明显。各时间点组织学观察,A3、A6、B3、B6和C组植入材料周围胶原及骨痂均较D组明显,术后12周组织学评分,D组与其它各组比较P值<0.05。X线片示D组植入材料皮质骨无明显变化,骨痂较少;余各组12周植入材料与自体骨融合,髓腔开通,骨折线消失,塑形好。生物力学检测D组与其它各组比较P值<0.05。结论以4℃和-196℃保存方法能有效保存组织工程骨,对修复骨缺损有明显效果,这一方法适宜推广应用。