改良法制备异种脱蛋白骨复合重组人骨形态发生蛋白支架材料修复长骨大段骨缺损

背景:异种脱蛋白骨因其来源广泛和独特的生物学特性作为组织工程骨支架材料而受到较多关注.目的:采用改良法制备异种脱蛋白骨复合重组人骨形态发生蛋白支架材料,评价其修复大动物大段长骨缺损的成骨能力.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-05/2006-12在解放军第三军医大学实验动物中心及西南医院中心实验室完成.材料:市售猪股骨;山羊24只,10～12个月龄,雌雄不限.半环槽外固定器由解放军第三军医大学李起鸿教授研制.专利号:CN01256565.方法:山羊24只,随机分为单纯异种脱蛋白骨组、自体骨组及异种脱蛋白骨 重组人骨形态发生蛋白组,在每只山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20%形成节段性骨缺损,按分组情况植入不同材料,采用半环槽式外固定器固定.异种脱蛋白骨制备参照文献完成.主要观察指标:术后4～24周每隔4周进行X射线及术后24周取新生骨进行双能X射线、组织学、生物力学检测骨缺损修复效果.结果:①制得的异种脱蛋白骨为三维多孔结构,其孔隙率为(78.5±6.45)%,孔径大小为(472.5±7.02)μ m.②各组骨缺损表现为时间依从性的骨修复.生物力学试验抗压缩、三点抗弯曲、抗扭转试验,以及同一时间点平均成骨量均为自体骨组>异种脱蛋白骨 重组人骨形态发生蛋白组>单纯异种脱蛋白骨组.③自体骨组、异种脱蛋白骨 重组人骨形态发生蛋白组与正常组比较,山羊胫骨骨密度及骨矿含量、抗压缩压强及极限压强、抗弯曲载荷及极限载荷、抗扭转扭矩及极限扭矩平均值差异均无显著性意义.结论:改良法制备的异种脱蛋白骨复合重组人骨形态发生蛋白修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当,可以作为组织工程支架材料.     

骨形态发生蛋白2复合异种脱蛋白骨支架材料修复山羊大段骨缺损

背景：单纯骨形态发生蛋白2修复骨缺损只有骨诱导性，单纯异种脱蛋白骨只有骨传导性。目的：评估异种脱蛋白骨复合骨形态发生蛋白2修复山羊大段长骨缺损的效果。设计、时间及地点：随机分组设计、动物对照观察实验，于2005—03／2007—02在解放军第三军医大学创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室完成。材料：山羊24只用于制备大段长骨缺损模型。市售猪股骨用于制备脱蛋白骨。重组骨形态发生蛋白2为美国Biosource公司产品。方法：山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20％制备节段性骨缺损模型。24只山羊按植入材料的不同分为3组，单纯异种脱蛋白骨组、自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组，每组8只。主要观察指标：植入后4，8，12，16，20，24周X射线评估骨缺损情况。植入后24周取新生骨组织进行双能X射线、组织学、生物力学检测修复效果。结果：植入后12，24周自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组X射线评分均高于单纯异种脱蛋白骨组，差异有显著性意义（P〈0．05）。植入后24周自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组骨密度和骨矿含量均高于单纯异种脱蛋白骨组，差异有显著性意义（P（0．05）。自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组之间比较差异均无显著性意义（P〉0．05）。植入后24周生物力学测试表明，自体骨组〉异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组〉单纯异种脱蛋白骨组。植入后24周，自体骨组、异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组，新生骨与最初两断端连成一体，新生骨骨小梁排列整齐有序。单纯异种脱蛋白骨组，新生骨与最初两断端部分相连。结论：重组骨形态发生蛋白2复合异种脱蛋白骨修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当。     

改良法制备异种脱蛋白骨体内植入修复骨缺损的免疫学分析

背景:在支架材料选择中,目前尚未完全解决异种骨的免疫原性问题.目的:观察改良法制备异种脱蛋白骨作为组织工程支架材料修复骨缺损后机体的免疫学改变.方法:SPF级青山羊18只,随机分为3组,正常骨组不截骨,自体骨组、异种脱蛋白骨组在羊右侧胫骨中下段造成胫骨总长度20%骨膜和骨缺损.自体骨组在缺损处植入羊自体骨;异种脱蛋白骨组培养收集羊自体骨髓间充质干细胞,调整细胞数为1×109L-1,将2 mL细胞悬液接种于以猪股骨为原料改良制备的猪脱蛋白骨上,再加入重组人骨形成蛋白2,半环槽外固定.采用流式细胞仪进行CD4+及CD8+T淋巴细胞、血清抗体IgG免疫学检测,以双能X射线测量仪分析骨缺损修复效果.结果与结论:异种脱蛋白骨组植入后3,7,14,28 d外周血CD4+和CD8+T淋巴细胞的含量基本正常(P>0.05),血清抗体IgG水平略高于自体骨组(P>0.05);植入后24周骨密度、骨矿物含量与自体骨组基本相似(P>0.05),表现为骨缺损区两断端之间高密度钙化影.3组抗压缩压强及极限压强、抗弯曲载荷及极限载荷、抗扭转转矩及极限转矩均基本相似(P>0.05).植入后24周与自体骨组比较,异种脱蛋白骨组的成骨能力无明显差异(P>0.05).提示改良法制备的异种脱蛋白骨不引起明显的细胞和体液免疫反应,有良好的组织相容性,不影响自体骨髓间充质干细胞成骨,新骨生物力学性能与自体骨相当.     

酸性成纤维细胞因子/部分脱蛋白骨修复免早期股骨头缺血性坏死的血管化作用

背景:酸性成纤维细胞因子具有较好的促进血管形成作用以及成骨作用,能否有效地促进早期股骨头缺血性坏死动物模型的血管化有待研究.目的:探讨酸性成纤维细胞因子复合部分脱蛋白骨对兔股骨头缺血性坏死修复的血管化作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-01/2009-01在南华大学生命科学院完成.材料:取健康成年新西兰大白兔肋骨,经脱脂、脱蛋白、部分脱钙和冻干等一系列的物理、化学方法处理后制备部分脱蛋白骨.将酸性成纤维细胞生长因子用无菌蒸馏水稀释后加入部分脱蛋白骨粒,得到复合人工骨.方法:健康成年新西兰大白兔24只,双侧股骨颈交界处开窗,挖除股骨头内约50%松质骨,加用体积分数为95%乙醇灌注30 min,建立双侧股骨头坏死骨缺损模型.按随机数字表法,随机分为空白组,单纯部分脱蛋白骨组,复合人工骨组.分别于相应股骨头骨缺损区植入部分脱蛋白骨、复合人工骨,空白组不植入材料.主要观察指标:分别于术后2,4,8周取材,制备墨汁灌注标本,进行微血管计数以及血管面积分析.结果:2,4,8周时血管计数和血管面积显示,空白组血管数和血管面积最少,单纯部分脱蛋白骨组次之,复合人工骨组最多.复合人工骨组与空白组和单纯部分脱蛋白骨组比较,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:酸性成纤维细胞生长因子与部分脱蛋白骨复合构建组织工程化人工骨具有较好的促进血管生成作用,对兔早期股骨头缺血坏死具有较好的修复作用.     

碱性成纤维细胞生长因子和部分脱蛋白骨对兔股骨头缺损再血管化的影响

背景股骨头缺血坏死的治疗是骨科领域的一大难题.然而,近来的研究表明碱性成纤维细胞生长因子是一有效的血管生成因子,推测其在股骨头缺血坏死的治疗方面可能具有一定潜能.目的模拟临床上治疗股骨头坏死的开窗法的手术过程制备兔股骨头缺损,并植入碱性成纤维细胞生长因子和部分脱蛋白骨,以探讨碱性成纤维细胞生长因子对股骨头缺损的再血管化作用.设计随机对照实验.单位昆明医学院动物实验中心.材料实验于2002-07/2003-07在昆明医学院动物实验中心完成.成年雄性健康新西兰白兔27只,体质量2.2～2.8 kg.随机分为碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨复合骨组,单纯部分脱蛋白骨组,空白对照组,每组9只.方法①制备碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨复合骨含碱性成纤维细胞生长因子10 ng/mm3载体.②股骨头缺损模型的建立及修复取兔27只,在股骨头颈交界处开窗,建立骨缺损模型.复合骨组植入碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨;部分脱蛋白骨组植入单纯部分脱蛋白骨;空白对照组不植入任何植入物.实验动物分别于术后2,4,8周各时相点麻醉状态下进行墨汁灌注并处死,取材.主要观察指标①兔股骨头标本组织学检查及血管计数.②微血管面积图像分析.结果27只兔均进入结果分析.①兔股骨头标本组织学检查及血管计数术后8周,复合骨组移植材料被骨组织所取代,骨髓腔形成,其中有丰富的髓内血管存在;脱蛋白骨组移植材料亦被骨样组织包裹,且大部分部分吸收;空白对照组股骨头的缺损区被纤维组织填充,在缺损区周边的结缔组织中可见新生骨样组织和散在软骨细胞岛,血管数量较少.2周微血管计数复合骨组均显著高于部分脱蛋白骨组和空白对照组[(31.833±7.914)比(22.917±2.079)和(11.250±4.220)(血管数量/视野),P＜0.01,P＜0.05];4周和8周微血管计数复合骨组和脱蛋白骨组均显著高于空白对照组.②微血管面积图像分析20μm厚的透明标本光镜下观察见术后2,4,8周,复合骨组修复区血管丰富并吻合成网,部分脱蛋白骨组血管丰富吻合成网,空白组血管散在.结论碱性成纤维细胞生长因子具有促进股骨头缺损的再血管化作用,其在治疗股骨头坏死方面具备一定的潜能和优势.     

部分脱蛋白骨单纯植入修复骨缺损的成骨作用

目的:探讨部分脱蛋白骨修复骨缺损的成骨作用。方法:用部分脱蛋白骨(PDB)来修复兔桡骨缺损,以自体髂骨移植和空白缺损为对照,术后4,8,12,24周取材,通过X线摄片和不脱钙硬组织切片检测,评价部分脱蛋白骨的成骨作用。结果:X线片可见4周时材料密度较高;8周时材料与宿主骨交界处模糊;12周时材料边缘部分区域密度接近宿主骨;24周时缺损区域密度更接近宿主骨,仍存有一些高密度影。经组织学形态观察可见4周和8周时新骨贴附材料生长;以后新骨增多;材料随着时间的推移逐渐降解吸收;24周时成骨量明显增多,仍可见部分残余材料。结论:部分脱蛋白骨可用于骨缺损的修复。     

墨汁灌注和血管铸型方法检测山羊胫骨血管应用性能的不同

目的:比较血管墨汁灌注和甲基丙烯酸甲酯血管铸型两种方法在山羊胫骨血管检测中的优缺点,为组织工程骨血管化检测寻找一种直观可行的方法。方法:实验于2004-05/2005-07在南方医科大学南方医院创伤骨科骨组织工程实验室完成。①12只正常中国青山羊随机分为墨汁灌注组,甲基丙烯酸甲酯血管铸型灌注组,每组6只。②墨汁灌注组采用中华墨汁、甲醛及生理盐水体积比为3∶1∶6的复合墨汁,行双侧股动脉插管,经血管冲洗后进行灌注,低温放置24h后取下胫骨标本行进一步处理,甲基丙烯酸甲酯血管铸型灌注组,每只山羊均行双侧后肢股动脉插管,血管彻底冲洗后将预聚后的甲基丙烯酸甲酯灌注,低温放置24～28h后取下胫骨标本行下一步处理。③灌注后两组标本分别采用大体解剖,未脱钙骨磨片和脱钙后组织切片等方法观察青山羊胫骨血管的走行与分布。结果:①山羊胫骨经墨汁灌注后大体解剖、未脱钙骨磨片和脱钙骨组织切片观察可清楚显示骨膜、骨皮质和骨髓腔血管;可以观察骨组织的显微结构,但不便于直观地观察胫骨与周围血管的空间立体结构。②血管铸型后的山羊胫骨制作的大体解剖标本,在胫骨中段制作2cm×1cm骨窗,可见髓腔内的铸型血管,骨皮质横、纵切面上可见微细的铸型血管断面;可以直观的观察山羊胫骨与周围血管的空间立体构筑,显示胫骨营养血管的分布、走行,未脱钙磨片能够清楚显示骨皮质血管网,扫描电镜可以观察到哈佛氏管内血管。结论:血管墨汁灌注适合用于微血管检测,便于染色后同时观察骨组织的显微结构;而血管铸型标本则适合大体观察血管的空间立体构筑,较为直观,两者在组织工程骨血管化检测中有不同的应用价值。     

碱性成纤维细胞生长因子和部分脱蛋白骨对兔股骨头缺损再血管化的影响

背景：股骨头缺血坏死的治疗是骨科领域的一大难题.然而,近来的研究表明碱性成纤维细胞生长因子是一有效的血管生成因子,推测其在股骨头缺血坏死的治疗方面可能具有一定潜能.目的：模拟临床上治疗股骨头坏死的开窗法的手术过程制备兔股骨头缺损,并植入碱性成纤维细胞生长因子和部分脱蛋白骨,以探讨碱性成纤维细胞生长因子对股骨头缺损的再血管化作用.设计：随机对照实验.单位：昆明医学院动物实验中心.材料：实验于2002-07/2003-07在昆明医学院动物实验中心完成.成年雄性健康新西兰白兔27只,体质量2.2～2.8 kg.随机分为碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨复合骨组,单纯部分脱蛋白骨组,空白对照组,每组9只.方法：①制备碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨复合骨：含碱性成纤维细胞生长因子10 ng/mm3载体.②股骨头缺损模型的建立及修复：取兔27只,在股骨头颈交界处开窗,建立骨缺损模型.复合骨组植入碱性成纤维细胞生长因子/部分脱蛋白骨;部分脱蛋白骨组植入单纯部分脱蛋白骨;空白对照组不植入任何植入物.实验动物分别于术后2,4,8周各时相点麻醉状态下进行墨汁灌注并处死,取材.主要观察指标：①兔股骨头标本组织学检查及血管计数.②微血管面积图像分析.结果：27只兔均进入结果分析.①兔股骨头标本组织学检查及血管计数：术后8周,复合骨组：移植材料被骨组织所取代,骨髓腔形成,其中有丰富的髓内血管存在;脱蛋白骨组：移植材料亦被骨样组织包裹,且大部分部分吸收;空白对照组：股骨头的缺损区被纤维组织填充,在缺损区周边的结缔组织中可见新生骨样组织和散在软骨细胞岛,血管数量较少.2周微血管计数复合骨组均显著高于部分脱蛋白骨组和空白对照组[（31.833&;#177;7.914）比（22.917&;#177;2.079）和（11.250&;#177;4.220）（血管数量/视野）,P＜0.01,P＜0.05];4周和8周微血管计数复合骨组和脱蛋白骨组均显著高于空白对照组.②微血管面积图像分析：20μm厚的透明标本光镜下观察见：术后2,4,8周,复合骨组修复区血管丰富并吻合成网,部分脱蛋白骨组血管丰富吻合成网,空白组血管散在.结论：碱性成纤维细胞生长因子具有促进股骨头缺损的再血管化作用,其在治疗股骨头坏死方面具备一定的潜能和优势.     

部分脱蛋白骨单纯植入修复骨缺损的成骨作用

目的：探讨部分脱蛋白骨修复骨缺损的成骨作用。方法：用部分脱蛋白骨(PDB)来修复兔桡骨缺损，以自体髂骨移植和空白缺损为对照，术后4，8，12，24周取材，通过X线摄片和不脱钙硬组织切片检测，评价部分脱蛋白骨的成骨作用。结果：X线片可见4周时材料密度较高；8周时材料与宿主骨交界处模糊；12周时材料边缘部分区域密度接近宿主骨；24周时缺损区域密度更接近宿主骨，仍存有一些高密度影。经组织学形态观察可见4周和8周时新骨贴附材料生长；以后新骨增多；材料随着时间的推移逐渐降解吸收；24周时成骨量明显增多，仍可见部分残余材料。结论：部分脱蛋白骨可用于骨缺损的修复。     

墨汁灌注和血管铸型方法检测山羊胫骨血管应用性能的不同

目的：比较血管墨汁灌注和甲基丙烯酸甲酯血管铸型两种方法在山羊胫骨血管检测中的优缺点，为组织工程骨血管化检测寻找一种直观可行的方法。 方法：实验于2004-05／2005-07在南方医科大学南方医院创伤骨科骨组织工程实验室完成。①12只正常中国青山羊随机分为墨汁灌注组，甲基丙烯酸甲酯血管铸型灌注组，每组6只。②墨汁灌注组采用中华墨汁、甲醛及生理盐水体积比为3：1：6的复合墨汁，行双侧股动脉插管，经血管冲洗后进行灌注，低温放置24h后取下胫骨标本行进一步处理，甲基丙烯酸甲酯血管铸型灌注组，每只山羊均行双侧后肢股动脉插管，血管彻底冲洗后将预聚后的甲基丙烯酸甲酯灌注，低温放置24-28h后取下胫骨标本行下一步处理。③灌注后两组标本分别采用大体解剖，未脱钙骨磨片和脱钙后组织切片等方法观察青山羊胫骨血管的走行与分布。 结果：①山羊胫骨经墨汁灌注后大体解剖、未脱钙骨磨片和脱钙骨组织切片观察可清楚显示骨膜、骨皮质和骨髓腔血管；可以观察骨组织的显微结构，但不便于直观地观察胫骨与周围血管的空间立体结构。②血管铸型后的山羊胫骨制作的大体解剖标本，在胫骨中段制作2cm&;#215;1cm骨窗，可见髓腔内的铸型血管，骨皮质横、纵切面上可见微细的铸型血管断面；可以直观的观察山羊胫骨与周围血管的空间立体构筑，显示胫骨营养血管的分布、走行，未脱钙磨片能够清楚显示骨皮质血管网，扫描电镜可以观察到哈佛氏管内血管。 结论：血管墨汁灌注适合用于微血管检测，便于染色后同时观察骨组织的显微结构；而血管铸型标本则适合大体观察血管的空间立体构筑，较为直观，两者在组织工程骨血管化检测中有不同的应用价值。     

检测rhBMP-2/明胶复合材料的诱导成骨活性:修复兔长骨缺损的实验研究

目的观察rhBMP-2/明胶复合材料修复兔长骨节段性骨缺损的能力。方法手术造成桡骨中上段15mm骨缺损,实验组植入rhBMP-2/明胶复合材料片,其中rhBMP-2的含量为1.0mg,对照组植入单纯明胶片。通过影像学、组织学观察及骨密度测定。结果影像学检查示实验组术后4周时缺损区有大量新生骨痂形成,术后8周时新生骨痂将缺损区桥接,术后12周时达到皮质骨连接;对照组无骨痂形成。组织学检查示实验组术后4周时的骨痂为编织骨,术后8周时骨痂外层为板层骨,中央为编织骨,内有骨髓组织,术后12周时骨痂外层为皮质骨,中央为髓腔组织;对照组缺损区为结缔组织和肌组织充填。骨密度测定示术后12周时骨痂密度达到正常值的76%。结论rhBMP-2/明胶复合材料具有良好的诱导成骨活性,1.0mg的rhBMP-2能够很好的修复兔桡骨15mm的骨缺损。     

异种脱蛋白松质骨支架构建组织工程骨用于脊柱横突间融合

背景:异种脱蛋白松质骨来源广泛且具有独特的生物学特性,若能解决其免疫原问题,将有望利用异种脱蛋白松质骨开发出一种新型植骨材料.目的:探讨异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程支架的性能,及其在山羊脊柱横突间融合中的作用.设计、时间及地点:细胞-支架学体内实验,于2008-02/10在黑龙江省纤维化生物治疗重点实验室完成.材料:6～8月龄健康雄性山羊12只,由牡丹江医学院动物中心提供.方法:取成年猪股骨远端松质部分,通过理化方法制成脱蛋白松质骨支架,对其形态结构、组成成分、生物力学特性以及材料对种子细胞生物学行为的影响进行检测分析.羊髂骨穿刺取骨髓,梯度密度离心法分离获得第3代骨髓间充质干细胞.将支架材料复合一定量的自体骨髓间充质干细胞、重组人骨形成蛋白2构建组织工程骨.12只羊建立L3、4双侧横突间植骨模型,修复组于左侧植入组织工程骨,对照组于右侧植入相同体积的自体髂骨.主要观察指标:分别于植入后4,8,12周行X射线片和组织学观察对比分析.结果: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:孔径200～500 μm,孔隙率60%左右,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,细胞相容性良好.X射线片结果显示:植入第4周,横突桥接处部分区域模糊,以内侧明显,此时修复组材料密度略低于对照组;第8周上下桥接部间隙变小,大量连续骨痂生成;12周后完全融合,两组材料密度接近.移植区组织学观察结果显示:修复组植入后第4周以多点方式形成新骨,第8周岛状生成的骨组织贯穿整个移植材料,12周编织骨交错排列,髓腔形成,成骨活性接近自体髂骨移植;对照组植入后4周有较多新骨形成,8周时出现大量胶原纤维,周边成骨明显,至12周纤维组织减少,成骨活跃.结论:以异种脱蛋白松质骨为支架材料,复合骨髓间充质干细胞、重组人骨形成蛋白2构建组织工程骨,体外X射线衍射分析及力学测试与体内成骨实验均证明其具有良好的组织相容性和较强的成骨能力,是一种良好的组织工程骨支架材料.     

以带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓构建非细胞型组织工程化骨修复兔桡骨缺损

背景:国外学者将红骨髓和生成因子复合即时植入用于促进骨折愈合已经获得满意效果.由于不需体外培养过程,只要在抽取红骨髓后与支架生成因子复合并立即植入,被称为"非细胞型组织工程化骨".目的:课题创新性提出以带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓方法构造非细胞型组织工程化骨修复骨缺损,并验证其优势性.设计、时间及地点:同体对照动物实验,于2007-12/2009-02在河北北方学院及附属医院实验中心完成.材料:四五月龄新西兰大白兔24只;取自体红骨髓与含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料混合成非细胞型组织工程骨.方法:将成年新西兰大白兔双侧桡骨造骨缺损模型,左侧为对照组,仅植入骨诱导活性材料复合物,右侧为带蒂筋膜瓣实验组,利用显微外科技术在骨缺损邻近制备一个带有无名血管蒂所属毛细血管网的筋膜瓣,使其包裹非细胞型组织工程骨并充填骨缺损.主要观察指标:于术后4,8,12,16周各取6只兔,进行X射线检查和吸光度比测量、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析和交界区血管图像分析.结果:①X射线检查:16周,对照组骨缺损周边植入物初步形成骨干结构,骨皮质不连续,髓腔不通;实验组正常骨干结构形成,骨髓腔完全再通.②组织学观察:16周,对照组植入物内血管长入较少和发育较成熟的骨小梁,骨髓腔未通;实验组植入物已吸收降解,完全由新骨替代,成熟骨结构形成,骨髓腔再通.③修复区内骨形态计量分析:术后4,8,12,16周实验组的骨小粱的体积明显多于对照组(P＜0.05).④交界区血管图像分析:实验组各时间段单位面积内血管再生面积均大于对照组(P＜0.05).结论:带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓构建非细胞型组织工程化骨,具有膜诱导骨再生和血管化双重作用,对修复大段骨缺损是可行的,在缩短骨缺损修复时间,提高成骨的质和量有显著疗效.     

胶原基纳米骨复合重组人骨形成蛋白2及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损

背景:影响即刻种植术成功的主要因素是种植体大小、形状往往与拔牙创不相适合,不能形成种植体与拔牙创的紧密接触,解决这一影响因素的方法多采用诱导骨再生膜技术或应用植骨材料.目的:观察胶原基纳米骨(nanohydroxyapatite/collogen,nHAC)复合重组入骨形成蚩白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-01/2006-01在解放军第四军医大学中心实验室完成.材料:宝鸡有色金属研究院提供的纯钛材料制成直径2mm,长10mm,螺距0.4mm,带自攻式螺纹的钉状螺旋种植体,无穿龈部分.西安中邦钛生物材料有限公司生产的不可吸收医用钛膜,大小为2 cm×2cm.胶原基纳米骨由清华大学崔福斋教授惠赠,加工成0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm的立方体.rhBMP-2由北京军事医学科学院提供.将rhBMP-2用盐酸胍溶解,将制备好的胶原基纳米骨浸入其中,抽真空,冻干,每粒胶原基纳米骨约复合1 mg rhBMP-2.方法:选用健康雄性Beagle纯种犬4只,钛种植体周围骨缺损的修复方法分为以下6组:①阳性对照组植入自体牙槽松质骨.②空白对照组缺损区不植入任何物质,只覆盖钛膜.③nHAC组仪植入nHAC.④nHAC+钛膜组植入nHAC,表面覆盖钛膜.⑤nHAC+mBMP-2组植入nHAC复合rhBMP-2材料.⑥nHAC+rhBMP-2+钛膜组植入nHAC复合rhBMP-2材料,表面覆盖钛膜.每只动物的每侧下颌骨各形成6个缺损区,将6组材料随机植入.主要观察指标:术后6,12周,采用X射线摄片、骨密度测量及组织学检查,观察新骨形成情况和新骨与种植体的关系.结果:12周时各组骨缺损区均愈合良好,骨创均由新生骨所充满,种植体稳固,骨整合良好.nHAC+mBMP-2组及nHAC+nhBMP-2+钛膜组成骨较早,骨成熟较早.nHAC+钛膜组、空白对照组、nHAC+mBMP-2+钛膜组,钛膜下骨生成较好,牙槽嵴较丰满.nHAC+rhBMP-2+钛膜组不但成骨较早,骨形成量最多,而且牙槽嵴最为丰满,12周时骨密度已与阳性对照组一致,但较自体骨移植牙槽嵴更丰满,成骨量更多.空白对照组成骨最慢,阳性对照组成骨最快,但牙槽嵴顶稍有吸收.结论:nHAC具有良好的骨引导作用,修复种植体周骨缺损较好,复合rhBMP-2或/和钛膜后效果更佳.临床上可根据具体情况选用修复即刻种植体周围骨缺损的方法.     

改良法制备异种脱蛋白骨复合重组人骨形态发生蛋白支架修复长骨大段骨缺损

BACKGROUND: For its extensive sources and specific biological characteristics, heterogeneous deproteinized bone (DPB) as the tissue-engineered scaffold material gets a good application prospect in repair of large segmental bone defects.OBJECTIVE: To prepare scaffold material by compositing modified heterogeneous DPB with recombinant human bone morphogenetic protein 2 (rhBMP2) and evaluate the osteogenic ability in repairing large segmental long bone defects in large-sized animals.METHODS: Twenty-four goats were randomly and evenly divided into three groups: DPB, autologous bone, and DPB+rhBMP2. Bone defects (20% in length) were made in the middle and lower segments of the right tibia of each goat, and according to group design,different bone grafts were implanted and fixed using semi-ring slot external fixer. At 4-24 weeks after surgery, X-ray examination was performed once every other 4 weeks. At 24 weeks after surgery, newly formed bones were taken out for determining the repair effects of bone defects through duat-energy X-ray analysis, histological observation, and biomechanical analysis.RESULTS AND CONCLUSION: The prepared DPB exhibited a three-dimensional porous structure, with a porosity of (78.5±6.45)% and pore size of (472.5±7.02) μm. Time-dependent bone repair was found in each group. Results regarding anti-compression test, three-point anti-bend test, and anti-torsion test were greatest in the autologous bone group, followed by the DPB+rhBMP2 group, and lastly the DPB group. There were no significant differences in tibial bone density, bone mineral content,anti-compression pressure and ultimate pressure, anti-bending load and ultimate toad, anti-torsion torque and ultimate torque between autologous bone group, DPB+rhBMP2 group and normal bone control group. These findings indicate that modified heterogeneous DPB composited with rhBMP2 has osteogenic ability equivalent to autologous bone in repairing large segmental long bone defects in goat tibias. Therefore, it can be applied as tissue-engineered scaffold material.     

去抗原牛松质骨支架复合骨形态发生蛋白2基因在骨缺损修复过程中的血管化反应

背景：体外构建的组织工程骨是细胞与材料的复合体，再血管化是组织工程骨植入体内后关系其能否充分发挥成骨作用，有效修复骨缺损的关键环节。 目的：观察以去抗原牛松质骨支架复合骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2，BMP-2）基因修复大段骨缺损过程中对血管化的影响。 设计、时间及地点：随机分组设计、对照动物实验，于2003—09／2004—12在吉林大学中日联谊医院中心实验室完成。 材料：选用清洁级新西兰大耳白兔60只。选取市售新鲜牛肱骨上端松质骨制备去抗原牛松质骨支架（Bovine Cancellous Bone，BCB）。携带人BMP-2和β-半乳糖酐酶基因的重组腺病毒（Ad-BMP-2和Ad—Lacz）及重组人BMP-2（rh-BMP-2）由美国Dr．Oliver及吉林大学病理教研室高航博士馈赠。 方法：新西兰大耳白兔60只分离培养兔骨髓基质干细胞，经BMP-2腺病毒载体转染后复合BCB移植修复兔双上肢桡骨1．5cm的缺损。按随机数字表法分为5组，每组12只，植入经不同处理的人工骨，Ad—BMP-2转染细胞＋BCB组，未转染细胞＋rh-BMP-2＋BCB组，Ad-Lacz转染细胞＋BCB组，未转染细胞＋BCB组，单纯BCB组。通过紧密缝合肌膜和筋膜固定移植骨。 主要观察指标：术后4，8，12周X射线检查观察骨缺损区的新骨形成情况，微血管墨汁灌注观察血管分布情况，透射电镜观察成骨细胞和血管生成情况，苏木精一伊红染色、爱辛蓝染色和VonKossa染色观察微血管与骨形成关系，血管内皮生长因子免疫组织化学染色测定染色灰度值、CD34免疫组织化学染色特异性标记血管内皮细胞，进行微血管计数。 结果：纳入兔60只均进入结果分析。X射线检查和组织学观察显示AD-BMP-2转染细胞＋BCB组和未转染细胞＋rh—BMP-2＋BCB组骨形成及血管生成情况优于其他3组。微血管墨汁灌注显示术后4周，两组每一个骨小梁孔隙中有一支新形成的小血管，骨间血管的密度在周边区域较高，随着向移植骨中央呈向心性减少。透射电镜观察，两组术后4周，可见较多功能活跃的成骨细胞及新生血管芽；术后12周，成熟的板层骨形成，新生血管结构完好。血管内皮生长因子表达检测和微血管计数测定显示AD—BMP-2转染细胞＋BCB组血管内皮生长因子相对含量明显高于其他各组，差异有显著性意义（P〈0．01）。微血管计数明显高于其他各组，差异有显著性意义（P〈0．01）。 结论：BMP-2基因可通过上调血管内皮生长因子表达，间接诱导移植骨血管化，比应用rh—BMP-2更有优势。     

采用放射性骨显像评价rhBMP-2与珊瑚人工骨复合植入狗牙槽骨后的成骨效能

目的探讨应用^99Tom—MDP放射性骨显像评价重组人骨形成蛋白-2（rhBMP-2）与珊瑚人工骨在体外复合后植入狗缺损牙槽骨中后的成骨效应。方法拔除12只成年狗两侧上颌第二及第三切牙,并去除牙槽窝之间的牙槽间隔,一侧随即植入复合骨,对侧植入珊瑚骨作为对照。并于分别于植入后4、8、12周后取材,采用组织学观察、图像分析和^99Tom—MDP核素骨显像等方法比较两种类型的骨移植材料在牙槽窝中的骨修复能力。结果复合骨植入牙槽骨后,材料被逐渐降解吸收,新骨不断生成,12周后,植入材料完全被成熟的骨组织取代;图像分析结果显示不同时间复合骨组新骨形成的比值显著高于单纯珊瑚骨组（P〈0．05）;4周和8周复合骨组核素浓聚程度高于珊瑚骨组,12周两组核素浓聚程度差异不明显。结论^99Tom—MDP放射性骨显像能早期判断移植骨的成活情况及成骨效果。     

碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2诱导分化兔骨髓间充质干细胞

背景:骨髓间充质干细胞依赖特定的生长和分化因子能分化为骨、软骨、脂肪等不同组织。人重组骨形态发生蛋白2有明显的骨诱导作用,能诱导未分化的骨髓间充质干细胞不可逆地形成骨与软骨,并最终导致新骨生成;碱性成纤维生长因子亦参与调控骨髓间充质干细胞的软骨与骨的分化。目的:观察碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响,以便寻求合适的骨形成诱导方法以代替常规的成骨培养体系。设计:随机对照实验。单位:解放军第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所。材料:培养的兔骨髓间充质干细胞。方法:实验于2004-06/12在第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所暨全军骨科中心完成。①体外培养的兔骨髓间充质干细胞分别经3种不同的生长因子(100μg/L人重组骨形态发生蛋白2,100μg/L碱性成纤维生长因子,100μg/L人重组骨形态发生蛋白2加100μg/L碱性成纤维生长因子)和成骨培养体系处理。②其增殖和分化通过四甲基偶氮唑盐比色法,碱性磷酸酶、骨钙素检测和钙结节VonKossa染色观察。主要观察指标:通过检测增殖率和碱性磷酸酶活性比较不同生长因子对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。结果:①人重组骨形态发生蛋白2能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化,特别是其分化。②碱性成纤维生长因子能刺激兔骨髓间充质干细胞的增殖,与对照组相比,细胞增值率提高近100%;虽然对兔骨髓间充质干细胞分化无明显影响,但其能促进人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞分化。结论:碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2是兔骨髓间充质干细胞有效的分化因子,两者在体外都能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化。碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2能协同作用加速骨诱导及骨形成,可以用作分化骨组织工程中的种子细胞。     

以钙磷骨水泥为载体重组人血管内皮细胞生长因子与重组人骨形态发生蛋白-2复合体对异体脱蛋白骨修复骨关节缺损的促进效应

背景：脱蛋白骨具有与宿主骨相似的生物组织,有利于骨细胞附着的三维支架,有助于新生毛细血管的长入和间质细胞的迁入,钙磷骨水泥是一种新型的可降解的、非陶瓷型骨水泥,其理化特性具有可塑性,反应不产热且具有一定的力学强度和孔隙率。目的：观察钙磷骨水泥复合重组人血管内皮细胞生长因子（rhVEGF）与重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）异体对脱蛋白骨关节移植修复骨关节缺损的促进作用。设计：随机对照观察。单位：重庆医科大学附属第一医院骨科。材料：选用36只成年杂交犬,雌雄不限,体质量（10±0.5）kg,实验动物由重庆医科大学动物中心提供。rhVEGF由北京博奥森生物技术有限公司提供。rhBMP-2由广州市达晖生物技术有限公司提供。钙磷骨水泥由上海瑞邦生物科技有限公司提供。方法：实验于2006-03/09在重庆医科大学临床学院骨科实验室（市级）完成,取36只实验犬,随机数字表法将杂交犬分成3组,每组12只。A组：钙磷骨水泥/rhVEGF/rhBMP-2/脱蛋白骨关节移植组;B组：rhVEGF/rhBMP-2/脱蛋白骨关节移植组;C组：单纯脱蛋白骨关节移植组。麻醉实验犬,距关节面30mm处用线锯切断股骨,用交叉克氏针和钢丝将各组相应移植物固定于股骨断端,逐层缝合切口。以上4项检查均在术后4,8,12,16周进行。术后4,8,12,16周进行移植物X射线、组织形成学、股动脉新生血管分布及膝关节血流量检测,并对术后16周各组实验犬骨关节变曲应力进行分析。主要观察指标：①移植物X射线、组织形态学、股动脉新生血管分布及膝关节血流量检测结果。②各组实验犬骨关节弯曲应力分析结果。结果：纳入实验犬42只均进入结果分析。①术后4～6周,从X射线检查发现A组骨痂形成明显好于B、C组。②苏木精-伊红染色显示A组在各时间点再血管化均优于B、C两组。免疫组织化学图像分析显示术后4、8、12及16周A组血管内皮细胞生长因子和BMP-2的面积积分吸光度值明显高于B、C组,差异有统计学意义（P〈0.01）。③墨汁灌注微血管分析结果显示A组术后各期移植物内新生血管较多,部分趋向成熟,与B、C组比较均有统计学意义（P〈0.01）。④术后4周时各组手术侧膝关节较对侧血流量均增高,但A组显著增高,8周时进一步增高,12周时达到顶峰,16周时略有下降,但仍较B、C组高,差异有显著性意义（P〈0.01）。⑤A组三点抗弯曲应力,强于B、C组（P〈0.01）。结论：重组脱蛋白骨关节材料具有较强的再血管化和成骨能力,可早期与受体达到骨愈合修复骨关节缺损并最终成为自身组织。