碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损

背景：纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物具有良好的力学性能和生物相容性,可用于骨损伤的修复,是一种有应用前景的骨替代品。碱性成纤维细胞生长因子可促进组织修复, 目的：观察碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔骨缺损的效果。 方法：构建桡骨缺损兔模型,按植入材料的不同共分为3组,实验组植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物+碱性成纤维细胞生长因子,对照植入组纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物,空白组无任何材料植入。 结果与结论：干预12周时,X射线片检查显示,实验组骨植入区新骨发生骨性融合,髓腔再通骨缺损已基本消失;苏木精-伊红染色结果显示,实验组出现成熟的板层骨、成熟的哈弗氏系统以及破骨细胞增生引起的骨质吸收区;以上结果均为实验组的修复效果优于对照组。证实,碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物可促进骨缺损修复,效果优于单独应用纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物。     

负载木通皂苷D的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架修复骨缺损

背景:木通皂苷D具有促进成骨细胞的增殖与分化、提高成骨细胞活性与数量、促进基质钙化与骨痂生长等诸多作用,主要被用于治疗骨质疏松与促进骨折愈合,将其应用于骨缺损修复的研究较少见。目的:以纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架为载体,将包裹木通皂苷D的缓释微球负载于其中,观察其骨缺损修复作用。方法:采用W/O/W方法制作包裹木通皂苷D的缓释微球,采用冷冻干燥方法制备负载包裹木通皂苷D缓释微球的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(以下简称缓释支架)与单纯的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(以下简称空白支架),检测缓释微球与缓释支架的体外释药能力。将小鼠来源前成骨细胞MC3T3-E1分别接种于两种支架上,以单独培养的细胞为对照,分析细胞的黏附、增殖与分化情况。在24只成年新西兰大白兔双侧桡骨中段制造1.5 cm的骨缺损,分别植入空白支架与缓释支架,术后4,12周时进行大体观察、Micro-CT扫描影像学检查及组织学观察。结果与结论:(1)包裹木通皂苷D的缓释微球与缓释支架均具有缓释作用,其中缓释支架的药物释放速率更加平稳、持久;(2)CCK-8实验显示,缓释支架上的细胞增殖速率快于空白支架、对照组(P <0.05...     

续断皂苷Ⅵ诱导的脂肪间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架治疗大鼠桡骨骨缺损

目的:探讨续断皂苷Ⅵ诱导的大鼠脂肪间充质干细胞(ADMSCs)联合纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)人工骨材料修复大鼠桡骨骨缺损的效果。方法:应用细胞表面抗原鉴定ADMSCs。取传至第3代的ADMSCs,培养基中加入续断皂苷Ⅵ诱导15 d。诱导后的ADMSCs和n-HA/CS复合培养获得的植骨材料修复大鼠桡骨骨缺损模型,于术后第4、12周骨缺损区行X光拍片并按照改良Gray标准进行结果分析。H-E染色,并按改良Nilsson的组织学评分标准进行成骨效应评估。结果:ADMSCs呈成纤维细胞样贴壁生长,高表达CD44。续断皂苷Ⅵ诱导后的细胞呈三角形、矮方形及多边形。茜素红染色可见散在的红色阳性结节,骨钙素表达阳性,阳性细胞率85.46%±5.22%。骨缺损修复术后4周移植材料已部分被吸收。术后12周实验组部分新生骨皮质恢复连续,开始出现骨髓腔。改良Gray评分显示,在各时间点实验组均高于各对照组,差异有统计学意义。第4周行H-E染色可见植入支架部分被吸收,实验组支架间隙和周围均充满细胞。第12周实验组出现类似骨单位样结构,骨基质中为淡粉色。改良Nilsson评分显示实验组在术后的4周和12周均高于各个对照组,有统计学意义。结论:续断皂苷Ⅵ能够诱导大鼠ADMSCs分化为成骨细胞,复合n-HA/CS支架能很好修复骨缺损。     

多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架材料复合成骨细胞的异位成骨

目的评价多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖﹙nHA/CS﹚支架与成骨细胞复合植入大鼠股部肌袋模型内的异位成骨能力。方法采用共沉淀和粒子沥滤法制备多孔nHA/CS。分离培养培养SD大鼠成骨细胞,并将其与多孔nHA/CS共同培养来构建组织工程骨。将所构建的组织工程骨和空白nHA/CS支架材料分别植入SD大鼠股部肌袋模型内。分别在植入2、4、6、8周后,将植入的支架材料取出行苏木精-伊红染色观察新骨形成情况,并应用JEDA-801D形态学图象分析系统来计算新骨生成率。用SPSS13.0软件包对测定结果进行单因素方差分析。结果在各观察时间段内成骨细胞复合多孔nHA/CS组新骨生成量均多于nHA/CS。结论多孔nHA/CS复合成骨细胞支架材料具有异位成骨能力。     

大鼠成骨细胞与壳聚糖/羟基磷灰石复合支架降解产物的生物相容性

背景：人们对壳聚糖/羟基磷灰石复合多孔生物支架在体内的降解过程并非十分清楚,而且有关其降解产物对成骨细胞的影响研究也较少。 目的：分析大鼠成骨细胞与壳聚糖/羟基磷灰石复合多孔生物支架降解产物的生物相容性。 方法：将培养的第2代大鼠成骨细胞分别在壳聚糖/羟基磷灰石复合支架降解产物浸提液和含体积分数10%胎牛血清的DMEM培养液中培养,培养第2,4,6,8,10天分别对两组细胞做MTT细胞计数,采用联合会推荐法测定细胞碱性磷酸酶活性,采用BCA蛋白定量法测定总蛋白。 结果与结论：在壳聚糖/羟基磷灰石复合多孔生物支架降解产物浸提液中培养的大鼠成骨细胞增殖速度、细胞碱性磷酸酶活性、细胞总蛋白合成及碱性磷酸酶与总蛋白的比值明显高于在体积分数为10%胎牛血清DMEM培养液中培养的细胞(P < 0.05)。表明壳聚糖/羟基磷灰石复合多孔生物支架的降解产物不仅可促进大鼠成骨细胞的黏附、生长和增殖,还可增强其骨化功能,具有较好的生物相容性。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：     

骨髓间充质干细胞在淫羊藿苷/羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸共聚物支架上的成骨

文题释义：纳米结构：是尺寸介于分子和微米尺度间的物体结构。当纳米羟基磷灰石与高分子材料物理混合后,羟基磷灰石会发生自聚,从而在材料表面产生纳米结构。这种纳米结构有利于细胞(如骨髓充间质干细胞)的黏附,是骨修复材料表面细胞增殖和后期成骨分化的基础。成骨分化：当干细胞接受诱导时可以向成骨细胞转变。淫羊藿苷高分子复合支架与间充质干细胞共培养一段时间后,其骨分化标志物碱性磷酸酶和骨钙素的活性增高,同时成骨相关基因和蛋白(Runx-2、COLⅠ)表达水平上升,即细胞在淫羊藿苷诱导下发生了成骨分化。  摘要背景：近年来,骨组织工程技术为临床治疗骨缺损提供了全新的思路和模式。该研究首次将传统中药与组织工程支架的纳米结构结合,以期探索并构建一种可用于骨缺损治疗的新型骨组织替代材料。目的：研究淫羊藿苷(icariin,ICA)/羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)复合支架的成骨活性。方法：将HA与PLGA通过物理共混的方式制成HA/PLGA复合支架,然后将其浸泡于不同浓度的ICA溶液中,从而得到ICA/HA/PLGA支架。利用兔骨髓间充质干细胞分别对复合支架的细胞黏附、增殖、成骨作用和细胞毒性进行评价。细胞黏附、细胞增殖和细胞毒性采用MTT法进行检测,碱性磷酸酶活性和骨钙素活性采用ELISA法进行检测,成骨相关基因和蛋白表达水平分别用荧光定量PCR和Western blot法进行检测。结果与结论：①PLGA中加入适量HA可以提高支架的力学强度,且在HA含量为10%时效果最佳,拉伸强度为(1.67±0.37) MPa;压缩模量为(4.17±1.62) MPa,且会在支架表面形成纳米结构;该微结构可以促进骨髓间充质干细胞在支架表面的黏附;②ICA不会影响骨髓间充质干细胞在复合支架上的增殖,且1.00 µmol/L ICA水溶液浸泡后的ICA/HA/PLGA复合支架具有最优的成骨分化功能,其碱性磷酸酶活性、骨钙素活性、成骨相关基因和蛋白(Runx-2和COLⅠ)的表达水平均最高;③ICA/HA/PLGA复合支架无细胞毒性;④结果表明,HA(10%)/ICA(1.00 µmol/L)/PLGA支架具有良好的机械性能、成骨作用和生物相容性,是一种具有良好应用潜力的骨组织工程支架。ORCID: 0000-0002-9770-9109(王德欣) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

纳米"羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖"材料复合骨髓间充质干细胞修复小鼠胫骨缺损

目的 应用纳米级材料“羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖”复合骨髓间充质干细胞（BMSCs）修复小鼠胫骨5mm的缺损,探讨其对长骨缺
损的修复效果。方法 原代分离培养小鼠BMSCs,进行干细胞相关生物学特性检测。制备纳米级材料羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖的新型复合材
料,扫描电子显微镜下观察材料结构,检测支架材料的孔隙率、降解率。制备小鼠胫骨5mm离断性缺损模型30只,分3组进行骨修复,每组10只：
A组（纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖材料复合BMSCs）;B组（单纯纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖材料）;C组（单一纳米级羟基磷灰石
复合BMSCs）。于8周时各组动物麻醉并取材,HE染色观察缺损区成骨情况,X线检测骨修复情况。结果 原代分离的BMSCs具有成纤维细胞形态,
表达间充质干细胞的表面标记,符合干细胞的生物学特性。制备的纳米级羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖支架具有丰富的孔隙,支架内部孔隙间
有广泛的交通,孔隙大小均匀,直径为100~200μm,孔隙率72.3%～92.7%之间,平均为82.5%左右,支架降解率为(60.3±5.4)%。修复8周后,
A组可见支架材料大部分降解,无炎性反应,并见大量成熟板层骨样结构。 X线评分显示A组在缺损区可见新生骨痂且新骨密度增高,形成骨桥
并与两端桥接,而B、C组效果不理想,与A组相比差异明显 (P＜0.01)。 结论 纳米级材料“羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖”复合BMSCs对于小
鼠胫骨骨缺损修复效果良好。     

壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架的生物相容性研究

制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石(CS/nHA)分层复合支架,对其进行细胞毒性评价.分离培养大鼠软骨细胞接种于支架,相差显微镜和扫描电镜观察细胞的黏附及生长情况.动物皮下埋植试验观察其组织相容性.实验结果证实壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架具有良好的生物相容性,有望成为较好的骨软骨组织工程支架.     

可注射性纳米羟基磷灰石、壳聚糖复合材料修复骨缺损的实验研究

目的：观察可注射性羟基磷灰石/壳聚糖复合材料对兔桡骨骨缺损修复效果。方法：18只新西兰白兔双侧桡骨中段建立长度为10mm节段性缺损,将可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料植入一侧骨缺损作为实验组,另一侧植入单纯羟基磷灰石材料作为对照组,于第4、8、12周末,分别行大体、X线检查、组织学、电镜检测,观察该材料对骨缺损的修复效果。结果：①大体观察、X线检查提示：实验组骨痂生长良好,骨缺损完全修复,对照组骨缺损部分修复,部分骨皮质不连续。②组织形态学: 术后12周,实验组新生骨皮质连接完整,髓腔完全再通;对照组少量新生骨形成,部分纤维组织填充③电镜检查:12周实验组材料基本降解,被新生骨组织替代。结论：可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料骨缺损修复能力较单纯羟基磷灰石好,具有确实的骨缺损修复能力。     

大鼠脂肪干细胞在纳米羟基磷灰石-壳聚糖-果胶/壳聚糖-明胶支架的成骨向分化研究

目的 探索纳米羟基磷灰石-壳聚糖-果胶/壳聚糖-明胶（nHCP/CG）支架对大鼠脂肪干细胞（r ADSC）定向成骨分化的影响，为其临床应用提供理论支持。方法 选择SD成年大鼠5只，体质量60～80 g，雌雄不限。从SD成年大鼠两侧腹股沟脂肪组织原代分离、培养并鉴定r ADSC，然后将其接种在nHCP/CG支架材料上，并以壳聚糖-明胶（CG）支架为对照。通过四甲基偶氮唑盐（MTT）法、Live/Dead及苏木精-伊红（HE）染色法评价支架的细胞相容性；在添加和不添加成骨诱导剂培养条件下，以碱性磷酸酶（ALP）活性及多种免疫组织化学染色测定r ADSC在nHCP/CG支架中的成骨分化行为。结果 r ADSC具有间充质干细胞的特性，其在nHCP/CG复合支架材料上活性较好。nHCP/CG支架较CG支架更利于r ADSC的黏附和增殖；r ADSC在nHCP/CG支架中培养1 d、3 d、7 d时细胞数量明显高于CG支架中的细胞数量（0.432±0.028 vs 0.174±0.004、0.532±0.017 vs 0.291±0.023、0.595±0.014 vs 0.754±0.038）且...     

羟基磷灰石/壳聚糖生物复合材料的制备研究进展

羟基磷灰石/壳聚糖复合材料因其生物相容性和合适的力学性能逐渐成为骨替代材料研究的热点。本文综述了羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的研究现状,探讨了其特点、制备和性能。并在此基础上提出了此类材料今后的发展方向：三相复合材料和电、磁学性能的研究。     

纳米微球负载抗生素/羟基磷灰石复合支架的缓释性能及治疗感染性骨缺损的研究

目的 评价新型纳米微球负载抗生素/羟基磷灰石复合支架材料的体外缓释性能及治疗感染性骨缺损的疗效。方法 运用HPLC法检测不同时间点药物的体外释放量。建立兔胫骨感染性骨缺损动物模型24只,共分为4组：a组动物仅单纯清创;b组植入1 mg Lev/PMMA;c组植入n-HA/PU;d组植入1 mg Lev/n-HA/PU。在植入材料术后6周、12周观察放射学、组织病理学,Micro CT评价新骨生成。评价新型复合材料控制感染、诱导成骨能力、治疗感染性骨缺损的效果。结果 1 mg Lev/n-HA/PU组比1 mg Lev/PMMA组释放的抗生素更多（P<0.05）,缓释性能表现更好。单纯清创组X线表现出局部骨破坏、死骨形成。1 mg Lev/n-HA/PU组无明显骨破坏。Micro CT发现1 mg Lev/n-HA/PU组材料周围新生骨小梁数量与其余三组比较,差异有统计学意义（P<0.05）,结论 新型载抗生素复合支架材料具有良好的缓释性能、抗感染能力、骨诱导能力,可有效治疗胫骨感染性骨缺损。     

Three dimensional melt-deposition of polycaprolactone/bio-derived hydroxyapatite composite into scaffold for bone repair

In this study, three dimensional (3D) polycaprolactone/bio-derived hydroxyapatite (PCL/BHA) composite scaffolds were fabricated by using a melt-deposition system (MDS) for the applications in bone repair. PCL/BHA composites with BHA contents of 0, 10, 20, and 40% were successfully processed into 3D scaffolds by using MDS, while it was failed to fabricate PCL/BHA scaffold with BHA content of 60%. The scaffolds produced were demonstrated to possess the same structures as the predefined with highly uniform and completely interconnected pores. The compressive modulus and strength of the PCL/BHA scaffold increased from 27 to 56?MPa and from 1.9 to 4.5?MPa, respectively, as BHA content increased from 0 to 40%. The wettability of PCL/BHA composite scaffold was also improved with the increase of BHA content. Moreover, the PCL/BHA scaffolds fabricated by MDS showed satisfactory biocompatibility and were capable of being integrated with the surrounding host bone. This study shows the feasibility of fabricating 3D PCL/BHA composite scaffolds with favorable pore structures, mechanical properties, wettability and biocompatibility by using MDS and supports further research of developing novel PCL/BHA composite scaffolds with MDS for the applications in bone repair.     

聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯膜与聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯-溶胶-凝胶生物活性玻璃复合材料修复骨缺损的研究

目的 探讨聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯(PHBV)膜与PHBV-溶胶-凝胶生物活性玻璃(PHBV-SGBG)多孔复合材料促进骨再生的能力.方法 制备犬胫骨骨缺损模型,实验分4组:PHBV膜+PHBV-SGBG组;PHBV膜组;PHBV-SGBG组;空白对照组.术后2、4、8、12周取材,扫描电镜下观察各组骨缺损区的骨生长情况,并进行新骨的Ca、P元素微区定量测定.结果 所有植入材料组(PHBV膜+PHBV-SGBG组、PHBV膜组、PHBV-SGBG组)均可不同程度地促进新骨的形成.术后12周,PHBV膜+PHBV-SGBG组骨缺损区的修复重建基本完成,新生骨的Ca/P比值(1.625±0.037)与周围正常骨的Ca/P比值(1.625±0.063)差异无统计学意义(P＞0.05);空白对照组的新生骨质疏松有洞,显示有较高的有机组织能谱;PHBV-SGBG组的骨修复略优于PHBV膜组,但两组间的差异无统计学意义(P＞0.05).结论 PHBV膜具有引导骨再生的能力,PHBV-SGBG复合材料具有很好的骨传导性和骨形成能力,联合应用PHBV膜和PHBV-SGBG复合材料具有促进骨缺损修复的协同作用.     

新型人工骨修复材料在骨缺损修复中的临床研究

目的 探讨新型人工骨修复材料和羟基磷灰石生物陶瓷在骨缺损修复中的临床效果,并评估新型人工骨修复材料的有效性和安全性.方法 选取2019年12月至2021年4月中国人民解放军联勤保障部队第九二○医院收治的50例骨缺损并接受骨缺损重建修复术患者,采用随机单盲法,分为新型人工骨修复材料组(实验组)和羟基磷灰石生物陶瓷组(对照...     

Bone regeneration and infiltration of an anisotropic composite scaffold: an experimental study of rabbit cranial defect repair

Tissue formation on scaffold outer edges after implantation may restrict cell infiltration and mass transfer to/from the scaffold center due to insufficient interconnectivity, leading to incidence of a necrotic core. Herein, a nano-hydroxyapatite/polyamide66 (n-HA/PA66) anisotropic scaffold with axially aligned channels was prepared with the aim to enhance pore interconnectivity. Bone tissue regeneration and infiltration inside of scaffold were assessed by rabbit cranial defect repair experiments. The amount of newly formed bone inside of anisotropic scaffold was much higher than isotropic scaffold, e.g., after 12 weeks, the new bone volume in the inner pores was greater in the anisotropic scaffolds (>50%) than the isotropic scaffolds (<30%). The results suggested that anisotropic scaffolds could accelerate the inducement of bone ingrowth into the inner pores in the non-load-bearing bone defects compared to isotropic scaffolds. Thus, anisotropic scaffolds hold promise for the application in bone tissue engineering.     

纳米羟基磷灰石复合材料研究进展

综述了近年来纳米羟基磷灰石复合材料研究进展,并对各种方法进行了简单比较。     

液相吸附法制备羟基磷灰石/聚乳酸复合生物材料

采用液相吸附法制备了羟基磷灰石/聚乳酸复合材料.液相吸附法工艺简便,不引入有机杂质,尽可能的减少了聚乳酸在高温下的热处理,避免了分子量的明显下降,并适合工业化生产.羟基磷灰石在复合材料中的分散均匀,与基体的界面结合良好.制备的复合材料有着较高的力学性能和合适的降解性能.     

Novel hydroxyapatite/chitosan bilayered scaffold for osteochondral tissue-engineering applications: Scaffold design and its performance when seeded with goat bone marrow stromal cells

Recent studies suggest that bone marrow stromal cells are a potential source of osteoblasts and chondrocytes and can be used to regenerate damaged tissues using a tissue-engineering (TE) approach. However, these strategies require the use of an appropriate scaffold architecture that can support the formation de novo of either bone and cartilage tissue, or both, as in the case of osteochondral defects. The later has been attracting a great deal of attention since it is considered a difficult goal to achieve. This work consisted on developing novel hydroxyapatite/chitosan (HA/CS) bilayered scaffold by combining a sintering and a freeze-drying technique, and aims to show the potential of such type of scaffolds for being used in TE of osteochondral defects. The developed HA/CS bilayered scaffolds were characterized by Fourier transform infra-red spectroscopy, X-ray diffraction analysis, micro-computed tomography, and scanning electron microscopy (SEM). Additionally, the mechanical properties of HA/CS bilayered scaffolds were assessed under compression. In vitro tests were also carried out, in order to study the water-uptake and weight loss profile of the HA/CS bilayered scaffolds. This was done by means of soaking the scaffolds into a phosphate buffered saline for 1 up to 30 days. The intrinsic cytotoxicity of the HA scaffolds and HA/CS bilayered scaffolds extract fluids was investigated by carrying out a cellular viability assay (MTS test) using Mouse fibroblastic-like cells. Results have shown that materials do not exert any cytotoxic effect. Complementarily, in vitro (phase I) cell culture studies were carried out to evaluate the capacity of HA and CS layers to separately, support the growth and differentiation of goat marrow stromal cells (GBMCs) into osteoblasts and chondrocytes, respectively. Cell adhesion and morphology were analysed by SEM while the cell viability and proliferation were assessed by MTS test and DNA quantification. The chondrogenic differentiation of GBMCs was evaluated measuring the glucosaminoglycans synthesis. Data showed that GBMCs were able to adhere, proliferate and osteogenic differentiation was evaluated by alkaline phosphatase activity and immunocytochemistry assays after 14 days in osteogenic medium and into chondrocytes after 21 days in culture with chondrogenic medium. The obtained results concerning the physicochemical and biological properties of the developed HA/CS bilayered scaffolds, show that these constructs exhibit great potential for their use in TE strategies leading to the formation of adequate tissue substitutes for the regeneration of osteochondral defects.