负载 rhBMP-2钙磷硅基活性骨修复材料的3D 打印构建及生物学性能研究

目的构建一种新型钙磷硅基活性骨修复材料,研究材料成分、孔道结构和是否负载生长因子对支架力学性能、细胞黏附性能和骨组织形成过程的影响。方法以磷酸钙骨水泥（C PC ）、介孔硅酸钙（MCS）为原料,采用3D打印技术构建不同孔道结构的MCS／CPC复合支架,在扫描电子显微镜下观察支架内部孔道结构,通过万能力学试验机测试各组支架的最大抗压力学性能,用四甲基偶氮唑盐法测试各组支架的细胞黏附性能。建立大鼠颅骨原位缺损修复模型,在支架上负载重组人骨形态发生蛋白（rhBMP）‐2制备得到钙磷硅基活性多孔支架（MCS／CPC／rhBMP‐2）,考察CPC、MCS／CPC和MCS／CPC／rhBMP‐2支架的组织相容性与成骨性能。结果采用3D打印技术能够实现对钙磷硅基骨修复支架内部孔道结构的可控制备。垂直孔设计大小为350μm 的MCS／CPC支架具有适宜的孔隙率和抗压力学强度（分别为56．6％和9．8 M Pa）;细胞相容性良好,有利于细胞黏附。负载rhBM P‐2可显著加快新生骨组织形成,植入MCS／CPC／rhBMP‐2复合支架初期纤维组织即可在连通孔道中自由生长,在植入12周后,MCS／CPC／rhBMP‐2支架新生骨面积明显高于CPC和MCS／CPC支架,且新生骨组织形成过程与颅骨膜内成骨过程相似,具有一定的仿生效应。结论采用3D打印法制备的 M CS／CPC／rhBM P‐2支架材料具有规则的连通孔道,力学性能良好,促进成骨效果优异,是理想的新型骨缺损修复材料。     

丝素蛋白增强型磷酸钙复合rhBMP-2用于绵羊腰椎椎体间融合的实验研究

目的 评价可注射丝素蛋白增强型磷酸钙(silk fibroin/calcium phosphate cement,SF/CPC)复合人重组骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)应用于绵羊腰椎椎体间融合的效果.方法 24只绵羊均建立L1.2、L3.4和L5.6前路椎体间融合模型.每只绵羊的3个腰椎间隙随机植入SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2和自体髂骨中的3种.分别于术后6个月和12个月各处死12只绵羊.每个时段均获得36个腰椎手术节段,每种材料9个节段.通过大体观察、手触检测、CT扫描、非破坏性生物力学测试和组织学观察分析脊柱融合状况.结果 术后6个月时,手触检测SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2以及髂骨的融合率分别为0、33.33%(3/9)、55.56%(5/9)和77.78%(7/9);12个月时为11.11%(1/9)、44.44%(4/9)、77.78%(7/9)和77.78%(7/9).生物力学显示6个月时,前屈、后伸、左屈和右屈的融合刚度:髂骨＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;12个月时SF/CPC/rhBMP-2刚度与髂骨相近,SF/CPC最小.组织学定量表明:6个月时,髂骨新生骨量＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;而钙磷残留量依次增多;12个月时,SF/CPC/rhBMP-2新生骨量与髂骨相近;SF/CPC最少;钙磷残留量依次增多.结论 SF/CPC/rhBMP-2人工骨具有骨传导和骨诱导性,降解与成骨能力匹配,是一种理想的脊柱融合材料.     

丝素蛋白增强型磷酸钙复合rhBMP-2用于绵羊腰椎椎体间融合的实验研究

目的 评价可注射丝素蛋白增强型磷酸钙(silk fibroin/calcium phosphate cement,SF/CPC)复合人重组骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)应用于绵羊腰椎椎体间融合的效果.方法 24只绵羊均建立L1.2、L3.4和L5.6前路椎体间融合模型.每只绵羊的3个腰椎间隙随机植入SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2和自体髂骨中的3种.分别于术后6个月和12个月各处死12只绵羊.每个时段均获得36个腰椎手术节段,每种材料9个节段.通过大体观察、手触检测、CT扫描、非破坏性生物力学测试和组织学观察分析脊柱融合状况.结果 术后6个月时,手触检测SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2以及髂骨的融合率分别为0、33.33%(3/9)、55.56%(5/9)和77.78%(7/9);12个月时为11.11%(1/9)、44.44%(4/9)、77.78%(7/9)和77.78%(7/9).生物力学显示6个月时,前屈、后伸、左屈和右屈的融合刚度:髂骨＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;12个月时SF/CPC/rhBMP-2刚度与髂骨相近,SF/CPC最小.组织学定量表明:6个月时,髂骨新生骨量＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;而钙磷残留量依次增多;12个月时,SF/CPC/rhBMP-2新生骨量与髂骨相近;SF/CPC最少;钙磷残留量依次增多.结论 SF/CPC/rhBMP-2人工骨具有骨传导和骨诱导性,降解与成骨能力匹配,是一种理想的脊柱融合材料.     

丝素蛋白增强型磷酸钙复合rhBMP-2用于绵羊腰椎椎体间融合的实验研究

目的 评价可注射丝素蛋白增强型磷酸钙(silk fibroin/calcium phosphate cement,SF/CPC)复合人重组骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)应用于绵羊腰椎椎体间融合的效果.方法 24只绵羊均建立L1.2、L3.4和L5.6前路椎体间融合模型.每只绵羊的3个腰椎间隙随机植入SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2和自体髂骨中的3种.分别于术后6个月和12个月各处死12只绵羊.每个时段均获得36个腰椎手术节段,每种材料9个节段.通过大体观察、手触检测、CT扫描、非破坏性生物力学测试和组织学观察分析脊柱融合状况.结果 术后6个月时,手触检测SF/CPC、CPC/rhBMP-2、SF/CPC/rhBMP-2以及髂骨的融合率分别为0、33.33%(3/9)、55.56%(5/9)和77.78%(7/9);12个月时为11.11%(1/9)、44.44%(4/9)、77.78%(7/9)和77.78%(7/9).生物力学显示6个月时,前屈、后伸、左屈和右屈的融合刚度:髂骨＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;12个月时SF/CPC/rhBMP-2刚度与髂骨相近,SF/CPC最小.组织学定量表明:6个月时,髂骨新生骨量＞SF/CPC/rhBMP-2＞CPC/rhBMP-2＞SF/CPC;而钙磷残留量依次增多;12个月时,SF/CPC/rhBMP-2新生骨量与髂骨相近;SF/CPC最少;钙磷残留量依次增多.结论 SF/CPC/rhBMP-2人工骨具有骨传导和骨诱导性,降解与成骨能力匹配,是一种理想的脊柱融合材料.     

壳聚糖/胡须/磷酸钙骨水泥复合生物材料的力学性能及对诱导多能干细胞成骨潜能的影响

目的观察新型强化型磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)生物支架材料的力学性能以及对诱导多能干细胞(induced potential stem cells,i PS)生物活性及成骨潜能的影响。方法根据制备的支架材料不同,将实验分为4组,A组为单纯CPC支架组,B组为CPC∶10%wt壳聚糖为2∶1比例混合支架组,C组为CPC∶10%wt壳聚糖∶胡须为2∶1∶1比例混合支架组,D组为CPC∶10%wt壳聚糖∶胡须为2∶1∶2比例混合支架组。检测各组支架材料力学性能(抗弯强度、断裂功、硬度及弹性模量)。与第5代i PS-MSCs复合培养1、3、7、14 d采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测各组吸光度(A)值;1、7、14 d行ALP活性检测、Live/Dead荧光染色及定量检测、RT-PCR检测成骨基因ALP、Runx2、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白(osteocalcin,OC)及BMP-2表达;1、7、14、21 d行茜素红染色观察。取3月龄雄性SD大鼠24只,建立8 mm颅骨骨缺损模型,随机分为4组(n=6),分别植入对应的4组支架材料,术后8周取材行HE染色观察骨缺损修复情况,并检测新生骨体积百分比和新生血管密度。结果 B、C、D组抗弯强度、断裂功、弹性模量及硬度均显著高于A组,C、D组高于B组,D组高于C组,差异均有统计学意义(P0.05)。CCK-8法检测示随培养时间增加,细胞活性逐渐增加,3、7、14 d时B、C、D组A值均显著高于A组,C、D组高于B组(P0.05),C、D组间比较差异无统计学意义(P0.05)。Live/Dead荧光染色示,7、14 d时B、C、D组活细胞比例均显著高于A组(P0.05),7 d时C、D组显著高于B组(P0.05);RT-PCR检测示,7、14 d时B、C、D组各基因相对表达量均显著高于A组,C、D组显著高于B组(P0.05),C、D组间比较差异无统计学意义(P0.05);茜素红染色示随培养时间延长,各组支架材料表面的红色钙盐沉积均逐渐加深变厚,14、21 d时B、C、D组A值均显著高于A组,C、D组高于B组(P0.05),C、D组间差异无统计学意义(P0.05)。动物体内修复实验显示,各组新生骨主要填充于支架材料间隙中,成骨细胞和新生血管被基质中的新生骨组织包围,成骨细胞排列在新生骨边界上,B、C、D组新生骨显著多于A组,C、D组显著多于B组。B、C、D组新生骨体积百分比和新生血管密度均显著高于A组,C、D组高于B组,差异有统计学意义(P0.05);C、D组间差异无统计学意义(P0.05)。结论复合壳聚糖、胡须和CPC制备的新型强化型复合生物支架材料的机械性能明显优于单纯CPC支架材料,可满足皮质骨及松质骨的机械性能要求。i PS-MSCs在新型强化型复合生物支架材料上黏附、增殖,骨组织修复效果良好,可满足骨植入材料的生物活性及成骨活性要求。     

人脐血间充质干细胞修复颅骨缺损的实验研究

目的 应用人脐血间充质干细胞(umbilical cord blood derived mesenchymal stem cells,UCB-MSCs)复合脱钙骨材料构建组织工程化骨,修复裸大鼠颅骨标准缺损.方法 体外扩增培养、成骨诱导人UCB-MSCs,采用Alizarin Red染色和钙离子半定量的方法测定细胞成骨分化能力.将第2代细胞接种在脱钙骨支架材料上继续诱导培养,扫描电镜检测细胞在材料上的生长状况.制备裸大鼠双侧颅骨全层标准缺损(直径5 mm),一侧以细胞材料复合物修复作为实验侧(n=8);另一侧以单纯脱钙骨材料修复作为对照侧(n=8).术后6、12周取材,分别通过大体形态观察、显微CT(Micro-CT)、组织学方法检测颅骨缺损的修复效果.结果 UCB-MSCs体外能够诱导分化为成骨细胞,且在脱钙骨支架材料上生长良好.Micro-CT检测显示术后6周实验侧有部分新生骨组织形成,12周时骨缺损修复率达(78.19±6.45)%,脱钙骨材料降解完全;对照侧6周时无明显新骨生成,12周时材料完全降解,骨缺损未修复.组织学检测显示12周时实验侧有较多成熟骨生成,为骨性愈合;对照侧骨缺损为纤维愈合.结论 成骨诱导的人UCB.MSCs复合脱钙骨材料构建的组织工程化骨可修复裸大鼠颅骨全层标准缺损,有望成为新的组织工程骨种子细胞来源.     

多孔载因子CPC促进骨缺损愈合的实验研究

[目的]探讨磷酸钙骨水泥复合rhBMP-2/明胶微球复合材料在治疗骨缺损时的降解、成骨性能。[方法]制备携载rhBMP-2的明胶微球(GMs),与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备出rhBMP-2/GMs/CPC复合人工骨。取30只新西兰大白兔,在前臂桡骨中段制造人工骨缺损,随机分成3组,分别植入rhBMP-2/GMs/CPC/复合物(A组)、GMs/CPC(B组)、rhBMP-2/CPC(C组),术后6、12周分别进行X线检测、骨密度测定,术后12周处死动物,分别行生物力学测定,脱钙切片、HE染色,不脱钙切片进行荧光显微镜下观察双标间距,计算平均矿化率。[结果]与GMs/CPC、rhBMP-2/CPC组比较,复合材料植入后不同时间点的材料降解及成骨均高于对照组。12周A组标本生物力学实验测定结果表明指标接近正常,与B、C组比较有统计学差异。骨密度12周、新骨矿化率提示有统计学差异。[结论]rhBMP-2/GMs/CPC微球系统复合材料在体内易降解,具有良好成骨活性,是良好的骨修复材料。     

骨髓间质干细胞复合多孔磷酸钙陶瓷修复兔颅骨缺损的研究

目的探讨以骨髓间质干细胞(MSCs)作为种子细胞、β-磷酸三钙(β-TCP)多孔生物陶瓷作为支架材料构建组织工程化人工骨，修复兔实验性颅骨标准缺损的可行性。方法选择5月龄新西兰大白兔34只，制作颅骨标准缺损后分成3组。A组(n=20)：分离培养兔同胎异体MSCs。体外扩增后接种到预制的β-TCP多孔生物陶瓷材料上，细胞-材料复合体经体外孵育后，无菌条件下植入颅骨缺损；B组(n=10)：采用单纯β-TCP材料修复兔颅骨缺损；C组(n=4)：兔实验性颅骨标准缺损区未做骨修复。术后6周和12周分别处死动物、取材，进行缺损区大体、组织学、组织化学和免疫组织化学分析。结果颅骨缺损处A组术后6周表面肉眼可见骨样组织形成，组织学提示材料部分降解，未降解吸收的材料孔洞内广泛分布着新生骨组织，成骨细胞外基质丰富，I型胶原染色阳性；术后12周，支架材料几乎完全降解，缺损区被新生骨组织所取代。B组术后6周，可见从缺损区边缘有新生骨组织向支架材料内长入，支架材料部分吸收；术后12周，可见从缺损区边缘长入到支架材料内的新生骨组织逐渐增多，但材料的中心部位未发现新生骨形成。C组术后12周，仅见少量骨组织从缺损区边缘向缺损区内长入，缺损中央大部分区域未得到修复。结论体外培养扩增的兔MSCs在不添加外源性生长因子的情况下，与pTCP复合植入后可以在体内诱导、分化为成骨细胞，并能够对标准的颅骨缺损进行有效的修复，可进一步推广应用。     

不同充填材料应用于山羊经皮椎体成形术的组织学研究

目的:研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、磷酸钙人工骨(CPC)和复合重组人骨形态发生蛋白-2的磷酸钙人工骨(rhBMP-2/CPC)在山羊骨质疏松症模型上行经皮椎体成形术(PVP)后的组织学表现。方法:6～8岁雌性山羊8只,均行双侧卵巢切除术,术后4个月建立骨质疏松症模型。在C形臂X线机监视下,随机选取8只山羊的L2-L6的两节椎体行PVP,分别充填PMMA、CPC和rhBMP-2/CPC,保证每只山羊的两节穿刺椎体的充填材料各不相同,术后4个月处死所有动物,取出椎体,组织学观察。结果:8只山羊16个椎体的PVP均成功,共出现4个椎体的渗漏。肉眼观察:PMMA与松质骨界限清晰,一个椎体取材时交界面出现破碎和脱落现象;而CPC和rhBMP-2/CPC与椎体内松质骨界限不清,互相融合生长。HE染色光镜观察:PMMA与骨小梁松散结合,界限明显,未见PMMA吸收和新生骨形成;CPC均匀分布于骨小梁和骨髓组织内,有CPC吸收现象,同时可见有新生软骨样团块形成,并有新生骨组织形成向其中心长入;rhBMP-2/CPC除了CPC的表现外,可见成骨活动活跃。结论:在组织学上,rhBMP-2/CPC和CPC均具有降解活性和骨传导活性,优于PMMA。rhBMP-2/CPC还具有诱导成骨活性,可能成为PVP中强化骨质疏松性椎体的首选充填材料。     

骨形态发生蛋白-2壳聚糖微球复合组织工程支架修复兔股骨髁部骨缺损的实验研究

目的 探讨重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)壳聚糖缓释微球复合聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙(PLGA/TCP)支架修复骨缺损的可行性和有效性.方法 取健康成年新西兰大白兔45只,在40只实验动物股骨髁部制备0.6 cm×1.0 cm骨缺损.实验分4组:A组:缺损组,B组:用PLGA/TCP空白支架修复骨缺损,C组:用等量rhBMP-2复合PLGA/TCP支架修复骨缺损,D组:用rhBMP-2壳聚糖微球复合PLGA/TCP支架修复骨缺损,每组10只动物.另5只动物为正常对照组(E组).应用X线、Micro-CT和组织病理学等方法检测术后4、12 周各实验组骨缺损修复效果.结果 术后4周X线片示:A组无新骨形成.B组有少量新生骨影像形成,C、D组骨缺损部位均有新骨影像形成.术后12周,Micro-CT结果显示:D组骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数目等指标均优于B组和C组,差异均有统计学意义(P<0.05),A组末检测到上述指标.术后4剧,D组可见大量骨组织形成,有部分成熟的骨小梁,PLGA/TCP支架大部分被降解.吸收.术后12周,D组支架和微球完全降解.骨缺损被成熟骨取代;B、C、D组骨长入率分别为5.78%±1.21%、37.26%±6.45%、74.25%±8.91%,3组之间比较差异均有统计学意义(P<0.05).结论 复合rhBMP-2壳聚糖微球的PLGA/TCP支架具有良好的骨缺损修复效果,临床应用前景较好.     

新型可注射可降解磷酸钙骨水泥对成骨作用影响的实验研究

目的比较单纯的、添加锌锶等元素及复合rhBMP-2的新型可注射可降解磷酸钙骨水泥(CPC)植入机体后的降解及成骨作用,检验材料及其改进剂型在临床应用的可能性。方法将24只雄性新西兰白兔随机分为A,B,C三组,分别为9、9和6只,制备双侧胫骨结节骨缺损模型；于骨缺损处分别置入：A组为单纯新型可注射可降解CPC材料,B组为含锌锶等微量元素的该CPC材料,C组为该CPC材料与rhBMP-2的复合物。观察其全身及植入局部反应,术后4、8、16周取材CT扫描、肉眼及光学显微镜观察材料植入后的局部反应情况并对比观察该三种材料的降解及骨生长情况。组织切片摄像后,每组每时间点各取5幅相片用软件进行图文处理,求得术后骨组织切片中骨组织含量百分比。结果CT扫描、肉眼及光学显微镜观察发现单纯的和含锌锶等微量元素的CPC材料可引导新骨形成,但新骨形成少且慢,与材料降解不同步；复合rhBMP-2的CPC材料组新生骨形成多而早,基本与材料降解同步。术后骨组织含量百分比测定,A组为(41．7±16．6)%,B组为(31．2±12．2)%,C组为(71．7±21．0)%,复合BMP的CPC材料组术后骨组织切片中骨组织含量显著高于另外两组(P＜0．01)。结论复合rhBMP-2的可注射可降解CPC材料可较早地诱导新生骨生成,与单纯的及含锌锶等微量元素的可注射可降解CPC材料相比,更适合于临床使用。     

负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损的临床应用

目的 探讨负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损的临床应用,评价其临床使用效果和安全性.方法 2006年6月-2007年9月,采用负载rhBMP-2的CPC(rhBMP-2/CPC组)和单纯CPC(对照组)修复骨缺损112例,骨缺损范围为1 cm×1 cm×1 cm～4 cm×3 cm×3 cm.其中对照组63例,男31例,女32例;年龄17～70岁,平均47.4岁.骨缺损部位:跟骨19例,胫骨平台20例,肱骨近端8例,桡骨远端9例,胸腰椎7例.rhBMP-2/CPC组49例,男31例,女18例;年龄16～68岁,平均45.6岁.骨缺损部位:跟骨11例,胫骨平台16例,肱骨近端7例,桡骨远端2例,胫骨远端2例,胸腰椎11例.术中采用负载rhBMP-2/CPC(2～5 g)或单纯CPC(2～50 g)填充骨缺损.结果 术后108例伤口Ⅰ期愈合;术后2周对照组1例及rhBMP-2/CPC组3例伤口有淡黄色清亮稀薄分泌物渗出,经换药及激素治疗后愈合.所有患者未见毒性反应,无皮疹或高热,肝肾功能、血、尿常规及C反应蛋白均正常.112例均获随访,随访时间12～24个月,平均13.2个月.随访期间未发生骨髓炎,无再骨折,无明显骨缺损修复后再塌陷,无钢板及螺钉松动、断裂等并发症,脊柱手术的椎体前缘无高度不足发生.两组术后3个月骨折均达骨性愈合,无延迟愈合或骨不连发生.患肢活动情况良好,屈伸功能达正常活动水平.结论 负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损安全、有效,是一种理想的骨缺损修复材料.     

3D打印PLA-HA复合材料构建组织工程骨的实验研究

目的探讨并观察3D打印聚乳酸(PLA)-羟基磷灰石(HA)复合支架材料在体内成骨的可行性。方法将骨髓基质细胞与3D打印PLA-HA复合材料进行体外复合培养,通过扫描电镜观察细胞在支架材料上的生长黏附情况。选择成年新西兰大白兔单侧胫骨内侧建立体内生物反应器模型,分离隐动、静脉血管束,并剥离胫骨内侧骨膜,将游离的动静脉血管束完全穿越支架材料内部并固定于胫骨骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为实验组;单纯将复合骨髓基质细胞的3D打印PLA-HA复合材料回植于胫骨内侧骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为对照组。术后6周取材,分别采用聚合酶链式反应(PCR)检测骨分化相关基因,并进行显微CT三维重建及骨形态计量分析、HE染色组织学观察。结果骨髓基质细胞能在3D打印PLA-HA复合材料上黏附生长。定量PCR检测成骨分化基因OPN及COLⅠ的表达,结果显示实验组OPN及COLⅠ相对表达量分别为8.0333±0.5820和7.5452±0.5608;对照组OPN及COLⅠ相对表达量分别为5.7248±0.9975和4.0173±0.2654,差异有统计学意义(P0.05)。显微CT扫描显示,实验组新生骨组织体积及骨小梁相对数目较对照组高,且差异有统计学意义(P0.05)。组织学观察可见实验组有新生骨组织形成,部分新生骨组织为编织骨,骨细胞体积大、数量多,呈编织状排列,骨细胞分化成熟;对照组可见部分新生骨样组织形成,骨细胞分化较成熟。结论以骨髓基质细胞为种子细胞,3D打印PLA-HA复合材料为支架,复合隐动、静脉血管束及自体骨膜,在体内能构建出功能相对完善的组织工程骨;3D打印PLA-HA复合材料可作为骨组织工程中支架材料。     

可控性微结构磷酸钙支架作为成骨细胞载体修复兔尺骨节段性缺损

目的采用可控性微结构磷酸钙支架作为成骨细胞载体修复兔尺骨节段缺损，观察载体微结构在新骨生成及缺损愈合中的作用并探讨其机制。方法应用快速成型（RP）间接制造技术制备可控性微结构自固化磷酸钙（CPC）支架，将兔颅骨源性成骨细胞与实验组（可控性微结构支架）及对照组（单纯CPC材料）复合培养，倒置显微镜及扫描电镜（SEM）观察细胞生长情况；培养7d后植入兔尺骨节段性缺损，术后4、8、12周取材，分别行大体、X线、组织学观察和新生骨定量分析，评价新骨生长及缺损愈合情况。结果培养7d后支架表面及管道内有大量细胞分布。实验组新骨生长、改建及材料降解均沿管道结构进行，术后12周形成新生骨与支架相互嵌合的复合体；对照组新骨生长主要发生在骨断端与材料结合处，术后12周两端骨组织长人材料，CPC出现少量降解。术后12周实验组新生骨量高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论可控性微结构促进支架内新骨生成及兔尺骨节段性缺损的愈合，对支架微结构的深人研究和优选是增强组织工程化骨移植物成骨效能的有效途径。     

骨组织工程中硅磷酸钙材料研究进展

硅磷酸钙是一种具有良好的骨传导性能、成骨性能及可控降解性能的新型多孔生物陶瓷材料,主要包括含硅羟基磷灰石和含硅磷酸三钙.在骨组织工程中,硅磷酸钙有较高的生物学活性,对成骨细胞的黏附、增殖及分化等起着重要作用,并可减少环境改变引起的细胞损害,是较为理想的骨替代材料.硅磷酸钙自身不具有成骨性能,这是作为骨支架材料的一大缺憾,有待更深入研究.该文就硅在骨组织代谢中的作用、硅磷酸钙结构和理化性质以及硅磷酸钙实验研究和临床应用进展作一综述.     

仿生活性骨膜及工程化骨修复兔桡骨缺损的实验研究

目的 探讨仿生诱导骨膜与工程化骨联用修复兔桡骨缺损的可行性,以了解其骨再生特点.方法 兔脂肪基质细胞种植于释放rhBMP-2的生物衍生型复合载体,三维构建工程化骨;壳聚糖,胶原蛋白/β磷酸三钙支架,复合rhBMP-2及兔脂肪基质细胞构建仿生活性骨膜.建立兔桡骨10 mm骨缺损模型,随机移植4组,A组仿生骨膜及工程化骨;B组工程化骨;C组仿生骨膜;D组空白支架,即生物衍生型复合骨.行X线、组织学、免疫组化、双能X线吸收法及透射电镜检查.结果 在新生组织再生、成熟骨替代程度及骨修复完善方面,A组占明显优势、12周时已完成缺损修复,B组初步完成缺损修复,C组仍处于塑形改建期,D组修复能力较差,骨再生延缓;A组骨矿物含量(BMC)及骨密度(BMD)值均高于其它组,具有统计学意义(P＜0.05).结论 仿生骨膜与工程化骨可强化骨再生能力,兼具诱导、引导、传导作用,通过两者协同效应,促进缺损修复.     

生物打印技术的发展及其在骨组织工程中的应用

近几十年来, 骨组织工程在治疗大块骨缺损方面取得较大的进展, 其中生物打印是最重要的技术之一。3D生物打印通过分层添加不同的材料, 实现骨组织工程支架制造空间结构的精确控制, 且以水凝胶类材料作为基础将细胞植入支架中, 解决了细胞在支架内的均匀分布。然而, 大多数用于3D生物打印的生物医学材料均为静态, 不能随着身体内部环境的动态变化而改变。4D生物打印是将时间概念与3D生物打印相结合或者利用刺激响应材料在各种刺激下改变其形状的原理, 用于制造动态三维模式的生物结构, 为骨组织工程提供了前所未有的潜力。打印结构的形状记忆特性满足了个性化骨缺损修复的需要, 而功能成熟程序促进了干细胞的成骨分化。通过总结近年来国内外生物打印用于组织工程的研究, 综述了常用的3D生物打印方法、3D生物打印发展到4D生物打印技术中功能及形态转化的机制, 并且介绍了生物打印在骨组织工程中治疗骨缺损的应用以及当前的挑战和未来的展望。     

rhBMP-2、bFGF双基因共转染兔骨髓间充质干细胞复合nHA/RHLC/PLA支架及其体内外成骨分化研究

[目的]探讨rhBMP-2、bFGF双基因共转染兔骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)复合nHA/RHLC/PLA支架及其体内异位成骨研究.[方法]构建携带rhBMP-2及bFGF基因片段的双基因表达载体prhBMP-2-IRES-bFGF并转染兔BMSCs,免疫细胞化学检测目的基因表达,进而与nHA/RHLC/PLA支架复合构建骨组织工程复合体.rhBMP-2及bFGF单独转染组、未干预BMSCs组设为对照.实时定量RT-PCR检测成骨相关基因(Ⅰ型胶原、骨连蛋白、骨桥蛋白)表达,扫描电镜观察细胞/材料复合情况.体外培养7 d后埋于自体股部肌袋,4周后取材,放射学及组织学方法检测成骨情况.[结果]转染后BMSCs的rhBMP-2及bFGF蛋白表达均呈阳性.复合材料后,其成骨相关基因表达明显高于rhBMP-2及bFGF单独转染组、未干预BMSCs组(P＜0.05,n=3),放射学及组织学检测也证实其异位成骨明显.[结论]采用rhBMP-2及bFGF双基因转染技术能够有效促进BMSCs成骨分化,与新型材料nHA/RHLC/PLA支架复合所构建的骨组织工程复合体,体现出良好的体内外成骨活力,进一步研究将探讨其针对大段骨缺损的修复效能.     

携载rhBMP-2微球的新型可注射自凝固复合人工骨的制备及特性研究

[目的]制备一种具有良好降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。[方法]制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合，制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。探讨了材料的特性，包括形貌、固化时间、抗压强度及反映材料体外降解速度的指标一体外降解液Ca、P浓度变化，测定复合材料rhBMP乏的释药速度及体外诱导MSCs细胞成骨分化的能力。[结果]与单纯CPC-rhBMP-2相比，复合材料的固化时间少量增加，抗压强度下降明显。体外降解速度及体外释药明显提高，释放的rhBMP-2具有骨诱导活性。[结论]rhBMP-2／PLGA微球／磷酸钙骨水泥新型复合人工骨是具有良好应用前景的骨修复材料。     

rhBMP-2/CPC对骨质疏松骨缺损的治疗作用的研究

目的 探讨磷酸钙骨水泥复合rhBMP-2对骨质疏松骨缺损的治疗作用.方法 以卵巢切除法对10只成年山羊去势,低钙膳食6个月后建立骨质疏松模型;手术去除每只动物L2、L4椎体部分侧方骨质,造成约5 mm×10 mm×10mm大小骨缺损,将动物随机分成2组,一组植入rhBMP-2/CPC作为实验组,另一组植入CPC作为对照组;术后1周、9周分别采用双能x线吸收骨密度仪检测手术椎体骨密度、CT三维成像观察骨缺损愈合情况,术后9周手术椎体进行牛物力学检测,制作椎体不脱钙切片进行骨组织计量学分析.结果 术后骨密度检测实验组与对照组间差异无显著性,但实验组在骨缺损愈合状况、骨小梁微结构及骨牛物力学性能等方面均显著优于对照组.结论 应用rhBMP-2/CPC能改善局部骨质疏松,促进骨质疏松骨缺损愈合,达到治疗骨质疏松骨折骨缺损的目的 .