同种异体脂肪源性间充质干细胞复合β-磷酸三钙支架修复兔桡骨大段骨缺损

 目的  探讨以β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)陶瓷为支架材料复合兔脂肪源性间充质干细胞(rabbit adipose-derived mesenchymal stem cells,rADSCs)构建组织工程骨修复骨缺损的可行性。方法 将体外培养的rADSCs接种于β-TCP支架上,构建rADSCs/β-TCP骨组织工程复合体,并进行体外培养。将24只新西兰大白兔在双侧桡骨中下段造成2 cm长度的节段性骨缺损模型,随机平均分为3组,A组：空白对照组,不植入任何材料;B组：单β-TCP人工骨对照组;C组：rADSCs/β-TCP复合体实验组。在手术后2周、4周、6周和8周时进行X线检查,然后每组各选2只兔处死后取出标本,对标本进行大体观察以及常规HE染色,光镜下观察骨修复情况,并观察是否发生免疫排斥反应。结果  rADSCs在适当的诱导条件下具有成骨细胞分化潜能,复合β TCP后对其生长分化无影响。X线检查结果发现,A组有稍多的骨组织形成,未见髓腔及正常骨影像学表现;B组虽然骨连接性基本恢复,但骨髓腔尚未完全再通;C组骨连接性完全恢复,骨缺损基本修复,骨髓腔再通。术后4周,C组可观察到骨缺损周围开始形成新生骨,并随着时间的延长新生骨量逐渐增多。术后6周,材料逐渐降解,材料孔隙内有新生骨长入。术后8周,C组材料降解明显,材料孔隙基本消失,髓腔已基本再通;B组部分骨髓腔再通,而A组未发现骨髓腔再通。新生骨组织面积比较,各时间点C组的面积最大,且其差异有统计学意义。组织学检测未见免疫排斥现象。结论  rADSCs在适当的诱导条件下具有成骨细胞分化潜能。ADSCs有望成为理想的修复骨缺损、促进骨折愈合的组织工程骨所需要的种子细胞,为大段骨缺损组织工程的修复提供可行的技术方案,为临床治疗大段骨缺损提供新的方法。     

凝血酶肽复合人工骨修复兔桡骨大段骨缺损的实验研究

目的 探讨凝血酶肽(TP508)复合人工骨对兔桡骨大段骨缺损的修复效果。方法 随机选取新西兰大白兔42只,建立双侧桡骨1.5cm骨-骨膜缺损模型。随机 选取其中36只,将右侧作为实验侧,骨缺损处植入羟基磷灰石人工骨材料并注入TP508;左侧为对照组,仅植入上述人工骨材料;剩余6只作为空白对照组,骨缺损处不 植入任何物质。术后4周、8周、12周分批处死实验动物,对实验段桡骨进行X线及组织学分析。结果 术后4周、8周、12周实验组X线评分、组织学评分及骨缺损区 新生骨组织面积百分比均优于同期对照组(P均<0.05);术后12周空白对照组骨缺损区无骨连接形成,X线评分及组织学评分明显低于同期实验组及对照组(P均 <0.05)。结论 TP508在骨缺损修复过程中具有促进愈合作用,复合人工骨植骨对兔桡骨大段骨缺损的修复效果良好。     

组织工程骨修复山羊负重骨大段骨缺损的长期观察

目的 探讨组织工程骨修复山羊大段负重骨骨缺损的长期效果及所用支架材料珊瑚羟基磷灰石的体内最终转归情况。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（珊瑚羟基磷灰石＋经诱导分化的骨髓基质干细胞）。术后早期行ECT、X线、组织学等手段检测,评价骨缺损修复情况。远期在术后6、12、18、24月行X线及组织学检查,评价骨缺损修复情况及珊瑚羟基磷灰石的体内转归。结果 早期ECT显示在术后2个月内骨再生和再血管化进展顺利,X线和组织学显示术后组织工程骨成骨呈渐进性和偏心性：远期X线和组织学显示组织工程骨与山羊胫骨牢固愈合,并开始塑形且出现髓腔再通,珊瑚羟基磷灰石在体内逐渐成为骨基质的组成成分,自身架构消失。结论 组织工程骨可以完全修复山羊大段负重骨骨缺损,形成正常骨组织并发挥功能;珊瑚羟基磷灰石最终被降解转化成骨基质。     

EPCs促血管化组织工程骨修复大段骨缺损的早期组织学评价

目的 评价血管内皮祖细胞(EPCs)促血管化组织工程骨修复大段骨缺损的早期组织学结果.方法 将来源于自体骨髓的EPCs与经成骨诱导的骨髓间充质干细胞(BMSCs)及脱钙骨基质(DBM)共同构建的促血管化组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损,通过光镜、扫描电镜、透射电镜等方法观察术后2、4周时骨缺损区的组织学改变.结果 实验组(EPCs+BMSCs+DBM)软骨细胞和成骨细胞数量更多,功能更活跃,骨小梁更成熟,并可见较多梭形的血管内皮细胞,新生血管更丰富.结论 EPCs促血管化组织工程骨能在骨愈合早期促进新生血管形成,并进一步促进成骨,加速骨愈合.     

放射性骨显像在组织工程骨修复骨缺损实验中的应用

目的观察修复兔桡骨大段骨缺损时复合了血管内皮祖细胞（EPCs）的组织工程骨的血管化及成骨情况。方法自体骨髓通过不同方法的体外培养,分别获得EPCs及经成骨诱导的骨髓间充质干细胞（MSCs）,与脱钙骨基质（DBM）构建组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损,通过放射性核素骨显像技术评价术后不同时期组织工程骨的血管化进程及成骨情况。结果感兴趣区（ROI）计数和摄取比值显示：术后3d,各组间差异无统计学意义,但低于正常对照。术后2、4、8周,各组均呈逐渐上升的趋势,4周和8周时达到峰值,实验组在各个时相点均高于自身对照及阴性对照组。术后12周,各组均开始下降,其中延迟相结果显示：实验组与自身对照组差异无统计学意义,但二者均高于阴性对照组。术后16周,血池相结果显示：实验组低于自身对照组,与阴性对照组无差异;延迟相结果各组差异无统计学意义。结论放射性核素骨显像对骨修复过程中的血管化及成骨具有良好的监测作用。EPCs可以促进组织工程骨的血管化,加速骨愈合。     

常温储骨的实验研究

目的 通过常温保存的兔同种异体新鲜骨移植实验研究探讨常温骨库保存骨的可行性和合理性。方法 日本大耳白兔28只，平均兔龄5．6个月，平均体重2430g(2000—3000g)。随机选择一侧桡骨截除1．0cm造成骨缺损模型，再用保存1年的库存新鲜兔骨修复骨缺损，同时将该侧肢体截除之桡骨移植于对侧肢体作为对照组。把28只实验兔随机分为4组，分别于术后4、8、12、16周处死，观察放射线、组织学及光、电镜结果。结果 实验组术后4周，无明显骨痴形成；术后8周，植骨两端均有骨痂形成，但移植骨密度高、塑形差；术后12周移植骨与宿主骨已骨性愈合，骨髓腔通畅。结论 常温骨库保存的同种异体骨的成骨效果经动物实验观察，植骨后无明显排斥反应，成骨生物效应良好，对于大段骨缺损的治疗有重要的临床意义。     

双基因rhBMP-4/VEGF121在治疗兔桡骨缺损中的作用

目的 研究双基因rhBMP-4/VEGF121混悬液在骨缺损修复中的作用.方法 新西兰成年兔20只,制作40侧桡骨中段15 mm骨缺损实验模型,随机分为A、B、C、D组.A组植入rhBMP-4+VEGF121+明胶海绵,B组植入rhBMP4+明胶海绵,C组植入VEGF121+明胶海绵,D组只植入明胶海绵.并于术后4、8、12周对骨缺损区进行大体、X线片、组织形态学观察,图像分析新生骨小梁的面积.结果 A组在12周内骨缺损完全修复,髓腔再通,且同时期内新生骨的数量和质量显著优于其他组;B、C组骨缺损为未完全成熟的板层骨修复,髓腔部分再通,B组骨愈合成熟度较C组佳;D组缺损主要由纤维结缔组织填充.结论 双基因rhBMP-4/VEGF121治疗骨缺损比单基因具有更好的促进骨修复再生能力.     

BMP和VEC复合磷酸钙陶瓷人工骨修复大段骨缺损的研究

目的 探讨骨形态发生蛋白(BMP)结合血管内皮细胞(VEC)修复兔桡骨大段骨缺损的效果.方法 将BMP/VEC/β-TCP和BMP/β-TCP两种复合材料分别植入到兔桡骨15mm大段骨缺损模型中,以单纯植入β-TCP材料作对照.在术后2,4,8,16周,通过大体解剖、X线片、病理组织切片、扫描电镜及荧光标记等方法观察各组材料血管化、骨愈合及降解性.结果 在术后2,4,8,16周,病理组织切片及X线片显示BMP/VEC/β-TCP组骨缺损修复及血管化程度优于BME/β-TCP组和单纯材料组.结论 BMP和VEC联用有明显促进材料血管化及骨缺损修复的作用,效果明显优于单纯应用BMP和单纯植入磷酸钙生物陶瓷人工骨支架.     

成年兔桡骨骨缺损模型的骨缺损长度探讨

目的建立成年兔桡骨不同尺寸骨缺损模型,确定成年兔桡骨临界性骨缺损长度。方法选取8月龄雄性新西兰兔18只,随机分为3组,根据骨缺损长度记为A、B和C组,缺损长度依次为10 mm、12 mm和15 mm,每组6只,行双侧手术,共计12侧。分别于术后当日,术后4周、8周和12周行CT检查,应用CT-Hedberg评分评价骨缺损愈合情况。于术后12周处死实验兔,取出尺桡骨标本,通过大体观察及HE染色组织学观察分析缺损区骨愈合情况。结果术后所有兔均存活,术后12周大体观察见A组中12例(100%)桡骨断端均有连续性骨痂生成,新生骨表面光滑,塑形良好。B组中11例(91.7%)桡骨断端有连续性骨痂生成。C组缺损断端髓腔封闭,缺损区由纤维组织填充。CT图像显示术后4周C组出现5例尺骨骨折现象,骨折侧未计入统计,12周CT图像可见A组和B组完全桥接的桡骨已形成再通的髓腔,C组断端及缺损尺侧仅有少量新骨生成,髓腔封闭。术后各时间点CT-Hedberg评分:C组(1.14±0.38,1.29±0.49,1.57±0.53)明显低于A组(2.42±0.51,3.17±0.58,3.75±0.45)和B组(2.25±0.45,2.67±0.78,3.50±0.67),(P0.05),但A组与B组间差异无统计学意义(P0.05)。组织学结果示A组和B组缺损已修复完全,髓腔再通,C组缺损区由纤维组织填充。结论在进行成年兔骨缺损研究时,可选择8月龄雄性新西兰兔桡骨构建15 mm长骨缺损,但同时应注意由于体质量较大带来的易骨折等并发症。     

rOGP对自体颗粒骨复合胶原修复骨缺损的实验研究

目的:探讨rOGP对自体微小颗粒骨复合Ⅰ型胶原修复节段性骨缺损的效果。方法:取42只健康大耳白兔,于一侧桡骨制成长1.5cm骨缺损模型,植入200mg自体微小颗粒骨与0.2ml胶原的复合物;随机分为A、B2组,A组每天耳缘静脉注射rOGP 0.5ug/kg;B组每天注射同等剂量的生理盐水:分别于术后8、12周进行骨密度测定:12周进行生物力学检查。另取8只仅加入0.2ml胶原作为空白对照组C组。结果:X线和组织学检查A组成骨效果优于B组。8、12周骨密度测试结果显示A组的骨密度值高于B组。12周的生物力学实验结果显示:3点弯曲实验结果表明A组极限强度值明显高于B组,而且A组的弯曲刚度也好于B组:差异均有显著性意义(P<0.05)。A组因髓腔再通时间早,骨改建塑形更完善,新生板层骨的成熟度亦较高,耐受应力情况也更好。C组则不能产生骨性愈合。结论:本实验显示了全身应用rOGP对自体微小颗粒骨复合Ⅰ型胶原对兔骨缺损有修复作用,并且要优于自体微小颗粒骨复合Ⅰ型胶原的成骨效果。     

HLA—A2表达沉默的MSCs对兔桡骨缺损修复的影响

目的探讨沉默人白细胞抗原-A2（HLA-A2）基因后的骨髓间充质干细胞（MSCs）对兔桡骨缺损修复的影响。方法将HLA-A2沉默后的MSCs经体外诱导成骨后,与羟基磷灰石（HA）复合培养,形成MSCs/HA复合体,并植入骨缺损中。将日本大耳白兔24只分为2组：HLA-A2沉默后的MSCs/HA复合体修复桡骨缺损为实验组（n=12）,自体MSCs/HA复合体修复桡骨缺损为对照组（n=12）。于术后2、4、8周比较两组饮食与伤口的愈合情况、X线检测、HE染色结果,综合评价HLA-A2沉默后的MSCs/HA复合体对桡骨缺损修复的影响。结果实验组和对照组的伤口无明显渗出、红肿,愈合好;X线结果显示,2、4周骨缺损处有纤维骨痂形成,8周骨缺损处密度增高,骨痂形成;两组细胞钙结节数量、X线评分、组织学评分比较差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 HLA-A2沉默后的MSCs免疫原性低,不影响其成骨能力及骨缺损的愈合,为同种异体骨缺损修复提供了新的依据。     

异种骨复合自体骨髓基质干细胞修复节段性骨缺损

目的探讨异种骨复合骨髓基质干细胞(MSCs)修复节段性骨缺损的可行性。方法将MSCs与异种松质骨在体外联合培养,兔桡骨中上段制成1.5 cm的骨-骨膜缺损模型,实验组植入复合异种骨,对照组植入单纯异种骨,空白对照组不植入任何材料,分别于术后4、8、12周各时间点行标本的组织学观察、X线片观察、透射电镜观察及骨密度测试,比较其骨缺损区骨修复情况。结果术后第12周,实验组骨缺损区完全修复,骨密度接近正常;对照组骨缺损区修复缓慢,新骨形成量少;空白对照组骨缺损区未修复。结论异种骨复合MSCs修复节段性骨缺损能力强,在成骨速度和量上明显优于单纯异种骨。     

高能震波治疗节段性骨缺损的机制探讨

目的探讨高能震波治疗节段性骨缺损的成骨效能及愈合机制。方法实验兔18只,制造两侧兔桡骨中段10mm的骨缺损。第6周一侧骨缺损的两骨断端用高能震波进行冲击处理,作为实验组;另一侧为对照组。于术后第2,4,6,8,12周分别行双侧桡骨X射线检查。于术后第4,6,8,12周切取标本行组织学检查,第6,8周标本切片作bFGF、BMP免疫组化研究。结果实验组施加高能震波后bFGF、BMP阳性表达强度明显高于对照组,满12周6只中4只获骨性愈合,2只未愈;对照组满12周6只无1只愈合。结论高能震波能有效地促进骨的再生与修复。     

自体颅骨颗粒再植行颅骨成形的实验研究

用环钻钻取家兔顶骨研磨成颗粒后全部植回缺损处,至4周末有明显的骨样组织和骨小梁形成,20周末完全骨性愈合,有内、外板障和髓腔形成。新生骨与周围原有骨成协调一致的弧度;不形成过多的骨组织压迫脑膜血管和脑组织,无脑组织异常;帽状腱膜下腔逐渐恢复。     

Repair of sheep metatarsus defects by using tissue-engineering technique

Tissue-engineering bone with porous β-tricalcium phosphate (β-TCP) ceramic and autologous bone marrow mesenchymal stem cells (MSC) was constructed and the effect of this composite on healing of segmental bone defects was investigated. 10-15 ml bone marrow aspirates were harvested from the iliac crest of sheep, and enriched for MSC by density gradient centrifugation over a Percoll cushion (1.073g/ml). After cultured and proliferated, tissue-engineering bones were constructed with these cells seeded onto porous β-TCP, and then the constructs were implanted in 8 sheep left metatarsus defect (25 mm in length) as experimental group. Porous β-TCP only were implanted to bridge same size and position defects in 8 sheep as control group, and 25 mm segmental bone defects of left metatarsus were left empty in 4 sheep as blank group. Sheep were sacrificed on the 6th, 12th, and 24th week postoperatively and the implants samples were examined by radiograph, histology, and biomechanical test. The 4 sheep in blank group were sacrificed on the 24th week postoperatively. The results showed that new bone tissues were observed either radiographic or histologically at the defects of experimental group as early as 6th week postoperatively, but not in control group, and osteoid tissue, woven bone and lamellar bone occurred earlier than in control group in which the bone defects were repaired in “creep substitution” way, because of the new bone formed in direct manner without progression through a cartilaginous intermediate. At the 24th week, radiographs and biomechanical test revealed an almost complete repair of the defect of experimental group, only partly in control group. The bone defects in blank group were non-healing at the 24th week. It was concluded that engineering bones constructed with porous β-TCP and autologous MSC were capable of repairing segmental bone defects in sheep metatarsus beyond “creep substitution” way and making it healed earlier. Porous β-TCP being constituted with autologous MSC may be a good option in healing critical segmental bone defects in clinical practice and provide insight for future clinical repair of segmental defect.     

兔骨髓基质细胞组织工程骨治疗骨缺损的研究

目的 探讨应用自体骨髓基质细胞为种子细胞的组织工程骨修复骨缺损的效果。方法 将免自体骨髓基质细胞经淋巴细胞分离液分离培养、传代扩增后，与胶原海绵混合培养后植于免挠骨干1．5cm缺损处。12周后处死动物，通过大体形态及x线、组织学检查进行评价。比较细胞和胶原海绵复合物移植与单纯胶原移植治疗骨缺损的疗效。结果 以组织工程骨移植于骨缺损处，骨缺损完全愈合，骨髓腔通畅。而单纯胶原移植对照组骨缺损未愈合，髓腔不通，与实验组有明显差别。结论 骨髓基质细胞是一种良好的骨源细胞，能定向分化成骨细胞，其成骨机制为膜内化骨和软骨内化骨。骨髓基质细胞作为种子细胞的组织工程骨前景乐观。     

消旋聚乳酸/羟基磷灰石/脱钙骨基质人工骨修复兔桡骨大段骨缺损的实验研究

目的研制理想的,能够修复大段骨缺损的人工骨材料。方法采用乳液共混法将消旋聚乳酸(PDLLA)、羟基磷灰石(HA)、脱钙骨基质(DBM)结合,制成PDLLA/HA/DBM人工骨,并将PDLLA/HA/DBM和PDLLA进行兔桡骨大段骨缺损修复的对比研究。术后2、4、8和12周时摄X片及病理形态学观察及新骨形成定量分析。结果PDLLA/HA/DBM人工骨内新骨形成量明显多于PDLLA及空白对照组(P<0.01),且能够有效修复骨缺损。结论PDLLA/HA/DBM人工骨能促进长骨大段骨缺损的修复,是一种较理想的骨修复材料。     

bFGF与VEGF复合磷酸钙骨水泥修复 兔桡骨缺损的实验研究

目的：探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)与血管内皮生长因子(VEGF)促进骨生长是否具有协同作用。方法：36只家兔的双侧桡骨均建立1.0 cm的骨缺损实验模型后随机分为A,B,C,D组。其中A组为对照组,于骨缺损部位植入单纯磷酸钙骨水泥(CPC);B组植入复合bFGF的CPC,C组植入复合VEGF的CPC,D组植入联合应用bFGF和VEGF的CPC。分别于术后3,6,12周切取标本,通过X线摄片、骨密度测量、生物力学测试、组织形态学观察等手段,观察各个时期新骨形成的情况。结果：X线摄片显示12周时D组骨缺损完全修复,材料基本降解;B,C组骨缺损基本修复。骨密度测量显示术后12周时D组骨密度明显高于B,C两组(P＜0.05)。生物力学测试(12周时)显示D组最大抗折载荷明显高于B,C两组(P＜0.05)。组织形态学观察显示12周时,编织骨改建为成熟的板层骨,D组中皮质骨和髓腔的正常关系以及骨小梁正常的排列结构重新恢复,B和C组则未见骨髓腔再通。 结论：CPC/bFGF,CPC/VEGF和CPC/bFGF+VEGF 3组复合物均能促进骨组织生长及加速骨缺损的修复;CPC/bFGF+VEGF复合物促进骨组织生长的能力明显优于CPC/bFGF和CPC/VEGF复合物,说明bFGF与VEGF促进骨生长具有协同作用。