两种人工骨的构建及其在体内诱导成骨能力的比较

目的：分别以胶原-羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）和胶原-HA-硫酸软骨素（chondroitin sulfate,CS）为支架构建两类人工骨,并比较其生物学性能。方法：将人重组骨形态发生蛋白-2（recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2）吸附于两种人工骨支架体系形成具有生物活性的人工骨,将其埋入大鼠的肌肉内,每周取材进行HE染色观察,比较两种人工骨在体内诱导成骨能力的差异。结果：两种人工骨均能在体内诱导新骨的形成,胶原-HA-CS人工骨在体内诱导成骨的程度优于胶原-HA人工骨。结论：硫酸软骨素可以促进新骨的形成,加速骨愈合的过程。     

骨髓间质干细胞诱导成骨细胞成骨能力的实验研究

目的:研究人骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成骨细胞的成骨能力,为组织工程化骨应用于临床提供理论依据.方法:制备人BMSCs与犬脱细胞-脱钙骨的复合物,将复合物回植于裸鼠皮下作为实验组,同时植入空白材料作为对照组,分别于植入4、8、12周取材,进行大体观察和组织切片HE染色观察,分析其体内成骨能力.结果:大体观察:随着植入时间延长,实验组体积变化不明显,12周时材料与背部皮肤粘连;对照组体积略缩小,材料基本降解.组织切片HE染色观察见对照组无新骨形成,有纤维包裹,实验组8、12周时有新骨小梁形成,周围有较多小血管形成.结论:人BMSCs诱导的成骨细胞具有良好的体内成骨能力,脱细胞-脱钙骨松质-人BMSCs-成骨细胞是较理想的组织工程化骨.     

多效生长因子对人骨髓间充质细胞趋化、分化及骨形成的诱导作用

目的:研究多效生长因子(PTN)对人骨髓间充质细胞趋化、分化及骨形成的影响。方法:用含有PTN(1pg/ml-50ng/ml)的PLGA支架培养人骨髓细胞,以不含PTN的培养支架作为对照。使用光镜检测总细胞群落,碱性磷酸酶阳性细胞群落数。使用扫描电镜观察成骨状况。荧光染色法观察细胞活性。免疫组织化学检测碱性磷酸酶活性,Ⅰ型胶原蛋白,cbfa-1,骨钙蛋白和PTN的表达。动物体内实验验证PTN诱导成骨的作用。结果:不含PTN的PLGA培养支架上只有极少量细胞生长。含PTN的支架上观察到细胞黏附,分化。PTN具有趋化和刺激骨细胞分化的能力,这种作用呈时间依赖性。与对照组相比,PTN(10pg/ml)可以显著的增加总细胞群落或碱性磷酸酶阳性细胞群落的数目。免疫组织化学检测到碱性磷酸酶活性,还发现Ⅰ型胶原蛋白,cbfa-1,骨钙蛋白和PTN的表达。体外和体内试验均观察到骨骼的形成。结论:PTN可以促进人骨前体细胞的黏附、迁移和分化。这表明PTN或许可以用于开发新的组织工程骨合成方法以用于骨骼修复。     

兔脂肪源性干细胞在颅骨缺损修复中的应用

目的:探讨脂肪源性干细胞作为骨组织工程的种子细胞在修复兔颅骨缺损中的应用前景.方法:提取兔脂肪源性干细胞,成骨诱导并检测,将成骨诱导前后的脂肪源性干细胞种植到自制松质骨支架上,将细胞-支架复合物和单纯支架材料分别移植至兔颅骨缺损部位.结果:与未诱导的脂肪源性干细胞复合支架、单纯支架以及空白处理对比,成骨诱导后的脂肪源性十细胞复合支架修复骨缺损面积最大,差异具有统计学意义(P<0.05).结论:脂肪源性干细胞可作为骨组织工程的种子细胞,其成骨诱导后与自制松质骨复合植入体内,能显著促进骨缺损的修复.     

载EPO腺病毒的PLGA纳米纤维支架在体内促进骨缺损修复作用

目的: 将促红细胞生成素(EPO)腺病毒局限在应用部位,观察其在体内的促进骨形成作用。方法: 采用冷冻干燥法,将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)腺病毒与聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米纤维支架复合作为实验组(PLGA/Ad-EGFP组),以等剂量的EGFP腺病毒为对照组,分别感染骨髓基质细胞(BMSCs),以BMSCs感染EGFP的荧光细胞面积比例检测病毒活力。采用Picogreen dsDNA定量检测试剂盒检测病毒释放动力学。将EPO腺病毒与PLGA纳米纤维支架冻干复合作为实验组(PLGA/Ad-EPO组),以单纯骨缺损为对照组,植入大鼠颅骨缺损处,在第4和8周采用Micro CT及组织学HE染色检测EPO腺病毒的新生骨面积百分比。结果: PLGA/Ad-EGFP组荧光细胞面积比例明显高于对照组(P<0.05);腺病毒在PLGA上呈突释曲线,第1小时存留53.0%±5.6%,第16小时存留20.0%±3.3%。与对照组比较,PLGA/Ad-EPO组在第4周促进红细胞生成,并在第4及8周大鼠颅骨缺损修复,新生骨面积百分比达到25.0%±5.7%及35.0%±6.3%(P<0.05)。结论: 应用冻干法将腺病毒与PLGA复合能够有效保存病毒活性, PLGA /Ad-EPO纳米纤维支架能够在一定程度上促进骨缺损修复。     

鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞异位成骨性能

目的:观察鸵鸟羟基磷灰石陶瓷支架负载骨髓基质细胞后植入裸鼠皮下的成骨性能. 方法:获取兔髂骨松质骨骨髓基质细胞,体外分离、扩增、诱导后接种于鸵鸟羟基磷灰石支架. 支架/细胞复合物植入裸鼠背部皮下,支架单纯植入作为对照. 植入后3, 6 wk取材,通过大体、组织学观察评价成骨活性. 结果:支架/细胞复合物植入后3 wk,以软骨为主的大量未成熟骨在材料表面及孔隙内形成;植入后6 wk,更多的成熟骨形成. 在支架材料和骨组织的邻接区域见成骨细胞及破骨细胞,部分区域有血管和多核巨细胞分布,可见软骨内成骨方式. 结论:支架/细胞复合物显示良好的成骨活性,鸵鸟羟基磷灰石陶瓷可以用于骨组织工程支架材料.     

促进骨折愈合方法的研究概况

影响骨折愈合的因素众多、生理过程极其复杂.本文就近年在促进骨折愈合方法及机制方面的研究近况作一综述.1 骨生长因子及诱导成骨1.1 诱导成骨骨折愈合是通过爬行替代还是骨诱导来完成,多年来一直存在分歧[1,2,3].Chalmers等[4]提出诱导成骨三要素:①诱导刺激物-BMP;②BMP的靶细胞-间充质类细胞;③有利于骨生长的血供环境.继Urist之后已从人及许多动物骨组织中提纯了BMP.实验表明正常骨组织中BMP主要位于骨胶原纤维、骨膜及骨髓基质中.临床应用BMP修复骨缺损先后有成功报道[5].但BMP在骨内含量极微且易降解,临床应用受到限制.针对这一问题,近年许多学者将BMP与载体结合组成其释放系统(BMP/载体)来解决之.常用的载体有钙磷陶瓷人工骨、生物玻璃、石膏、胶原及纤维蛋白凝块等.介绍BMP/磷酸三钙植入肌肉内其诱导的新骨量比单用BMP大12倍[6],表明BMP借助载体缓慢释放,不断作用于靶细胞,诱导形成更多新骨.此外BMP基因重组蛋白的研究也受到重视.有关BMP应用方式,除手术切开植入外,近有学者将BMP与成纤维细胞因子(FGF)复合物经皮注射[22],促进骨愈合.这些新的组合及给药途径,将为临床应用带来积极影响.……     

骨髓间充质干细胞复合音猬因子/纳米晶胶原基骨修复骨缺损

目的:探讨骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells)复合音猬因子(sonic hedgehog,Shh)修饰的纳米晶胶原基骨(nano Hydroxyapatite/collagen, nHAC)修复大鼠股骨缺损的效果.方法:SD大鼠 MSCs经成骨诱导后,种植于支架材料形成细胞支架复合物.SD大鼠30只制成股骨干5 mm节段性缺损,分为空白对照组:骨缺损处不植植入物,MSCs/nHAC组:植入MSCs/nHAC复合物,MSCs/Shh-nHAC组:植入MSCs/Shh-nHAC复合物.通过大体观察、X线放射学、组织学对比各组骨缺损修复情况.结果:SD大鼠MSCs在体外与nHAC,Shh-nHAC复合培养第7天,电镜扫描证实Shh-nHAC更有利于MSCs黏附、增殖.术后第6、12周放射学检查评价新骨生成各组间差异有统计学意义(P<0.05).术后组织学检查各组新骨生成速度、生成量差异有统计学意义(P<0.05).结论:MSCs/Shh-nHAC复合物能够修复SD大鼠股骨缺损, 修复效果明显优于MSCs/nHAC复合物.     

HIF-1α介导BMSCs复合PLGA修复大鼠颅骨标准骨缺损的研究

目的 构建低氧诱导因子(HIF)-1α介导骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)支架材料血管化组织工程骨,观察其在大鼠颅骨标准骨缺损中的修复效果.方法 将目的基因HIF-1 α转染至BMSCs后,与支架材料PLGA复合,修复SD大鼠颅骨双侧直径5 mm的标准骨缺损(n=18),随机分为3组:实验组植入HIF-1 α-BM-SCs/PLGA复合体(n=6),对照组植入BMSCs/PLGA复合体(n=6),材料组仅植入PLGA支架材料(n=6).术后8周处死大鼠取材,分别行大体观察、X线片检查和HE染色观察缺损区骨形成情况.结果 大体观察、X线片检查和HE染色均显示实验组缺损区新骨形成量明显大于对照组及材料组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 体内研究表明HIF-1α能够介导BMSCs促进骨组织形成,PLGA是理想的支架材料,用其构建的血管化工程骨能够有效修复骨缺损.     

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力.方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力.结果PHBv/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P＜0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P＞0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%.结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料.     

Study on biocompatibility of PDLLA／HA／DBM with co-cultured human osteoblasts in vitro

Objective: To evaluate the osteocompatibility of D, L-polylactic/hydroxyapatite/decalcifying bone matrix (PDIZA/HA/DBM), and compare with PDLLA and DBM. Methods: Human primary osteoblasts isolated from the femoral head of patients were inoculated onto PDLLA/HA/DBM, PLA and DBM respectively. The proliferation rate and collagen I expression were detected. The interface between biomaterial and osteoblasts was investigated with phase contrast microscopy and electron scanning microscopy. Results: Best proliferation rate was observed with the PDLLA/HA/DBM and followed by DBM and PLA, suggesting that PDLLA/HA/DBM satisfying most requirements for the cultivation of human osteoblasts. Scanning electron microscopy showed the morphology of osteoblasts was correlated with the proliferation data. The cells, well spread and flattened, were attached closely on the surface of biomaterial with an arched structure and had normal morphology. The extracellular collagenous matrixs covered the surface of bio-material and packed the granules of biomaterial. Conclusion: PDLLA/HA/DBM can form osteointerface early and have a good biocompability.     

海藻酸钠壳聚糖支架复合成骨细胞特异性多肽修复兔颅骨缺损

目的 评价成骨细胞特异性识别多肽在骨缺损中的修复效果.方法 将成骨细胞特异性识别多肽与海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(SA/CS Gel)复合植入兔颅骨双侧 15 mm圆形极限骨缺损区,实验组缺损处植入海藻酸钠/壳聚糖/成骨细胞特异性识别多肽水凝胶(SA/CS/多肽 Gel),对照组植入SA/CS Gel,空白组不植入任何载体及药物,随机分组.术后8周活体行CBCT扫描,随后处死取材并常规HE染色行组织学检查观察成骨效果.结果 影像学及组织形态学结果可见,实验组缺损区成骨量明显大于对照组及空白组,差异有统计学意义(P<0.05).结论 成骨细胞特异性识别多肽可促进兔颅骨缺损的骨修复.     

磁性纳米粒子复合支架及外加磁场影响成骨作用的研究进展

磁性纳米粒子（MNP）具有独特的磁响应性、生物相容性,在作为生物材料时可通过其内在的微小磁场促进成骨分化。掺入MNP的磁性复合支架保留了MNP的超顺磁性,具有良好的物理机械性能以及生物学性能,在体内外均取得良好的成骨效果。外加磁场可通过影响细胞代谢行为促进骨组织修复,与MNP复合支架结合可起到协同促进骨组织修复再生的作用,在骨组织工程领域的应用潜力巨大。本文就MNP复合支架的性能、MNP复合支架和磁场的成骨作用研究进展作一综述,为MNP复合支架进一步研究和临床应用提供参考。     

外源性Ⅰ型胶原对人胚骨膜成骨细胞生物学特性的影响

目的　研究 型胶原对人胚骨膜来源成骨细胞生物学特性的影响 ,为 型胶原在组织工程人工骨中的应用提供依据。方法　在不同浓度 型胶原涂层上培养成骨细胞 ,用细胞计数法研究成骨细胞粘附情况 ,3 H- Td R掺入实验观察成骨细胞增殖能力 ,通过检测成骨细胞胶原、骨钙素和碱性磷酸酶的合成情况 ,以不涂层 型胶原为对照组 ,比较骨膜来源成骨细胞成骨能力的改变。结果　 型胶原对成骨细胞发挥以下作用 :1增加粘附细胞数量 ,且在 2 5 μg/ m l浓度达最大效应 ;2减弱成骨细胞增殖能力 ,且以 12 .5 μg/ ml以上浓度作用显著 ( P<0 .0 5 ) ;3轻度减弱成骨细胞 型胶原合成能力 ,以 2 5 μg/ ml以上浓度作用显著 ( P<0 .0 5 ) ;4增加骨钙素合成 ,以6 .2 5 μg/ m l以上浓度作用显著 ( P<0 .0 5 ) ,2 5 μg/ m l浓度达最大效应 ;5增加成骨细胞碱性磷酸酶活性 ,以 12 .5 μg/ml以上浓度作用显著 ( P<0 .0 5 )。结论　 型胶原能促进成骨细胞的粘附与分化 ;支架材料上复合 型胶原涂层可增强成骨细胞的成骨能力 ; 型胶原最佳复合浓度为 2 5 μg/ ml     

Effect of bone marrow mesenchymal stem cells transfected with rAAV2-bFGF on early angiogenesis of calvarial defects in rats

The purpose of this study was to evaluate the effect of bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) transfected with the basic fibroblast growth factor (bFGF)-expressing recombinant adeno-associated virus vector (rAAV2-bFGF), on early angiogenesis of calvarial defects in rats. The MSCs were cultured and transfected with rAAV2-bFGF after differential adherence isolation. The transfection efficiency was detected by RT-PCR and Western blotting. The transfected MSCs were compounded with poly-DL-lactide/hydroxyapa...     

转染Ad-hBMP2的脂肪干细胞与壳聚糖/磷酸三钙复合物支架的相容性

目的探讨转染腺病毒骨形态发生蛋白(Ad-hBMP2)基因的脂肪干细胞(ADSCs)与壳聚糖/磷酸三钙(CTCP)复合物支架的相容性,以期为ADSCs修复骨缺损寻找理想的组织工程骨支架材料。方法将壳聚糖与磷酸三钙进行复合制成CTCP复合物材料,再将其与转染Ad-hBMP2的ADSCs(密度1×106/mL)复合培养,进行细胞复合物支架的一般与超微形态学观察,观察细胞粘附能力、增殖活力,RT-PCR及Western blot测定成骨细胞骨钙素和Ⅰ型胶原水平。结果 CTCP支架孔径200～350μm,孔隙率83%;电镜显示转染Ad-hBMP2的ADSCs与CTCP复合物在体外培养期间支架无塌陷及形变,且其在支架上粘附、增殖良好,并能分泌细胞外基质如骨钙素和Ⅰ型胶原等;随着培养时间延长,骨的组织学特征日益明显。结论 CTCP支架具有适宜的孔结构和良好的生物相容性及骨诱导作用,可以作为骨组织工程较理想的支架材料,且与转染Ad-hBMP2的ADSCs相结合更易形成组织工程骨。     

可长时间缓释骨形态发生蛋白2的聚己内酯复合支架的制备及应用

目的 制备一种可长时间缓释骨形态发生蛋2(BMP-2)的聚己内酯(PCL)复合支架,并通过检测其对人源骨髓间充质于细胞(BMSC)成骨分化的影响探讨其在骨组织工程中的应用.方法 将磷脂(PL)和BMP-2混合形成的BMP-2/PL混合物(B/P)分散在二氯甲烷中,与PCL混合后,采用相分离法制备负载BMP-2的三维PCL-B/P复合支架和PCL-B传统支架,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测两种支架的BMP-2缓释效果.将BMSC种植在PCL-B传统支架和PCL-B/P复合支架中,分别采用CCK-8法和实时定量PCR(qPCR)检测两种支架上BMSC的增殖和成骨分化能力.结果 与PCL-B传统支架对比,PCL-B/P复合支架对BMP-2缓释效果更佳,缓释时间更长,可达22 d.在BMSC培养的第7、14和21天,PCL-B/P复合支架上BMSC的增殖能力均优于PCL-B传统支架(P＜0.05),且PCL-B/P复合支架上BMSC中碱性磷酸酶和Ⅰ型胶原蛋白、骨钙、骨桥蛋白3种成骨基因mRNA的表达均高于PCL-B传统支架(P＜0.05,P＜0.01).结论 成功地制备出一种可长时间缓释BMP-2的高分子三维PCL-B/P复合支架,其较PCL-B传统支架能更好地诱导BMSC的增殖和成骨分化.     

三维多孔聚DL-乳酸／碱性成纤维细胞生长因子修复长骨缺损

OBJECTIVE: To investigate the osteoinductive ability of the composites consisting of basic fibroblast growth factor (bFGF) and porous poly-DL-lactide (PDLLA) for the development of a new absorbable osteosynthesis material. METHODS: Highly porous foams of PDLLA with the pore size ranging from 150 to 300 microm were prepared by a solvent-casting, particulate-leaching technique with NaCl as the leachable component. Animal models of radial diaphyseal defects of 1.0 cm with complete removal of the periosteum were induced in 45 rabbits, which were randomly divided into 3 groups to receive the defect repair with PDLLA and PDLLA/bFGF respectively, leaving one group untreated to serve as the control group. The implant specimens were harvested at 2, 4, 8, and 12 weeks respectively after the surgery and X-ray, histological and scanning electron microscopic (SEM) examinations were performed to evaluate the effectiveness of defect repair. At 8 and 12 weeks after implantation, biomechanical test (for three-point bending strength) was employed to study the quality of bone formation. RESULTS: PDLLA/bFGF composite stimulated more bone formation and had higher bending strength than PDLLA (P<0.05), and the bone formation induced by both materials was significantly more than that observed in the control group in every postoperative stage (P<0.05). CONCLUSION: PDLLA possesses good biocompatibility and absorbability, and when prepared into a porous material, it exhibits good osteoconductibility. As a good bFGF carrier, the foam of PDLLA with three- dimensional structure shows good osteoinductive ability with regard to the rapidity, quantity and quality of the bone formation.     

PLGA/CPC支架材料复合骨髓基质干细胞构建组织工程骨的体外效果评价

目的：探讨聚乳酸聚羟基乙酸/磷酸钙骨水泥(PLGA/CPC)复合骨髓基质干细胞（BMSCs）构建组织工程骨的可行性,为预防剩余牙槽嵴萎缩和促进骨再生提供科学理论指导。方法：采用溶剂浇铸-粒子沥滤技术结合相分离法制备PLGA/CPC支架材料;体外分离、培养、纯化大鼠BMSCs;第3代BMSCs经Dil染色后接种于复合支架材料。实验分为实验组（PLGA/CPC +BMSCs）和对照组（单纯BMSCs）。扫描电镜和激光共聚焦观察支架材料的孔隙率及BMSCs在支架上的黏附情况;CCK-8和碱性磷酸酶(AKP)法检测2组细胞增殖和分化。结果：支架材料孔隙率达90%以上,孔径平均为200~300 μm,支架材料与细胞黏附性较好;原代BMSCs前3 d增殖较慢,3～6 d增殖较快,6 d后增殖较慢;BMSCs表面抗原CD44和CD105均呈阳性表达;茜素红和Ⅰ型胶原染色,BMSCs有良好的成骨活性;Dil染色,细胞标记率达90%以上,标记物对细胞形态无明显影响。CCK-8和AKP法检测,实验组和对照组BMSCs增殖率和AKP活性差异无统计学意义（P>0.05）。结论：PLGA/CPC是理想的组织工程支架材料。     

含天然钙化层的骨软骨材料修复猪膝关节软骨缺损

目的 构建含和不含天然钙化层的修复材料,比较两者在猪膝关节软骨缺损修复中的效果,探讨钙化层在骨软骨组织工程中的重要性.方法 选取普通实验猪膝关节骨,软骨通过Ⅱ型胶原水凝胶冻干技术和天然骨软骨脱细胞技术构建含有钙化层和无钙化层的骨软骨支架,以贵州小香猪自体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)为种子细胞,构建移植修复材料.30只小香猪按随机数字表法分为空白对照组、无钙化层组、含钙化层组(n=10).双膝关节滑车骨软骨缺损造模,直径8 mm,深至软骨下骨,植入对应的修复材料.分别于12、24周取材,采用大体、体式显微镜观察,以及MRI检测缺损填充情况,HE染色、番红0-固绿染色,以及Ⅰ、Ⅱ型胶原蛋白免疫组化染色观察新生修复物的组织类别,O'Driscoll组织学评分评价修复效果.结果 各组术后24周修复效果较12周均有改善.大体和体式显微镜观察,24周空白对照组新生组织部分填充缺损,为纤维组织,软骨表面凹陷深大;无钙化层组移植物填充缺损,软骨表面凹陷;含钙化层组缺损填充较好,表面微凹陷,三层结构可见,与宿主组织整合佳.组织学观察提示空白对照组为纤维组织填充修复;无钙化层组为骨和纤维软骨修复,三层结构不明显;含钙化层组钙化层结构清晰,移植物与宿主整合,软骨表面微凹陷,透明软骨修复.O'Driscoll组织学评分,12、24周空白对照组分别为(3.80±0.83)、(5.50 ±0.52)分,无钙化层组分别为(10.30±0.63)、(14.20±0.68)分,含钙化层组分别为(15.10±0.58)、(18.80±0.87)分,各组评分差异均有统计学意义(P＜0.01),含钙化层组评分最高.结论 含有天然钙化层的骨软骨支架,在猪骨软骨缺损修复中取得了很好的修复效果,明显优于无钙化层支架和空白对照,是今后软骨组织工程支架设计的重要参考.