新鲜自体与异体骨软骨移植修复免关节软骨缺损的比较

背景:骨软骨移植是修复关节软骨损伤的主要方法之一,但新鲜自体骨软骨移植与新鲜异体骨软骨移植相比效果尚无定论.目的:探讨新鲜自体骨软骨移植与异体骨软骨移植修复兔关节软骨缺损的方法及疗效.设计、时间及单位:动物实验观察,于2007-01/2008-05在解放军第四军医大学唐都医院骨科完成.材料:新西兰大白兔9只,随机分为3组,3只/组,分别实施自体骨软骨移植、异体骨软骨移植、单纯软骨缺损3种手术.方法:自体移植组:在股骨内侧髁负重关节面取直径3 mm骨软骨缺损,于非负重关节面取4块直径1 mm骨软骨柱移植;异体移植组:在股骨内侧髁负重关节面直径3 mm骨软骨缺损处植入相同直径的异体骨软骨柱;对照组:于股骨内侧髁负重关节面取直径3 mm全层软骨缺损,不做处理.主要观察指标:术后12周取材,进行大体观察,组织学检杏和半定量的改良Wakitani score评分.结果;大体观察异体移植组修复面较自体移植组稍平整,光镜可见自体和异体移植软骨均已覆盖缺损与正常软骨高度相当.绝大部分修复面为透明软骨,增殖活跃.软骨下骨、松质骨小梁均与骨床完全骨性愈合.自体移植组软骨浅表区细胞数目及排布更接近正常透明软骨,过渡区及辐射区细胞密度、厚度也明显优于异体移植组,基质染色丰富.结论:自体与异体骨软骨移植的方法均可完成关节软骨缺损的透明软骨修复,自体骨软骨移植更优.     

同种异体骨软骨柱移植治疗关节软骨缺损

背景:同种异体骨软骨移植修复关节软骨损伤可以解决自体骨软骨来源有限的问题,但存在免疫排斥问题.目的:观察以深低温保护剂保护的同种异体骨软骨柱移植修复兔关节软骨缺损的效果,并与自体关节软骨移植作比较.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008 05/10在武汉协和医院骨科实验室完成.材料:24只成年健康新西兰兔中8只用于异体骨软骨柱的制备,16只随机分成同种异体移植组和自体移植组,每组8只.方法:使用横穿钉套筒提取兔股骨内侧髁骨软骨柱,将骨软骨柱在4℃条件下放入盛有10%二甲基亚砜的冻存管中2 h,将冻存管移入程序冷冻仪内以1℃/min速率降至-75℃,放入-196℃液氮罐底部保存3周备用.用横穿钉钻头在兔左膝关节股骨内侧髁垂直于软骨面制造缺损,缺损深4 mm,直径4.45 mm,自体移植组取右膝关节内侧髁骨软骨柱植入到左侧膝关节相应缺损处,异体移植组将经过程序性深低温冷冻保存的同种异体骨软骨柱移植到相应缺损处.主要观察指标:术后12周观察兔关节活动度、修复组织的质地等情况.以苏木精-伊红染色观察关节软骨组织的病理变化,以半定量改良Wakitani score法进行评估.以免疫组织化学染色观察Ⅱ型胶原分泌情况.结果:两组实验动物关节活动度正常.异体移植组移植处关节软骨面较光整,与周围正常关节软骨高度一致,结合紧密,颜色接近,与自体移植组相似.两组移植后,兔关节缺损处被透明软骨覆盖,潮线整齐,细胞排列有序,分泌大量基质,异体移植组移植处软骨深层及软骨下骨处可见微小裂隙,未见淋巴细胞和浆细胞浸润.同种自体与异体骨软骨移植组Wakitaniscore评分结果无统计学差异,总分接近,修复软骨Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均强阳性.结论:冷冻同种异体骨软骨柱移植可修复全层小面积关节软骨缺损,术后近期软骨细胞存活,可分泌软骨基质,未见明显排斥反应,与自体骨软骨柱修复的兔关节软骨缺损在组织学上相近.     

糖尿病兔全层关节软骨缺损骨膜移植的修复

目的:评价自体骨膜移植修复糖尿病兔全层关节软骨缺损的生物特性和效果,探讨其可行性。方法:将36只兔随机分为糖尿病兔骨膜移植组,健康家兔骨膜移植组和对照组。每组12只,前两组分别给予相应处理,对照组单纯制造缺损不作任何修复。于术后4,8,12周处死取材,分别进行大体、光镜、电镜观察,并对观察指标进行量化,数据行统计学分析。结果:大体观察糖尿病兔和健康兔骨膜移植组在第12周时均能以类透明软骨组织修复缺损,而对照组为纤维肉芽组织。光镜观察指标显示两种手术方法均能以软骨的方式修复缺损。甲苯胺蓝染色提示软骨细胞有活性,可分泌正常软骨基质,同源软骨细胞在软骨陷窝中存活,但糖尿病兔组基质染色较健康兔组浅。电镜观察表明,修复两组均有软骨细胞生成,有正常软骨陷窝,细胞器发达并能行使正常功能。对照组修复组织符合纤维肉芽组织的特征。结论:骨膜移植也能以类透明软骨修复糖尿病兔全层关节软骨缺损,软骨细胞生物学特性类似于正常关节软骨细胞。     

红骨髓和骨膜移植修复关节软骨缺损

目的:观察红骨髓和骨膜移植修复关节软骨缺损的形态变化过程。方法:实验于2003-10/2004-04在延边大学医学院的人体解剖学教研究室完成。将自体新鲜红骨髓、红骨髓-骨膜复合组织和自体骨膜移植于42只中国家兔双侧膝关节股骨髌面制作的3.0mm×6.0mm全层关节软骨缺损区,通过大体、光学显微镜、电子显微镜观察和图像分析等方法,观察不同时期修复组织的形态变化。结果:单纯红骨髓移植组于术后第4周、红骨髓-骨膜复合移植组于术后第8周、单纯骨膜移植组于术后第12周修复组织细胞的形态、分布及排列接近正常软骨组织,单个修复细胞面积达到正常软骨细胞水平。结论:①自体红骨髓、红骨髓-骨膜复合组织和骨膜移植能够修复关节软骨缺损。②自体移植组织成关节软骨能力的强弱顺序为:红骨髓移植组、红骨髓-骨膜复合移植组、骨膜移植组。     

红骨髓和骨膜移植修复关节软骨缺损

目的:观察红骨髓和骨膜移植修复关节软骨缺损的形态变化过程.方法:实验于2003-10/2004-04在延边大学医学院的人体解剖学教研究室完成.将自体新鲜红骨髓、红骨髓-骨膜复合组织和白体骨膜移植于42只中国家兔双侧膝关节股骨髌面制作的3.0 mm&;#215;6.0mm全层关节软骨缺损区,通过大体、光学显微镜、电子显微镜观察和图像分析等方法,观察不同时期修复组织的形态变化.结果:单纯红骨髓移植组于术后第4周、红骨髓-骨膜复合移植组于术后第8周、单纯骨膜移植组于术后第12周修复组织细胞的形态、分布及排列接近正常软骨组织,单个修复细胞面积达到正常软骨细胞水平.结论:①自体红骨髓、红骨髓-骨膜复合组织和骨膜移植能够修复关节软骨缺损.②自体移植组织成关节软骨能力的强弱顺序为:红骨髓移植组、红骨髓-骨膜复合移植组、骨膜移植组.     

兔膝关节软骨及软骨下骨改变生存环境后的转归

目的 应用关节镜灌洗术、软骨下钻孔术、骨膜或软骨膜移植等方法治疗关节软骨损伤，透明软骨得不到真正的修复。因此以自体或异体软骨细胞、骨髓基质细胞为种子细胞修复关节软骨并观察关节透明软骨细胞和骨髓基质细胞在体内不同微环境中的变化。方法 新西兰兔9只，在股骨髁髌骨滑车关节面钻取两个直径2．5mm、深3mm的骨软骨块，将软骨面向下、软骨下骨向上原位倒置。分别于4，8，12周取材，做大体观察和苏木精一伊红(HE)染色、safrallin-O染色、Ⅱ型胶原免疫组化。结果 4周时倒置体表面有纤维组织覆盖，原关节软骨细胞形态结构正常。8—12周，倒置体表面有纤维软骨再生，原关节透明软骨基本保持其原有特性。结论 以骨松质为支架的骨髓基质细胞未能完全修复关节软骨损伤。修复关节软骨最好采用同一组织来源的透明软骨细胞。     

兔膝关节软骨及软骨下骨改变生存环境后的转归

目的应用关节镜灌洗术、软骨下钻孔术、骨膜或软骨膜移植等方法治疗关节软骨损伤,透明软骨得不到真正的修复。因此以自体或异体软骨细胞、骨髓基质细胞为种子细胞修复关节软骨并观察关节透明软骨细胞和骨髓基质细胞在体内不同微环境中的变化。方法新西兰兔9只,在股骨髁髌骨滑车关节面钻取两个直径2.5mm、深3mm的骨软骨块,将软骨面向下、软骨下骨向上原位倒置,分别于4,8,12周取材,做大体观察和苏木精-伊红(HE)染色、safranin-O染色、II型胶原免疫组化。结果4周时倒置体表面有纤维组织覆盖,原关节软骨细胞形态结构正常。8～12周,倒置体表面有纤维软骨再生,原关节透明软骨基本保持其原有特性。结论以骨松质为支架的骨髓基质细胞未能完全修复关节软骨损伤。修复关节软骨最好采用同一组织来源的透明软骨细胞。     

骨形态发生蛋白对骨膜移植诱导再生关节软骨的影响

目的:研究证实,骨形态发生蛋白是多效性的形态发生素,在一定环境下,可诱导骨与软骨的形成.实验拟进一步验证骨形态发生蛋白对骨膜移植诱导再生关节软骨的影响.方法:实验于2006-09/2007-01在潍坊市人民医院动物实验室(abs1-3)完成.①实验分组:选择健康成年新西兰大白兔16只(共32膝),体质量2.5～3.0kg,随机抽签法分为实验组和对照组,每组8只(16膝).②实验方法:所有兔子均造成股骨髁间窝3.5mm全层软骨缺损,然后取同侧胫骨上段前内侧3.5mm骨膜,待用.实验组:软骨缺损区注入20μg骨形态发生蛋白和20%Pluronic凝胶,然后覆盖骨膜,缝合固定.对照组:软骨缺损区注入生理盐水20μg和相同剂量的20%Pluronic凝胶,然后覆盖骨膜,缝合固定.③实验评估:术后4,8,12周麻醉并处死动物,肉眼观察膝关节活动度及修复组织与周边组织的结合情况;苏木精一伊红染色和甲苯胺蓝染色观察修复组织的性质;根据Wakitani评分标准测定各组不同时间点标本光镜组织学评分;扫描电镜观察移植组织的超微结构.结果:纳入大白兔16只,均进入结果分析.①肉眼观察:术后4周,实验组关节软骨缺损区被类软骨组织替代;对照组关节软骨缺损区仍被骨膜充填.术后8周,实验组表面光滑,与周围正常软骨分界线模糊;对照组表面不光滑,与周围正常软骨分界线清楚.术后12周,实验组与周围软骨性质近似;对照组表面趋于光滑.②苏木精--伊红染色和甲苯胺蓝染色观察:第4周,实验组软骨缺损区完全充填细胞和基质;对照组骨膜生发层成纤维细胞仅少许增生分化.第8周,实验组骨膜增厚;对照组骨膜无增厚,形成少量纤维软骨.第12周,实验组缺损区接近正常软骨;对照组形成大量的纤维瘢痕组织.③织学评分:实验组关节软骨缺损的再生修复明显优于对照组,差异显著(P<0.05).④扫描电镜观察:实验组:4周时修复组织中除纤维组织外,细胞略呈圆形;8周细胞核凹陷;12周核膜清晰可见,染色质分布均匀.对照组:4周时修复组织为层状排列的纤维组织;8,12周修复组织多为层状排列的纤维组织,软骨细胞少(主要为纤维软骨),且不活跃.结论:骨形态发生蛋白对骨膜移植诱导再生关节软骨具有明显的促进作用.     

骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞体内移植修复软骨缺损

背景:以往主要采用磨削灌洗、钻孔、微骨折技术等对软骨缺损组织进行修复,但多数技术被认为具有一定的局限性,只能减轻患者疼痛或仅短期有效。近年来越来越多的研究表明,软骨组织工程修复技术对于软骨再生及修复具有重要意义。目的:观察自体骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞修复兔膝关节髁间窝软骨缺损的效果。方法:取新西兰大白兔28只,随机均分为两组,建立双侧膝关节髁间窝关节软骨缺损模型,实验组左侧植入自体骨膜与骨髓间充质干细胞-软骨细胞复合物,右侧不植入任何材料作为空白对照;对照组左侧植入自体骨膜,右侧不植入任何材料作为空白对照。术后第8,12周,取膝关节软骨缺损部位新生组织,行大体、组织学观察及Wakitani评分。结果与结论:术后12周,实验组修复组织表面基本光滑,与周围软骨色泽极其相近,出现大量软骨细胞及软骨陷窝,形成软骨基质,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性,甲苯胺蓝染色较深;对照组修复组织仍为白色,新生修复组织局部凹陷,表面欠光滑,质地较硬,仅有极少量软骨细胞,甲苯胺蓝染色较浅,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阴性,无软骨基质形成;空白对照组软骨缺损塌陷,表面不规则,修复组织为纤维组织,甲苯胺蓝染色较浅。表明自体骨膜复合骨髓间充质干细胞与软骨细胞移植能够较好修复关节软骨缺损。     

应用液态及凝胶态生物载体材料负载同种异体软骨细胞修复全厚关节软骨缺损

背景:应用固态载体作为细胞支架,修复关节软骨缺损,已有成功经验。尝试将液态载体或凝胶态载体材料复合细胞后注入动物体内,观察该方法的可行性。目的:探讨液态载体或凝胶态载体材料氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2负载同种异体软骨细胞修复全厚关节软骨的可行性。设计:对照实验。单位:威海市立医院骨科,山东省创伤骨科研究所。材料:实验于2001-11/2003-09在山东省创伤骨科研究所实验室进行。健康成年新西兰大白兔36只,体质量2.5～4.5kg,雌雄不限。编号后根据缺损处注入物质的成分随机数字法分成4组,即氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2软骨细胞组、氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2组、氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物软骨细胞组、空白对照组,每组9只。方法:36只大白兔分组后造关节软骨缺损模型,取同种新西兰大白兔关节软骨细胞,体外培养扩增后与20%氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2混合,移植到缺损处进行修复。各移植组缺损处分别注入氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2负载软骨细胞、氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2、氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物软骨细胞组。空白对照组:缺损处不做任何处理。移植后4,8,12周对缺损的修复情况进行大体、光镜组织学评估和电镜观察。据Wakitani评分标准,采用盲法对修复质量作出评价。主要观察指标:①软骨缺损修复程度。②软骨细胞的性质形态,基质中胶原性质、数量及排列方式。结果:①移植的氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2负载软骨细胞中的软骨细胞能很好地生长,4周时,缺损区完全填充。8,12周再生组织与周围正常软骨组织外观相似,界限模糊。组织学检查:形成透明软骨,缺损处被修复。②电镜下:8,12周,修复组织中可见多数成熟的透明软骨细胞及其周围排列不规则的、纤细的、均匀的和无周期性的Ⅱ型胶原。空白对照组仅见纤维修复,再生组织缺乏弹性,表面粗糙,不规则。③修复质量评分:氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2负载软骨细胞组和各组相比在各个时期差异均存在显著性,氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2组和氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物软骨细胞组与对照组相比在各个时期差异均存在显著性[4周:(3.93±1.91),(4.56±1.07),(4.78±1.09),(8.44±1.13)分;8周:(2.80±1.45),(3.24±1.00),(3.33±1.00),(8.44±1.13)分;12周:(2.22±1.10),(3.01±0.69),(3.00±0.71),(9.00±0.87)分,P<0.001],但两组之间在各个时期无显著的差异(P>0.05)。结论:氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物结合重组人骨形态蛋白2负载同种异体软骨细胞移植能以透明软骨的方式成功修复兔膝股骨髁软骨缺损,并优于单纯的氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物负载重组人骨形态蛋白2或单纯的氧化聚乙烯和氧化聚丙烯复合物软骨细胞的移植。