基于快速成型的立体编织仿生大段人工骨的成骨研究

目的探讨基于快速成型技术立体编织仿生大段人工骨的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法以计算机辅助设计（CAD）设计人工骨的微结构，用三维立体编织技术将可吸收手术缝合线编织成人工骨微结构支架的负型，在缝线上涂敷Ⅰ型胶原蛋白控制人工骨的孔道尺寸，在编织物内充填复合rh—BMP2的自固化磷酸钙骨水泥（CPC），将其移植到家犬桡骨25mm完全骨膜．骨缺损区，第4、8、16和24周进行观察，研究骨缺损的修复情况。结果大体观察发现，早期Ⅰ型胶原蛋白溶解、消失。组织学观察发现，术后4周可见新生血管和骨岛，8周可见大量巢状软骨细胞团及编织骨，16周骨岛连接成片，24周新生骨组织呈数个连续过渡的条带样分布区。随植入时间延长，植入体中钙催比值趋向于自体皮质骨。结论3DBF人工骨具备骨缺损修复过程中组织再生所需的微结构及相应的生物学行为。     

富血小板血浆／人工骨修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的探讨富血小板血浆和羟基磷灰石生物陶瓷复合物修复兔桡骨节段性骨缺损的疗效。方法新西兰大白兔12只,切除兔双前肢桡骨中下段1 cm连同骨膜的骨质造成骨缺损,选择左侧前肢为实验侧,右侧前肢为对照侧。实验侧缺损区植入富血小板血浆加羟基磷灰石生物陶瓷,对照侧缺损区单纯植入羟基磷灰石生物陶瓷。术后第2、4、8和12周分别处死3只实验动物,进行大体观察、X线片、组织学、新生骨面积图像分析和透射电镜等观察两侧桡骨愈合情况。结果术后所有动物无感染、死亡,植入物无脱落。大体标本和X线片显示：术后2周实验侧和对照侧在人工骨与宿主骨交界处均有较多肉芽组织,实验侧略多。第4、8周实验侧人工骨表面及孔隙被新生骨组织包裹填充,人工骨与自体骨吻合好;对照侧骨痂主要限于人工骨两端,与对侧比较相对较幼稚。第12周,实验侧骨缺损修复完全,人工骨表面被皮质骨完全包裹;对照侧在人工骨两端区域有板层骨形成,表面未见连续性骨痂。组织学和透射电镜观察显示：随着术后时间的延长,实验侧骨细胞生长明显优于对照侧,有统计学差异。结论富血小板血浆加人工骨复合对管状骨缺损的修复有明显的加速愈合功能。     

BMP/PCC人工骨修复长骨大段缺损的实验研究

目的 研究理想的、能较快修复大段骨缺损的人工骨材料。方法 将骨形态发生蛋白（BMP）和多孔复合陶瓷（PCC）结合研制成BMP/PCC人工骨，并将BMP/PCC和PCC人工骨进行兔桡骨大段骨缺损修复的对比研究。术后2、4、8和12周时取材，分别作大体、组织形态学、新骨形成定量分析及生物力学测试。结果 BMP/PCC人工骨内新骨形成量明显多于PCC人工骨。术后12周时，BMP/PCC侧植入部位的抗折强度明显高于PCC侧。结论 BMP/PCC人工骨能更快促进长骨大段骨缺损的修复，是一种较理想的人工骨材料。     

丝素蛋白/羟基磷灰石组织工程化骨修复兔桡骨节段性骨缺损

目的 探讨丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)组织工程化骨的成骨作用,以期为临床治疗骨缺损提供新的人工骨材料.方法 将SF/HA与成骨诱导的兔骨髓基质干细胞(BMSCs)复合,构建组织工程化骨.取54只兔于左侧桡骨中上段制备15 mm节段性骨缺损.实验分3组(A、B组各24只,C组6只):A组:植入SF/HA组织工程化骨,B组:单纯植入SF/HA;C组:骨缺损区不植入任何材料.于术后4、8、12及16周摄X线片,并于16周行螺旋CT扫描重建,观察骨缺损修复及骨塑形情况,参照Lane-Sandhu X线评分标准对各组骨缺损的骨修复程度评分.骨痂标本行 HE染色组织学观察,按照Lane-Sandhu组织学评分法比较12周和16周时各组的骨修复情况. 结果 术后16周,X线片示A组髓腔通畅,新骨塑形好,骨皮质连续;B组缺损区有缩小,两断端不连接;C组缺损区无明显骨痂生长.16周时螺旋CT扫描重建显示:A组骨塑形明显,骨缺损完全修复;B组有部分皮质骨形成,缺损区不能完全修复;C组骨缺损基本无修复.每组术后4、8、12、16周不同时间点的放射学评分差异均有统计学意义(P＜0.05).术后12、16周时3组间Lane-Sandhu组织学评分差异均有统计学意义(P＜0.05). 结论 SF/HA组织工程化骨具有良好的节段性骨缺损修复能力,但SF/HA本身缺乏骨诱导作用,单独修复节段性骨缺损作用有限.     

组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨研究

目的 研究仿生制备的组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法 采用人工合成双相羟基磷灰石(HA／β-TCP)为支架材料，与聚-DL-乳酸(PDLLA)复合后再复合Ⅰ型胶原及重组合人类骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)，与兔骨膜成骨细胞及肾脏血管内皮细胞复合培养。将仿生制备的组织工程化人工骨移植到日本大耳白兔桡骨完全骨膜-骨缺损区，分别于术后第4、8、12周进行大体解剖观察、X线观察、HE染色及Masson三色法染色组织学观察、图像分析、扫描电镜、X线能谱分析，研究骨缺损的修复情况。结果 术后第4周可见新生板层骨；第8周植入物与自体骨呈皮质骨融合，有新骨髓长入；第12周植入物外周被新生皮质骨完全替代，组织学新生骨呈数个连续过渡的条带样分布区。新生骨定量4周组与8周组及12周组比较差异有显著性，8周组与12周组差异无显著性。随植入时间延长，植入体中钙／磷比值趋向于自体皮质骨。结论 仿生构建的组织工程化人工骨植入体内修复长骨干缺损，修复效果好，其骨再生机制为软骨内化骨。     

磷酸钙人工骨结合骨髓基质干细胞移植修复骨缺损的实验研究

目的制备磷酸钙人工骨(calcium phosphats artifieal bone, CPC)与骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)复合物，通过动物实验研究其对骨缺损的修复作用。方法分离、扩增兔的BMSCs，并以CPC为载体制备cPc／BMSCs复合物，植入兔桡骨15mm骨缺损处。于术后不同时间处死动物，通过X线摄片、组织学染色分析和放射性核素监测，观察新骨形成和材料降解情况。同时以单纯的CPC及空白对照组作为对照研究，评价CPC／BMSCs复合物对骨缺损的修复能力。结果CPC／BMSCs复合物可再生新骨组织并完好地修复桡骨缺损，且其修复能力明显优于单纯的CPC。结论以CPC为载体的自体骨髓细胞移植能有效的修复骨缺损。     

微小颗粒骨磷酸钙复合物作为骨组织工程支架材料的实验研究

目的探讨使用同种异体微小颗粒骨磷酸钙骨水泥（CPC）复合物作为骨组织工程支架材料的方法。方法采用同种异体微小颗粒骨CPC复合物作为支架材料，将rh—BMP与CPC液相混合，再与兔骨膜成骨细胞及毛细血管内皮细胞复合培养，制成组织工程化人工骨。将人工骨移植到兔骶棘肌肌袋内，于术后4、8、12周进行Masson三色法组织学观察、扫描及透射电镜观察，观察其骨化及血管化情况。再将兔的桡骨制成骨缺损模型，用组织工程人工骨进行修复，于术后4、8、12周摄X线片检查、苏木精-伊红染色，观察骨缺损修复情况。结果肌袋内成骨实验，除4周时A组与B组的新骨形成面积百分比无显著性差异（P〉0．05）外，其余时间段两组的新生骨面积及新生血管面积相比具有显著性差异（P〈0．05）。修复骨缺损实验，A组新骨形成的速度、质量均明显优于B组。结论同种异体微小颗粒骨CPC复合物是一种良好的骨组织工程支架材料，有利于组织工程骨快速完成骨化及血管化。     

大段仿生活性人工骨修复犬长骨缺损的实验研究

[目的]观察大段活性人工骨对大动物骨缺损的修复效果,了解材料的降解性。[方法]以快速成形技术制备犬用PLLA.cTCP大段人工骨载体材料,按3 mg/块材料的标准复合rhBMP-2制备犬用大段活性人工骨。以犬桡骨2.0 cm骨缺损为实验模型,将大段活性人工骨(实验组)和单纯载体材料(对照组)植入骨缺损,通过影像学、组织学、生物力学检查评价骨缺损的修复效果,通过图像分析仪分析材料的降解情况。[结果]影像学检查表明,实验组术后12周骨痂与断端完全连接,术后24周骨痂塑形良好。对照组术后24周无骨痂生长,缺损未修复。组织学检查证明,实验组术后12周骨痂外层形成板层骨,中央形成小梁骨及骨髓组织,材料部分吸收;术后24周,骨痂板层骨致密,小梁骨减少,骨髓组织增多,材料进一步降解。对照组术后12周纤维组织将材料包裹并长入其中,材料部分降解;术后24周材料被纤维组织分割包裹,材料进一步降解。术后12周实验组和对照组的降解率分别为43.2%和35.7%,术后24周58.4%和45.4%。生物力学检测证明,术后24周实验组桡骨的抗弯强度超过正常骨的强度。[结论]PLLA.cTCP大段活性人工骨对大动物骨缺损有良好的修复效果,材料的降解性还需要改善。     

磷酸钙骨水泥作为骨形成蛋白载体修复节段性骨缺损及相关研究

目的 制备CPC/BMP复合人工骨，通过动物实验研究其对骨缺损的修复作用及相关问题，探讨临床应用的可能性。方法 参考有关文献方法合成CPC，并将其作为BMP的载体制成CPC/BMP复合物，植入兔桡骨15mm骨缺损处，术后不同时间处死动物。通过生物力学测定，组织学染色分析，电镜扫描及X射线电子能谱分析。X线摄片，无机质含量测定以及骨密度测定等手段观察新骨形成和材料降解情况。同时以单纯的CPC及空白组作为对照研究。综合评价CPC/BMP对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果 术后CPC/BMP和CPC两组动物均无毒性反应。随着时间的延长，血清中碱性磷酸酶浓度逐渐升高，尤以CPC/BMP组显著，提示CPC/BMP复合物和单纯的CPC均可以促进新骨形成，前者新骨形成量大，骨修复能力明显好于后者。CPC/BMP植入2周时可见大量间充质细胞分化，在材料与骨端之间出现一层软骨细胞。4周时软骨细胞向编织骨分化，16周时板骨层骨长人材料并与之相互分割包裹，24周时骨缺损初步修复，新骨密度明显高于CPC组，说明BMP的加入不仅有效地促进了新骨的形成，同时也加速了新骨的钙化。24周组标本生物力学测定结果表明，新骨形成的同时伴随材料的降解，CPC组材料降解速度缓慢，CPC/BMP组降解速度优于CPC组，但24周时仍有部分材料残存。在新骨形成和材料降解过程中可出现血清钙浓度的一过性升高。结论 CPC是BMP的理想载体。CPC/BMP生物活性人工骨对骨缺损有较强的修复能力，可望成为新型的骨缺损修复材料。     

聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥复合材料修复骨缺损的实验研究

目的：探讨聚磷酸钙纤维（calcium polyphosphate fiber，CPPF）和磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cement．CPC）复合材料修复骨缺损的能力及作为人工骨修复替代材料的可行性。方法：选用新西兰大白兔双侧桡骨制作骨缺损模型，将CPPF／CPC复合材料植入左侧骨缺损处，右侧骨缺损以自体微小颗粒骨植入作为实验对照，另做不植入任何物质的骨缺损作空白对照。在2、4、8、12周时分别进行大体观察、X线摄片、组织学切片观察，8、12周时进行扫描电镜观察及骨密度测定，12周时进行力学测试。结果：CPPF／CPC人工骨组与微小颗粒骨组骨缺损均完全修复，空白对照组骨缺损未见修复，CPPF／CPC与微小颗粒骨两组间X线评分、骨密度及力学测试指标比较，差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论：CPPF／CPC复合材料具有良好的骨传导能力、力学特性及生物相容性，有望成为骨组织工程中修复骨缺损的理想材料。     

组织工程化大段人工骨的成骨性能及修复机制

目的探讨基于快速成型技术(RP)的组织工程化人工骨修复长骨干缺损的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法采用自行开发的气压式熔融沉积快速成形(AJS)系统制造仿生人工骨三维支架负型，填充复合重组人类骨形态发生蛋白的磷酸钙骨水泥。形成RPAI骨。移植到家犬桡骨25mm骨膜一骨缺损区，于术后第4、8、12和24周进行大体解剖观察、X线观察、苏木素-伊红染色及改良丽春红三色法染色组织学观察、扫描电镜、X线能谱分析。结果术后第4周可见新生编织骨；第8周可见大量巢状软骨细胞团及骨岛；第12周新生骨组织呈数个连续过渡的条带样分布区；第24周植入物与自体骨呈皮质骨融合。随植入时间延长。植入体中钙／磷比值趋向于自体皮质骨。结论RP人工骨具备骨缺损修复过程中组织再生所需的微结构及相应的生物学行为。     

富血小板血浆促进骨缺损修复的实验研究

目的 探讨复合富血小板血浆(PRP)的陶瓷人工骨对管状骨骨缺损的修复作用。方法 新西兰大白兔24只，体重2．5～3．0kg，雌雄不限。随机选择一侧桡骨作实验侧，连同骨膜切除桡骨中上段1cm，造成节段性骨缺损，填入复合PRP的人工骨，另一侧为对照侧，仅填入人工骨，分别在术后第2、4、8和12周通过大体观察、X线片、组织学及计算机图像分析等手段观察两侧桡骨愈合情况。结果 术后第2周，实验侧和对照侧的新生纤维组织和骨组织均主要集中在截骨靖，实验侧新生组织略多于对照侧。第4、8周，实验侧人工骨表面及孔隙内被大量新生骨组织覆盖和填充，人工骨与宿主骨桥接紧密；对照侧的新生骨组织主要限于人工骨两端，且相对实验侧较幼稚。第12周，实验侧骨缺损完全修复，人工骨表面被皮质骨完全覆盖，对照侧仅于两侧截骨靖区域出现板层骨，人工骨表面未见连续性骨痴形成。结论 复合PRP的人工骨可用于管状骨缺损的修复，并有明显加速骨愈合的作用。     

磷酸钙骨水泥载药核心的块型重组合异种骨体内缓释及修复兔长段感染性骨缺损的研究

目的寻找抗感染的块型重组合异种骨制备工艺简便的药物缓释方式，一期修复感染性长段骨缺损。方法将载药的自凝固磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement，CPC)分4柱置人块型重组合异种骨(massive reconstituted bone xenograft，MRBX)，制成CPC载药核心的块型重组合异种骨(CPC—MRBX)。用18只成年大白兔行体内缓释实验。按照术后1、2、5、10、15、20、25、30和35d分为9组，每组2只。将CPC—MRBX植入兔骶棘肌肌袋中，按各时间点测定动物的血药浓度，并从植骨处取软组织测定植骨区周围的药物浓度。动物模型采用兔股骨感染长段骨缺损模型，共40只。外固定架位于膝上1．5～2．0cm，邻近截骨处的固定针距离截骨端0．5～0．8cm，针道方向垂直于股骨前外侧面，并在植人材料后适当加压。实验组(n=25)用CPC—MRBX修复，对照组(n=15)将自体骨段回植。术后观察动物饮食、活动和伤口的变化；在4、8、16和24周分别行影像学、组织学观察两组骨愈合情况。结果CPC—MRBX的制备过程在常温、常压下顺利完成，体内药物缓释实验显示组织中有效药物浓度可以维持30d左右，同时血药浓度无明显增高。动物模型的固定方法可靠，术后实验组动物一般情况可。术后4d动物能够正常站立，X线片示有明显的骨痂生成；8周时X线片示骨痂进一步增多，骨折线消失，可去除外固定架负重，以后功能活动基本正常。组织学4周时可见大量软骨组织长入载体；8周时新生骨组织进一步增多，CPC已有明显降解；16周时骨组织进一步增多，骨髓组织生成，CPC进一步降解；24周时髓腔再通，CPC基本降解完全。对照组4周时出现明显的骨髓炎表现，伤口局部脓性渗出，动物呈屈髋屈膝保护性体位，X线片示植骨处无愈合迹象，皮质变薄，2只针道处有骨折发生，光镜下可见明显的炎性细胞浸润和骨皮质溶解；8周前动物全部死亡，4只心脏无菌采血培养金葡菌阳性。结论CPC—MRBX制备工艺简便，且具有良好的抗感染、骨诱导和骨传导能力，能够修复有感染的长段骨缺损。     

复合骨形态蛋白-2的聚乳酸-乙醇酸共聚物/磷酸三钙人工骨结合带血供组织修复羊大段骨缺损的试验研究

目的研究复合骨形态蛋白-2的聚乳酸-乙醇酸共聚物/磷酸三钙(PLGA-TCP-BMP-2)人工骨结合尺骨骨膜及长段自体骨移植修复大段骨缺损的效果。方法手术造成30 mm绵羊桡骨骨缺损,A组植入人工骨及带血运的长段尺骨,B组植入人工骨及带血运的尺骨骨膜,C组仅植入人工骨,D组不植入任何材料。四组均以钢板固定桡骨缺损区。术后行X线摄片,24周处死行CT及组织学检查,进行系统评价。结果 X线检查示术后放射学评分A组高于其它各组。组织学结果显示,A组新生骨完全修复骨缺损区;B组新生骨与断端皮质骨融合,新生骨痂较为纤细;C组新生板层骨及骨陷窝排列较为紊乱;D组无骨连接表现。A、B、C组均未见人工骨材料残留。A组组织学评分最高,D组最低,差异有显著性。结论PLGA-TCP-BMP-2人工骨结合长段自体骨或带血供尺骨骨膜移植能够很好的修复绵羊桡骨大段骨缺损。     

Effects of Pore Size on the Osteoconductivity and Mechanical Properties of Calcium Phosphate Cement in a Rabbit Model

Calcium phosphate cement (CPC) porous scaffold is widely used as a suitable bone substitute to repair bone defect, but the optimal pore size is unclear yet. The current study aimed to evaluate the effect of different pore sizes on the processing of bone formation in repairing segmental bone defect of rabbits using CPC porous scaffolds. Three kinds of CPC porous scaffolds with 5 mm diameters and 12 mm length were prepared with the same porosity but different pore sizes (Group A: 200–300 µm, Group B: 300–450 µm, Group C: 450–600 µm, respectively). Twelve millimeter segmental bone defects were created in the middle of the radius bone and filled with different kinds of CPC cylindrical scaffolds. After 4, 12, and 24 weeks, alkaline phosphatase (ALP), histological assessment, and mechanical properties evaluation were performed in all three groups. After 4 weeks, ALP activity increased in all groups but was highest in Group A with smallest pore size. The new bone formation within the scaffolds was not obvious in all groups. After 12 weeks, the new bone formation within the scaffolds was obvious in each group and highest in Group A. At 24 weeks, no significant difference in new bone formation was observed among different groups. Besides the osteoconductive effect, Group A with smallest pore size also had the best mechanical properties in vivo at 12 weeks. We demonstrate that pore size has a significant effect on the osteoconductivity and mechanical properties of calcium phosphate cement porous scaffold in vivo. Small pore size favors the bone formation in the early stage and may be more suitable for repairing segmental bone defect in vivo.     

含聚乳酸-羟基乙酸共聚物的新型磷酸钙骨水泥体内降解性能研究

目的探讨含聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)的新型磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)(CPC/PLGA)体内降解性能,为临床试验奠定基础。方法按照45%磷酸氢钙、45%部分结晶磷酸钙、10%PLGA比例,制备CPC/PLGA。健康成年新西兰兔32只,体重2.2～3.0 kg,雌雄各半;随机分为CPC/PLGA组(实验组,n=17)及CPC组(对照组,n=15)。两组实验动物制备双侧股骨内侧髁直径4.5 mm、深1.5 cm骨缺损模型,右侧骨缺损分别采用CPC/PLGA及CPC修复,左侧不作处理作为空白对照。术后观察实验动物一般情况,术后2、4、8、16、24周两组取材行组织学观察、骨形态计量学分析,术后8周及16周实验组取材行扫描电镜观察。结果实验动物均存活至实验结束。组织学观察显示,随时间延长,实验组CPC/PLGA逐渐降解,并有新生骨小梁从边缘长入其中,并且增粗、增长,24周时材料基本降解,被新生骨小梁取代;对照组CPC降解明显较实验组延迟。实验组术后总骨组织含量百分比为44.9%±23.7%,显著高于对照组的25.7%±10.9%(t=3.302,P=0.001);实验组术后4周骨组织含量百分比与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05),8、16、24周均显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。扫描电镜观察结果显示,实验组术后8周CPC/PLGA降解后形成孔径为100～300μm孔隙;随着时间延长,16周时新生骨小梁长入孔隙内,并与残余骨水泥牢固结合。结论 CPC/PLGA植入兔体内后具有良好的降解性能,有望成为一种良好骨移植材料。     

自体颗粒骨磷酸钙骨水泥复合细胞移植的实验研究

目的探索应用自体颗粒骨磷酸钙骨水泥复合细胞修复骨缺损的效果。方法分离、定向诱导和扩增骨髓间充质干细胞(MSCs),观察其在体外培养的情况。体外复合自体颗粒骨与磷酸钙骨水泥,然后复合MSCs,并以电镜观察复合物在体外培养的情况。在动物模型中,以不同的复合物植入大鼠直径5mm的颅骨缺损,并于术后摄X线片及进行组织学观察。结果颗粒骨、CPC和MSCs的复合材料可以修复骨缺损,效果优于其他实验组,相比较有显著性差异(P<0．05)。结论颗粒骨、CPC和MSCs的复合材料可以再生骨组织,可以用于修复骨缺损。     

仿生活性人工骨修复兔桡骨节段性骨缺损的研究

目的 研制在成分和结构上与天然骨基质高度仿生的新型材料，应用于节段性骨缺损的修复。方法 以Ⅰ型胶原蛋白分子为模板，引入钙磷盐生成体重，合成纳米相羟基磷灰石/胶原（NHAC）并以之为主体，以1：1的质量比加入聚乳酸（PLA）制备多孔框架，与重组人骨形态发生蛋白2（rh-BMP2)复合后植入兔桡骨15mm缺损，观察骨修复情况。结果 所合成的材料具有纳米级的层装排列结构。层间距为11.7nm，实验组中10只兔术后12周骨缺损均完全愈合。结论 NHAC可能成为修复骨缺损的较理想材料，具有较大的临床应用潜力。