骨形态发生蛋白2-聚乳酸羟基乙酸聚合物复合物修复眼眶骨折缺损

目的 评价重组人骨形态发生蛋白2与聚乳酸羟基乙酸聚合物的复合物(BMP-2-PLGA)修复眼眶骨折缺损的治疗效果.方法 实验动物分为实验组(BMP-2-PLGA组)和对照组(单纯聚乳酸羟基乙酸聚合物组即PLGA组),观察术后1周、3个月和6个月伤口愈合情况、并发症及跟眶外观、CT影像学和组织学变化.结果 术后所有动物伤口愈合良好,无并发症和眼球凹陷.CT三维成像显示术后3个月实验组的缺损范围小于对照组,CT值较对照组高;术后6个月时.实验组的眼眶骨折缺损消失,而对照组仍存在.组织学结果显示,术后3个月时实验组有新骨形成,而对照组无;术后6个月时,实验组的眼眶骨折缺损完全由骨组织修复,对照组主要由纤维组织修复.结论 BMP-2-PLGA复合物薄片植入修复眼眶骨折缺损,生物相容性好,材料可完全降解,为骨组织取代,具有较好的修复效果.     

骨髓间充质干细胞与复合I型胶原和骨形态发生蛋白2的聚乳酸乙醇酸构建组织工程骨

目的探讨骨髓间充质干细胞(BMSC)体外分离培养后种植到复合Ⅰ型胶原和重组人类骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)的聚乳酸乙醇酸(PLGA)生物支架上,构建组织工程骨的可行性.方法密度梯度离心法提取分离BMSC,倒置显微镜观察细胞形态,流式细胞分析法对细胞表面抗原进行鉴定.相分离法制备多孔三维PLGA生物支架,支架材料上复合Ⅰ型胶原和rhBMP-2,扫描电镜观察其超微结构.将第3代的BMSC接种于复合支架上,扫描电镜观察材料的细胞黏附性,将培养6 h 后的细胞-支架复合体植入SD大鼠肌袋内,于2个月后取材进行HE染色,观察其构建组织工程骨的情况.结果 BMSC可在体外分离扩增,表达CD29、CD44,不表达CD34和CD45.制备的PLGA支架孔隙率为90%,平均孔径为100 μm,与BMSC有较好的黏附性.2个月后动物体内细胞-支架复合体的大体观察和HE染色显示,BMSC种植到复合Ⅰ型胶原和rhBMP-2的PLGA生物支架上可构建骨组织.结论 BMSC可在体外长期、稳定培养,是理想的组织工程种子细胞.PLGA与干细胞有较好的黏附性,可用来做组织工程生物材料.BMSC种植到复合Ⅰ型胶原和rhBMP-2的PLGA生物支架上后,在动物体内可构建组织工程骨.     

同步辐射成像比较两种不同骨修复材料修复兔股骨缺损的效果

背景：Bio-oss骨粉、奥邦骨修复材料均为常用的骨修复材料,但其对兔股骨缺损后修复效果的系统性评价鲜有报道。目的：利用同步辐射显微断层成像技术和组织病理学染色相结合,系统评价Bio-oss骨粉和奥邦骨修复材料修复骨缺损的效果。方法：采用随机数表法将32只大白兔随机分为对照组(n=12)与实验组(n=20),均于一侧股骨体部外侧面建立2个大小为4 mm(洞空直径)×6 mm(洞孔深度)的洞穿型骨膜骨质缺损,对照组填充生理盐水,实验组其中一个骨缺损部位植入Bio-oss骨粉,另一骨缺损部位植入奥邦骨修复材料。术后8周,通过大体观察、影像学、组织病理学检测评价2种材料修复材料的修复效果。结果与结论：(1)大体观：术后8周,实验组骨损伤修复区伤口愈合良好,未见感染、化脓等症状,动物行动能力显著优于对照组;(2)影像学检查：术后8周同步辐射显微断层成像,Bio-oss骨粉植入后骨粉周围存在大量的新生骨组织,骨缺损空腔较大,未被新生骨组织完全填充;奥邦修复材料植入后可见骨缺损腔内围绕修复材料形成了大量的新生骨组织;三维重建显示,两种骨填充材料都能与局部骨创面组织接触,促进周围成骨分化成新生骨组织...     

骨生物材料复合骨髓间充质干细胞异位成骨修复肋骨大段缺损

背景:组织工程生物材料具有与自体组织相似的结构与功能。目的:观察骨生物材料复合大鼠骨髓间充质干细胞异位成骨治疗肋骨大段缺损的效果。方法:取Wistar大鼠50只,制备右侧大段肋骨缺损模型,随机分为2组,对照组于骨缺损处置入氯化钙-藻酸钠凝胶,实验组于骨缺损处植入氯化钙-藻酸钠-骨髓间充质干细胞复合物。植入后2,4,8周,进行胸部X射线及骨缺损处组织形态学观察。结果与结论:1X射线观察结果:植入后2周,实验组骨缺损区无明显变化;植入后4周,缺损部位开始出现骨质痕迹;植入后8周,缺损部位大部分充满骨质,缺损两端逐渐相接。对照组缺损部位始终未见明显骨质修复,缺损两端逐渐封闭并硬化;2骨缺损处组织形态学观察结果:植入后2周,实验组材料腔隙中可见少量骨纤维组织,大量炎性细胞聚集,材料与骨质末端无连接;对照组骨缺部位可见大量炎性细胞,未见骨组织形成。植入后4周,实验组支架逐渐降解,可见大量新生骨质;对照组支架仅少量降解,缺损两端出现骨组织聚集。植入后8周,实验组支架大部分降解,可见大量骨组织、骨小梁等组织结构,缺损两端与再生骨质连接;对照组支架大部分降解,缺损两端出现骨硬化;3结果表明:骨生物材料复合大鼠骨髓间充质干细胞可促进肋骨大段缺损的修复。     

注射型rhBMP-2/PLGA/FS缓释微球载体系统用于兔桡骨骨缺损修复的实验研究

探讨注射型重组人骨形态发生蛋白-2/聚乳酸-羟基乙酸/纤维蛋白胶(rhBMP-2/PLGA/FS)缓释微球载体系统在修复兔桡骨节段性骨缺损中的作用。制作新西兰大白兔桡骨缺损模型,将其分为实验组(rhBMP-2/PLGA/FS),对照组(FS)和空白组(不作处理)。在缺损局部注入各组材料后,通过X射线观察各组动物的骨缺损修复情况;取兔桡骨损伤节段定量分析其骨密度值,评估其成骨质量;利用HE及Masson染色,观察骨组织形态及骨再生情况,评估其修复作用。结果表明:rhBMP-2/PLGA/FS缓释微球载体组在骨缺损修复、成骨质量及成骨能力方面均显著优于对照组和空白组,能够显著促进兔骨缺损修复,是一种较为理想、高效的骨组织工程材料。     

硫酸钙人工骨和异种骨修复良性骨肿瘤刮除后骨缺损的机制及近、远期疗效分析

目的探讨硫酸钙人工骨和异种骨修复良性骨肿瘤刮除后骨缺损的机制及近、远期临床疗效。方法选取我院骨科2010年6月~2013年6月收治的良性骨肿瘤患者82例,随机分为实验组和对照组,每组各41例。实验组患者植入医用硫酸钙人工骨颗粒,对照组患者植入重组合异种异体骨,观察患者术后1个月、3个月、6个月、1年时植入骨的降解、吸收、及愈合生长情况。结果实验组患者在术后4w即开始出现硫酸钙骨粒的降解,术后3个月时植入的硫酸钙骨粒已大部分降解完毕并有大量新骨生成,与周围组织无法区分,术后6个月时硫酸钙颗粒已完全吸收并被新骨替代,术后1年骨修复塑形良好;而对照组患者在术后3个月可看到植入骨的降解和新骨的生成,术后6个月时填充物与骨缺损边界模糊,有融合现象,术后1年可看到骨缺损内骨密度均匀,骨小梁明显形成,骨修复良好。结论硫酸钙人工骨颗粒降解速度快,适合非负重部位骨肿瘤刮除后骨缺损的填充,重组合异种骨降解速度慢,适合负重部位骨肿瘤刮除后骨缺损的填充,二者均排异反应小、后期塑形效果显著,可在良性骨肿瘤刮除后骨缺损修复中替代自体骨植骨。     

注射型可吸收聚氨基酸/硫酸钙复合材料动物体内降解吸收及促成骨作用*

背景：注射型人工骨可经皮穿刺注射植入体内,对机体创伤较小,同时该型材料可以任意塑形,能较好地充填骨缺损,但目前临床上尚无在体内能完全降解吸收且具有较好促成骨作用的注射型人工骨产品。 目的：评估注射型可吸收聚氨基酸/硫酸钙复合材料(硫酸钙含量70%)动物体内的降解吸收及促成骨作用,观察其修复骨缺损的能力。 方法：取48只新西兰大白兔,在股骨外髁处制备直径为5 mm、深10 mm的骨缺损模型,以随机数字表法分为实验组和对照组,实验组将注射型可吸收聚氨基酸/硫酸钙复合材料植入骨缺损处,对照组未予干预。 结果与结论：X射线平片示：实验组骨缺损逐渐被骨痂填充,术后16周,骨缺损处恢复正常松质骨密度,塑形完成;对照组骨缺损处修复不明显。组织学检查(苏木精-伊红、MASSON染色)示：术后4周,材料开始降解,新生原始骨小梁长入材料内;术后12周,编织骨开始转化为板层骨;术后16周,材料完全被降解吸收,新生骨组织完全修复骨缺损。结果显示注射型聚氨基酸/硫酸钙复合材料在动物内能够完全降解、吸收,具备一定的成骨活性,可望用作骨修复材料。     

组织工程化骨修复犬牙槽骨缺损的组织学观察

目的观察组织工程化骨修复犬牙槽骨缺损过程中的新骨形成及其矿化程度。方法全麻及无菌条件下抽取犬胸骨骨髓,体外诱导培养犬自体骨髓间充质干细胞。取成年杂种犬8只,随机分成实验组和对照组,每组4只。实验组将已分化的自体成骨细胞与Bio-Oss骨胶原复合修复犬牙槽骨缺损:对照组牙槽骨缺损处仅植入Bio-Oss骨胶原。每组分别于术后4周,8周各处死2只动物,标本常规切片后行HE和改良Masson三色染色,光学显微镜下观察各组标本的组织学表现。结果实验组4周时即可见骨缺损修复区骨胶原内蓝色的新骨形成,随着时间的推移,形成新骨逐渐矿化成为红色的成熟骨组织,8周时骨缺损修复区可见大片新骨呈岛状或条索状排列,新生牙槽骨骨化效果明显优于对照组,Masson染色为红色。结论组织工程化骨促进犬牙槽骨缺损组织的修复。     

川续断复合磷酸钙骨修复骨缺损

背景：复合磷酸钙骨植入材料的物理结构和无机成分与人体骨相似,具有良好的生物可吸收性和生物相容性。研究证实续断细粉能明显提高骨缺损修复速度。 目的：观察川续断复合磷酸钙骨复合植入材料修复骨缺损的效果。 方法：在新西兰大白兔双侧下颌骨体部制备长约1.0 cm、宽约0.5 cm、深约0.3 cm的骨缺损,右侧植入川续断复合磷酸钙材料作为实验组,左侧植入磷酸钙骨材料作为对照组。植入后4,8,12周取材,进行大体观察、CBCT检测、扫描电镜、组织学观察。 结果与结论：①大体观察：实验组成骨速度、材料降解率及硬度高于对照组。②CBCT检测：实验组材料与周围组织结合紧密度强于对照组,且材料降解速度快于对照组。③扫描电镜：两组材料与周围正常骨组织间大多由纤维结缔组织充盈,实验组比对照组更为紧密,空隙更加微小,随着时间的增加,材料与周围正常骨组织的结合更为紧密。④组织学观察：实验组成骨速度及成骨活性优于对照组。表明川续断复合磷酸钙骨植入材料具有明显加速成骨的作用。     

多孔支架材料在骨修复过程中的降解性研究

研究聚乳酸在骨修复过程中的降解特点以及在降解过程中对骨组织的影响，探讨它是否适于作为组织工程化骨的支架。在12只犬两侧下颌骨缺损区分别植入聚乳酸／骨髓基质干细胞／骨形成蛋白以及单纯PLA，于术后2、4、8周观察聚乳酸形态以及植入部位的组织和细胞反应。结果表明，聚乳酸植入骨缺损后在表面和内部同时发生崩裂，至8周时大部分降解；降解过程中始终伴随着巨噬细胞活跃的吞噬活动；随着聚乳酸的降解，新生骨组织逐渐长入，骨缺损得到修复。聚乳酸在骨缺损内的降解时间超过8周；降解时引起的轻度特异性炎性反应对成骨无不良反应。     

Restoration of segmental bone defects in rabbit radius by biodegradable capsules containing recombinant human bone morphogenetic protein-2

Recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) was encapsulated in biodegradable poly(DL-lactide-co-glycolide) (PLGA) capsules to regenerate bone by controlling the release rate of rhBMP-2. The rhBMP-2/PLGA capsules containing 12 microg of rhBMP-2 were implanted in seven 15-mm segmental defects of rabbits radii to examine the healing capacity of the rhBMP-2/PLGA capsules. For the control group, four segmental defects were left empty and two were implanted with ghost PLGA capsules. Healing of the defects was followed for 24 weeks and periodically evaluated by radiographs and histological examination. Mechanical testing was applied to three regenerated bone samples at 24 weeks postoperatively when the mature cortex was observed. Mechanical properties of regenerated bone were not significantly different from normal intact bone statistically. Histologically, the rhBMP-2/PLGA capsules disappeared completely during the process of bone regeneration. These results increased possibilities for clinical application of rhBMP-2/PLGA capsules.     

重组人血管内皮生长因子165/重组人骨形态发生蛋白2/脱蛋白骨与深低温冷冻骨成骨能力的比较

背景：载体+骨诱导因子+生长因子模式人工骨已被证实是理想的人工骨材料。 目的：验证血管内皮生长因子+骨形态发生蛋白与脱蛋白骨复合成重组合人工骨的再血管化及成骨作用,并与深低温冷冻骨比较。 方法：新西兰大白兔左前臂制成桡骨15 mm骨缺损模型,随机分成2组,实验组植入重组血管内皮生长因子165/重组骨形态发生蛋白2/脱蛋白骨;对照组植入深低温冷冻骨。 结果与结论：16周,实验组骨缺损区骨性愈合,移植物密度接近周围正常骨组织;对照组：断端间可见较多骨痂生成,移植物密度稍高于周围正常骨组织。实验组移植物-受体介面无明显分界,达到骨愈合;对照组移植物-受体分界线模糊,部分骨愈合。第3天及第1,2,4,8周,墨汁灌注微血管分析结果显示,实验组血管生成明显多于对照组(P < 0.01);生物力学测试结果显示,实验组三点抗弯曲应力负荷明显强于对照组(P < 0.01)。结果表明,重组血管内皮生长因子165/重组骨形态发生蛋白2/脱蛋白骨重组合人工骨能诱导断端间骨痂形成,加快移植物的血管化速度,且具有良好的生物学功能及生物力学功能。      

Repair of an intercalated long bone defect with a synthetic biodegradable bone-inducing implant

Recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP)-2 in a block copolymer composed of poly-D,L-lactic acid with randomly inserted p-dioxanone and polyethylene glycol (PLA-DX-PEG) as a carrier and porous beta-tricalcium phosphate (beta-TCP) blocks were used to generate a new fully absorbable osteogenic biomaterial. The bone regenerability of the rhBMP-2/PLA-DX-PEG/beta-TCP composite was studied in a critical-sized rabbit bone defect model. In an initial study, a composite of PLA-DX-PEG (250 mg) and beta-TCP (300 mg) loaded with or without rhBMP2 (50 microg) was implanted into a 1.5 cm intercalated bone defect created in a rabbit femur. Defects were assessed by biweekly radiography until 8 weeks postoperatively. The bony union of the defect was recognized only in the BMP-loaded group. To obtain further data on biomechanical and remodeling properties, another BMP-loaded composites group was made and observed up to 24 weeks. All defects were completely repaired without residual traces of implants. Anatomical and mechanical properties of the repaired bone examined by histology, 3-dimensional CT (3D-CT) and mechanical testing were essentially equivalent to the nonoperated-on femur at 24 weeks. These experimental results indicate that fully absorbable rhBMP-2/PLA-DX-PEG/beta-TCP is a promising composite having osteogenicity efficient enough for repairing large bone defects.     

携载rhBMP-2微球的新型复合人工骨的制备及生物相容性研究

目的制备一种具有良好生物相容性、降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。方法采用复乳溶剂挥发方法制备携载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。探讨材料特性包括形貌和体外rhBMP-2释放速度，采用体外细胞培养的方法测定复合材料的细胞黏附能力及其浸提液对于人骨髓基质干细胞（MSCs）增殖和成骨分化的影响。结果与单纯rhBMP-2／CPC材料相比较，复合材料rhBMP-2体外释药明显提高。材料与MSCs可良好黏附并使其增殖。体外培养时材料不同时间的浸提液对MSCs细胞的增殖具有促进作用，对于细胞成骨分化的影响与单纯CPC无明显差别。结论rhBMP-2／PLGA微球／磷酸钙骨水泥新型复合人工骨具有良好的生物相容性和活性因子缓释功能，是一种有良好应用前景的骨修复材料。     

重组人骨形成蛋白-2-珊瑚人工骨复合物在拔牙窝牙槽骨修复中的作用

目的:探讨重组人骨形成蛋白-2与珊瑚人工骨复合物(复合骨 )在拔牙窝修复中的作用。方法:拔除 12只成年狗两侧上颌第二及第三切牙,并去除牙槽窝之间的牙槽间隔,一侧随即植入复合骨,对侧植入珊瑚人工骨(珊瑚骨 )作为对照。并于植入后 4、8、12周取材,采用组织学观察、图像分析和 [⁹⁹Tc^m]-MDP核素骨显像等方法比较两种植入材料在牙槽窝中的骨修复能力。结果:复合骨植入牙槽骨后,材料被逐渐降解吸收,新骨不断生成,12周后,植入材料完全被成熟的骨组织取代;图像分析结果显示不同时间复合骨组新骨形成的比值显著高于珊瑚骨组(P <0.05 );4和 8周复合骨组核素浓聚程度高于珊瑚骨组,12周两组核素浓聚程度差异不明显。结论:复合骨在牙槽骨缺损中的骨修复能力和修复效果明显优于珊瑚骨.     

Characterization of rhBMP-2 pharmacokinetics implanted with biomaterial carriers in the rat ectopic model.

Recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) is a member of the bone morphogenetic protein family involved in de novo bone induction. Successful use of rhBMP-2 requires implantation with a biomaterial which can act as a scaffold for cell invasion for osteoinduction and retains rhBMP-2 at a site of implantation. This study was carried out to characterize rhBMP-2 pharmacokinetics from a variety of biomaterial carriers in a rat ectopic model. Retention of rhBMP-2 within carriers after 3 h was variable among the carriers (range, 75-10%), with collagenous sponges retaining the highest fraction of implanted dose. A gradual loss of rhBMP-2 was subsequently observed, the kinetics of which was strongly dependent on the implanted carrier. Collagenous carriers were observed to lose rhBMP-2 gradually from the implant site, whereas some of the mineral-based carriers retained a fraction of implanted rhBMP-2 within the implants. These differences in protein pharmacokinetics among carriers, in addition to their physicochemical nature, are expected to affect the biological activity of implanted rhBMP-2.     

壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2复合骨髓间充质干细胞促进兔脊柱的融合

背景：前期实验已经证明壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2复合材料能够促进兔脊柱融合。 目的：评价壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2/碱性成纤维细胞生长因子支架材料在兔椎间融合中的应用效果。 方法：制备壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2/碱性成纤维细胞生长因子支架材料,并与大鼠骨髓间充质干细胞在体外构成组织工程骨。摘除40只新西兰大白兔椎间盘,随机分为4组：空白对照组未植入任何材料,对照组植入自体髂骨,支架材料组植入壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2/碱性成纤维细胞生长因子复合材料,实验组植入组织工程骨材料。 结果与结论：术后12周：①X射线片：对照组与实验组椎体融合,两组间融合节段生物力学强度大致相同,生物力学强度高于空白对照组与支架材料组(P < 0.05),且支架材料组高于空白对照组(P < 0.05)。②组织学切片：实验组与对照组有编织骨岛和新生毛细血管生成,支架材料组仅观察到壳聚糖支架网络,空白对照组未发现特殊组织结构。表明壳聚糖-磷酸钙/骨形态发生蛋白2/碱性成纤维细胞生长因子复合鼠骨髓间充质干细胞能够明显促进脊柱融合。     

The effect of a fibrin-fibronectin/beta-tricalcium phosphate/recombinant human bone morphogenetic protein-2 system on bone formation in rat calvarial defects

In spite of good prospects for bone morphogenetic proteins (BMP) applications, an ideal carrier system for BMPs has not yet been identified. The purpose of this study was to evaluate the osteogenic effect of a fibrin-fibronectin sealing system (FFSS) combined with beta-tricalcium phosphate (beta-TCP) as a carrier system for recombinant human bone morphogenetic proteins (rhBMP-2) in the rat calvarial defect model. Eight-millimeter critical-size calvarial defects were created in 100 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into five groups of 20 animals each. The defects were treated with rhBMP-2/FFSS, rhBMP-2/FFSS/beta-TCP, FFSS and FFSS/beta-TCP carrier control or were left untreated as a sham-surgery control. Defects were evaluated by histologic and histometric parameters following a 2- and 8-week healing interval (10 animals/group/healing intervals). The FFSS/beta-TCP carrier group was significantly greater in new bone area at 2 weeks (p<0.05) and new tissue area at 2 and 8 weeks (p<0.01) relative to the FFSS carrier group. New bone and new tissue area in the rhBMP-2/FFSS/beta-TCP group were significantly greater than in the rhBMP-2/FFSS group at 8 weeks (p<0.01). On histologic observation, FFSS remnants were observed at 2 weeks, but by 8 weeks, the FFSS appeared to be completely resorbed. rhBMP-2 combined with FFSS/beta-TCP produced significantly more new bone and new tissue formation in this calvarial defect model. In conclusion, FFSS/beta-TCP may be considered as an available carrier for rhBMP-2.