牛BMP骨修复材料对兔桡骨缺损修复的研究

 目的 了解以纤维蛋白胶(FS)为载体复合牛骨形态发生蛋白的注射型骨修复材料修复兔桡骨节段性骨缺损的能力,为其临床的应用提供实验依据.方法 实验分组为:实验组(FS+bBMP组)、对照组(FS组).于28只新西兰白兔右侧桡骨干处造成1.5 cm缺损,然后严密缝合皮下组织及皮肤,将各组材料经正常皮肤注射骨缺损处,术后不同时间进行放射学、组织学和骨密度等方法检查,对其成骨效应进行研究.结果 实验组(FS+bBMP组)骨缺损区在成骨活跃程度、骨密度和再生髓腔结构等方面均显著优于对照组(FS组),使骨缺损得到了彻底的修复(P＜0.01);对照组不能产生骨性愈合.结论 以FS为载体复合bBMP的注射型骨修复材料具有高效的骨修复能力.     

牛BMP注射型骨修复材料异位诱导成骨活性的研究

 目的 了解以纤维蛋白胶(Fibrin sealant,FS)为载体复合牛骨形态发生蛋白(bovine BMP,bBMP)的注射型骨修复材料异位诱导成骨的作用.方法 实验分为:实验组( FS+ bBMP)、对照组b(bBMP)、对照组FS (FS)和空白对照组.将各组材料注射或植入小鼠肌袋内,采用放射学检查、成骨量测定、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)测定、组织形态学检查等方法对各组材料2周、4周异位诱导成骨进行研究.结果 (1)术后4周实验组及对照组b骨痂显影明显,对照组FS及空白对照组无骨痂形成;(2)术后4周,实验组的成骨量显著高于对照组、对照组FS和空白对照组(P＜0.01);(3)2周时各研究组ALP表达水平由高到低依次为:对照组b→实验组→对照组FS→空白对照组,有显著性差异(P＜0.01);4周时各研究组ALP表达水平由高到低依次为:实验组→对照组b→对照组FS→空白对照组,差异有显著性(P＜0.01). 结论以FS为载体复合bBMP的注射型骨修复材料具有高效的骨诱导活性.     

rhBMP-2/明胶复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的实验研究

目的 观察重组人骨形态发生蛋白－2（rhBMP-2)／明胶复合修复犬长骨节段性骨缺损的能力，检验rhBMP-2的诱导成骨活性。方法 手术造成20mm桡骨中上段骨缺损，实验组植入含2.0mg的rhBMP-2的复合材料片，对照组植入单纯明胶片。通过影像学、组织学观察及骨密度测定，评价rhBMP-2／明胶复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的效果。结果 影像学检查示实验组术后12周时骨痂将缺损桥接，术后24周时达到皮质骨连接；对照组无骨痂形成。组织学检查示实验组术后12周时骨痂外层为板层骨，中央为编织骨，内有骨髓组织，术后24周时骨痂外层为皮质骨，中央为髓腔组织；对照组为纤维连接。骨密度测定示术后12周时骨痂密度达到正常值的79％，24周时达到正常值的88％。结论 rhBMP-2/明胶复合材料具有良好的诱导成骨活性作用，2.0mg的rhBMP－2能够很好的修复犬桡骨20mm的骨缺损。     

复合骨形态发生蛋白-2的人工骨与带血供组织修复羊大段骨缺损

目的研究组织工程化人工骨结合不同自体带血供组织(长段自体尺骨或屈指长肌)移植修复大段骨缺损的效果。方法手术造成绵羊桡骨30mm骨缺损,A组植入[聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)-磷酸三钙(TCP)-骨形态发生蛋白-2(BMP-2)]人工骨及带血运的长段尺骨,B组植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨及带血运的屈指长肌肌腹,C组仅植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨,D组不植入任何材料。4组均以钢板固定桡骨缺损区。术后24周行手术部位X线摄片,24周处死动物行组织学检查。结果术后24周时,X线检查示A、B组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔的轮廓较为清晰;C组亦能完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度均不如A、B组;D组无有效骨痂形成。组织学检查结果显示,A组新生骨完全修复骨缺损区;B组骨痂为较成熟的板层骨,骨陷窝较多;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。结论 PLGA-TCP-BMP-2人工骨结合带血供的长段自体骨或自体肌肉移植能够很好地修复绵羊桡骨30mm的骨缺损。     

血管内皮祖细胞促血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损的效果评价

目的 评价血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)促血管化组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损的效果.方法 选用68只新西兰大耳白兔,以数字随机法分为3组.实验组:EPCs+经成骨诱导的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)+脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM);自身对照组:BMSCs+DBM;阴性对照组:单纯DBM.将上述材料置入桡骨中段15 mm骨缺损区,术后12,16周摄X线片行骨密度、组织学光镜、骨钙素免疫组化染色及生物力学测试.结果 实验组的骨痂生长、塑形、髓腔再通、骨愈合速度及力学强度等方面均明显优于对照组.结论 EPCs促血管化组织工程骨成骨能力强,能有效促进骨愈合,是修复大段骨缺损的有效方法.     

优化配方的CPC/DBM/rhBMP-2复合材料修复兔大段长骨缺损的长期观察

目的 观察磷酸钙骨水泥(CFC)/脱钙骨基质颗粒(DBM)/重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)复合材料植入修复大段骨缺损的长期X线变化和组织学特征.方法 预制兔DBM,将其与rhBMP-2充分混匀,真空下形成DBM/rhBMP-2复合物,后者与CPC按质量比2:8(DBM:CPC)的比例制作CPC/DBM/rhBMP-2复合材料,其中含rhBMP-2的量约1.2mg/cm3.取健康成年新西兰兔36只,随机分为A、B、C三组,每组12只.制作15mm桡骨缺损模型,A组旷置骨缺损,B组植入CPC,C组植入复合材料.于术后6、12、24、36周追踪X线摄片,第36周全部处死行组织学观察.结果 X线摄片显示:A组术后各期骨缺损均未修复,最终骨断端萎缩.B组术后各期骨痂均稀少,CPC材料外形、密度无明显变化.C组术后6周复合材料周围形成少量骨痂,材料-骨界面模糊,材料边缘不规则、密度减低、体积缩小;第12周骨痂生长丰富,材料-骨界面消失,材料失去原有外形,轮廓变小;第24周骨痂连续通过骨缺损,桡骨一侧已形成连续的骨质,材料大部分被吸收,髓腔部分再通;术后36周桡骨缺损区两侧均形成连续的骨皮质,且髓腔完全再通,外形恢复满意.术后第36周组织学观察见A组骨缺损为瘢痕样软组织所填充;B组骨缺损部位仍为CPC填充,材料内部未见新骨和纤维组织出现;C组骨缺损已修复,材料残留少部分未被吸收,大部分被新骨替代.结论 优化配方的复合材料能够较好地修复兔大段桡骨缺损.     

应用生物反应器体外培养骨软骨复合体修复犬关节软骨损伤

目的 探讨应用灌注型生物反应器体外培养骨软骨复合体修复关节软骨损伤的可行性. 方法 体外分离犬骨髓间充质干细胞(MSCs),流式细胞仪鉴定.经过生长因子诱导生成软骨细胞和成骨细胞后,免疫组化及碱性磷酸酶等染色鉴定.将软骨细胞、成骨细胞接种到三维多孔β-磷酸三钙(β-TCP)陶瓷支架材料上,置于灌注型生物反应器中复合培养21 d,构建骨软骨复合体,扫描电镜观察细胞在支架材料上的黏附、伸展和增殖情况,并模仿马赛克骨软骨移植术用塑形良好的骨软骨复合体修复犬软骨缺损,切片染色观察其修复情况. 结果 扫描电镜显示软骨细胞、成骨细胞在β-TCP支架上的黏附、伸展和增殖良好,实验组缺损区软骨厚度与正常软骨组织接近.实验组与阴性时照组比较,差异有统计学意义(q=12.337 0,P＜0.01);与空白对照组比较,差异有统计学意义(q=31.5393,P＜0.01). 结论 灌注型生物反应器使软骨和成骨细胞在三维载体内存活并增殖,提高细胞在载体内的复合效率.     

用放射性核素监测组织工程骨修复效果的实验研究

目的　探讨组织工程骨对兔骨缺损的修复能力及放射性核素技术对其的监测作用。方法　 2 4只新西兰大白兔在双侧桡骨制成 15mm骨缺损。左侧植入磷酸钙人工骨 (CPC)和骨髓基质干细胞 (BMSCs)复合体 ,右侧植入CPC。采用核素骨显像和γ计数定量分析于术后 4、8、12周监测骨修复情况。结果　复合骨移植较人工骨有明显的放射性聚集 ,核素骨显像的感兴趣区计数、γ计数定量分析差异有极显著性 (P <0 0 1)。结论　组织工程骨较人工骨具有更佳的修复动物骨缺损的能力 ,放射性核素技术对修复过程有比较准确的监测效果。     

以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料对兔骨髓基质细胞增殖和分化的影响

目的 观察以纤维蛋白胶(FS)为载体的注射型骨修复材料对体外培养的兔骨髓基质细胞(MSCs)增殖和分化的影响.方法 取3天龄新西兰兔MSCs进行培养,实验分为5组,A组(实验组)培养液中加入含1μg/ml重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)和1μg/ml重组人碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的纤维蛋白胶,B组(对照1组)培养液中加入单纯的纤维蛋白胶,C组(对照2组)培养液中加入含lμg/ml bFGF的纤维蛋白胶,D组(对照3组)培养液中加入含1μg/ml rhBMP-2的纤维蛋白胶,E组为单纯对照组(培养液中不加入任何材料).采用细胞培养、组织化学及电镜观察等方法对各组细胞增殖情况、贴壁率、碱性磷酸酶(ALP)活性、Ⅰ型胶原表达、超微结构变化等进行研究.结果 各组材料的促增殖作用和对细胞贴壁率的影响由强到弱均依次为C组、A组、B组、D组、E组,差异有显著性(P＜0.05).各组细胞ALP活性及Ⅰ型胶原表达水平由强到弱均依次为A组、D组、B组、C组、E组,差异有显著性(P＜0.05).扫描电镜观察发现,以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料表面粗糙,有微孔存在,各组细胞与其融合生长.透射电镜观察发现:A组的绝大部分细胞呈成骨细胞表型,细胞增殖旺盛,分化好,胞质内有丰富的粗面内质网和线粒体,并明显扩张,内有蛋白样物质,细胞外基质丰富,细胞周围可见大量的胶原纤维;而各对照组或是细胞增殖活性高,但向成骨细胞表型分化差,或是向成骨细胞表型分化好,但细胞增殖活性较差,细胞外基质及胶原纤维少.结论 以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料(FS bFGF rhBMP-2)可显著促进MSCs的增殖及其向成骨细胞的分化.     

成骨细胞和bFGF植入修复骨缺损的实验和临床应用研究

将同种异体胎兔成骨细胞按不同浓度 (10 7、10 6、10 5、10 4 /ml)植入成年新西兰兔桡骨 1cm缺损区域 ,观察骨缺损修复过程 ,以研究成骨细胞于复合bFGF三维凝胶载体中植入的方法、最佳有效浓度及其促进骨再生效果 ;并植入胎儿成骨细胞和bFGF于骨不连区域 ,观察其临床疗效。结果发现 ,按 10 7、10 6、10 5、10 4 /ml植入成骨细胞组和对照组骨缺损桥接率于术后 4周为 40 %、6 5 %、31 2 5 %、5 5 5 %、5 % ,植入 8周为 41 6 7%、75 %、37 5 %、10 %、8 33 % ;按 10 7、10 6、10 5、10 4 /ml植入成骨细胞组和对照组骨缺损处骨密度于术后 6周为 (0 112± 0 0 18)、(0 15 9± 0 0 33)、(0 12 2± 0 0 39)、(0 0 6 6± 0 0 0 2 )、(0 0 6 7± 0 0 0 9) ,植入 8周骨密度为 (0 15 0± 0 0 5 9)、(0 173±0 0 41)、(0 145± 0 0 2 3)、(0 10 3± 0 0 2 3)、(0 10 2± 0 0 33) ;扫描电镜观察成骨细胞植入 3周时有骨陷窝形成 ,植入5周时骨陷窝壁完全钙化 ;临床应用于 10例骨不连患者 ,经 3～ 12个月随访 ,均愈合。研究表明成骨细胞按 10 7、10 6、10 5/ml浓度植入均有明显的促新骨形成、促骨缺损修复的效果 ,成骨细胞于三维凝胶中植入的最佳细胞浓度为 10 6/ml;胎儿成骨细胞移植可临床应用于     

骨形态发生蛋白缓释载体的实验研究

目的:了解以纤维蛋白胶(fibrinsealant,FS)为载体BMP2局部成骨机制,为其临床应用提供实验依据。方法:将9只2岁雌性山羊施行卵巢切除术,以每个山羊桡骨远端为一个实验单位共18个单位,随机分为生理盐水组(NS)、纤维蛋白胶组(FS)、实验组(FS BMP2),每组6个单位。术后6个月,分别在各组桡骨远端一次性注射生理盐水、纤维蛋白胶和纤维蛋白胶复合BMP2。注射5w后,应用双能X线吸收仪(DEXA)测量各组山羊桡骨远端的骨密度(BMD);在桡骨远端取活组织,利用免疫组织化学染色及图像分析方法对组织切片进行图像分析,观察纤维蛋白胶复合BMP2对去势山羊松质骨胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达的影响。结果:(1)与NS组比,FS BMP2组桡骨远端BMD明显升高(P<0.01),FS组BMD变化不明显(P>0.05);FS BMP2组BMD明显高于FS组和NS组(P<0.01)。(2)FS BMP2组灰度值明显低于NS组和FS组(P<0.01);NS组和FS组灰度值差别不明显(P>0.05)。结论:局部注射纤维蛋白胶复合BMP2具有高效的骨诱导活性,对骨质疏松骨折具有预防作用。     

rhBMP-2和rhVEGF转染ADSCs后体外表达及诱导骨缺损成骨修复的实验研究

目的观察重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）和血管内皮生长因子（rhVEGF）转染脂肪源性干细胞（ADSCs）后的体外表达情况,并以含该转染体系的组织工程骨进行大动物负重骨缺损的修复研究。方法将外源性基因rhBMP-2和rhVEGF通过脂质体Lipofectamine^TM 2000介导的方式转染第四代ADSCs,以G418筛选出阳性克隆并扩大培养后,用RT-PCR和SABC免疫组化法在转录和蛋白质水平观察其转染后第2天和第4周表达情况。建立小香猪自体前肢尺骨中段1.5cm骨缺损模型,分3组进行对比试验：（A组）转染了生物活性因子的ADSCs与脱细胞骨基质材料（ACBM）复合而成新型组织工程骨植入修复组;（B组）未转染生物活性因子的ADSCs复合ACBM植入修复组;（C组）未处理组。以x线和组织切片评价其修复效果。结果转基因ADSCs在转染后瞬时和4周时都可表达rhBMP-2和rhVEGF。大动物骨缺损修复实验中,前2周内3组动物均未出现明显的急性炎症反应;连续x线观察和骨切片显示：A组在术后第3个月已完全修复,且修复效果和进程明显优于B组,C组缺损则主要由纤维结缔充填。结论rhBMP2及rh-VEGF转染ADSCs后可获得4周内稳定的表达。携带该缓释体系的新型组织工程骨是一种具有显著成骨能力的优良骨缺损修复材料。     

聚乳酸管引导性骨再生修复骨缺损的实验研究

目的　观察可降解性材料膜管引导长管状骨骨再生的现象 ,并探讨其作用机制。方法　 6 0只成年新西兰大白兔双侧桡骨中上段截去 15mm ,包括骨膜 ,造成骨缺损。左侧为实验侧 ,采用聚乳酸管桥接 ,制作长管状骨引导性骨再生动物模型 ,右侧骨缺损不做处理作为对照。 6 0只兔随机分为 2组 :A组 12只兔分别于术后 1、2、4、8、12、16周时摄X线片观察 ;B组 4 8只兔随机分为 6组 ,分别于术后 1、2、4、8、12、16周时处死取材 ,进行组织学观察。结果　A组术后 1、2周时实验侧与对照侧无明显差异 ,实验侧 4周时有骨痂开始形成 ,16周时有 10例完成骨性连接、髓腔再通及板层骨改建。对照侧 4周时骨痂生长不明显 ,16周时无 1例愈合。B组实验侧 1周时即有骨及软骨再生 ,16周时在形态学特征、组织学特性方面均类似于正常骨 ,对照侧 16周时只在两截骨端有少量软骨细胞 ,缺损区为纤维组织充填。结论　聚乳酸管能够成功引导骨再生 ,有广泛的临床应用前景     

网孔纳米羟基磷灰石/聚酰胺人工骨修复兔桡骨缺损

目的　探讨新型网孔纳米羟基磷灰石 /聚酰胺 66(n-HA/PA66)复合材料作为骨组织工程支架修复长骨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n-HA/PA66复合材料植入左侧骨缺损处,右侧骨缺损以脱蛋白骨(deproteinelbone, DPB)植入作为实验对照,另做不植入任何材料的骨缺损空白对照,同时设置未行任何处理只供力学测试的正常对照。在 2, 4, 8, 12, 16周各时相点分别进行大体观察、X线照片、组织学切片、扫描电镜观察及力学测试。　结果　n-HA/PA66人工骨组与牛脱蛋白骨(bDPB)组骨缺损均完全修复,而空白对照组骨缺损未见修复;n-HA/PA66与bDPB两组间及两组分别与正常对照组生物力学各项测试指标比较,差异均无统计学意义 (P>0. 05)。　结论　新型骨修复和重建材料n-HA/PA66具有良好的骨传导能力和力学特性以及生物相容性,有望成为骨组织工程中修复骨缺损的理想支架材料。     

牛骨形态发生蛋白复合纤维蛋白促进骨质疏松性椎体骨折愈合的实验研究

目的探讨以纤维蛋白为牛骨形态发生蛋白(bBMP)载体促进大鼠骨质疏松性椎体骨折愈合的机制。方法选择雌性SPF级8月龄SD大鼠81只,随机选取54只经去除卵巢建立骨质疏松模型,27只行伪手术。3月后以腰5椎体手术开窗刮除术区内松质骨的方法建立骨折模型,去除卵巢建立的骨质疏松模型随机分为两组:A组为骨质疏松椎体骨折bBMP治疗组,B组为骨质疏松椎体骨折空白组。每组各27只,C组为伪手术组。于术后1,2,4,6,8,12周观察影像学、组织学与力学性能。结果(1)影像学观察:术后两组X线片示腰5椎体有一骨折缺损透光区。A,C组在术后6周时透光区与周围骨质无明显差别,而B组仍清晰可见,于8周时无明显差别。(2)组织学观察:三组软骨细胞在骨质愈合1周时出现,形成软骨岛,但B组软骨细胞每高倍镜下数量明显少于A,C组,另外,软骨细胞改建成成熟骨细胞,骨小梁形成数量,胶原纤维排列较A,C组有明显差异。(3)力学性能测定:在骨质愈合6~12周,腰5椎体的最大载荷、弹性模量、最大应力明显高于同期B组,差异显著(P<0.05),而A,C组之间无统计学意义(P>0.05)。结论bBMP复合纤维蛋白明显促进骨质疏松性椎体骨折愈合,证明在骨质疏松性松质骨骨折修复过程中bBMP以纤维蛋白为载体作用显著,骨折愈合质量明显增高。     

骨形态发生蛋白9介导的成骨及其调控研究进展

骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins,BMPs）属于转化生长因子β（transforming growth factor-β,TGF-β）超家族成员之一,在骨骼发育、骨形成和干细胞分化中起着至关重要的作用。目前研究表明,BMP9具有特殊的蝴蝶样构型的半胱氨酸支架结构;在BMP家族中,BMP9是体内和体外诱导间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs））成骨分化能力最强的蛋白;较传统BMP而言,BMP9具有更特殊的调控因子和更复杂的串扰机制;在修复骨缺损、促进脊柱融合方面,BMP9也显示出良好的骨再生能力。本文就BMP9结构特点、成骨作用、调控机制及其临床应用前景作一综述。