优化配方的CPC/DBM/rhBMP-2复合材料在体内的超微结构和组织学特征

目的探讨磷酸钙骨水泥(CPC)/脱钙骨基质颗粒(DBM)/重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)复合材料在骨内的超微结构和组织学特征,评价该材料的成骨性能。方法预制兔DBM,按0.2的DBM质量比制作CPC/DBM/rhBMP-2复合材料。将复合材料(A组,n=12)、CPC(B组,n=10)、医用骨水泥(C组,n=7)分别植入兔股骨髁部骨缺损,在植入后第6、12、24周取材进行组织学和扫描电镜观察。结果术后第6周,A组中复合材料-骨界面模糊,宿骨发出纤维连续通过界面,编织骨样结构开始向材料内部长入。第12周,A组中血管和成骨细胞在复合材料内部生长,产生新骨。第24周,A组中骨缺损已修复,形成骨性连接,材料大部分被新骨替代。B组术后第6周CPC-骨界限清晰,未见新骨向材料内部长入,第24周骨缺损部位仍为CPC填充,材料内部未见新骨出现。C组材料直至第24周尚未与宿骨形成任何连接。A组材料在成骨细胞活性、血管化程度和新骨生长速度方面均优于B组。结论将DBM质量比为0.2的复合材料植入骨缺损内可以促进细胞、血管、新骨的长入,且易降解及被自体骨替代。     

优化配方的磷酸钙骨水泥/脱钙骨基质颗粒/重组人骨形成蛋白-2复合材料降解性能的影像学和组织学评价

目的探讨磷酸钙骨水泥（CPC）/脱钙骨基质颗粒（DBM）/重组人骨形成蛋白-2（rhBMP-2）复合材料在体内的影像学征象和组织学特征,评价该材料的降解性能。方法预制兔DBM,将其与rhBMP-2充分混匀,真空下形成rhBMP-2/DBM复合物,后者与CPC按DBM∶CPC质量比2∶8的比例制作CPC/DBM/rhBMP-2复合材料,其中含rhBMP-2的量约1.2mg/cm3。将复合材料（A组,n=12）、CPC（B组,n=12）分别植入兔股骨髁部骨缺损和股后肌肉内,于植入后6、12、24周每组各处死4只实验动物,进行X线摄片和组织学观察。结果X线摄片观察显示：A组术后6周植入髁部缺损的材料边缘变得不规则;第12周材料失去原有外形,轮廓变小;第24周材料大部分被吸收,髓腔部分再通。术后6-24周,A组植入肌肉内的复合材料轮廓逐渐变小,密度逐渐减低,B组植入髁部缺损和肌肉内的CPC轮廓、密度均无明显变化。组织学观察显示：A组术后第6周可见编织骨样结构长入植入髁部的复合材料内部;第12周材料内部产生新骨;第24周骨缺损已修复,材料残留少部分未被吸收,大部分被新骨替代。A组术后6-12周可见纤维组织长入植入肌肉内的复合材料内部,第24周仅少部分材料残留未被吸收。B组植入髁部缺损和肌肉内的CPC材料于术后6-12周未见新骨和纤维组织长入,第24周骨缺损部位仍为CPC填充,材料内部未见新骨和纤维组织出现。结论与CPC比较,优化配方的复合材料在体内易降解并容易被自体骨替代。     

骨形态发生蛋白复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损的实验研究

用脱钙骨基质颗粒、骨水泥和骨形态发生蛋白复合后的材料修复狗股骨微波诱导高温原位灭活骨缺损。显露狗右侧股骨中段 ,微波诱导高温 5 0℃、2 0min原位灭活 ,造成 2 5cm× 1 0cm骨缺损 ,植入复合材料 ,左侧单纯植入骨水泥做对照。分别于术后不同时间行X线照相、99mTc MDP骨显像、组织学观察和生物力学测定。结果发现 ,该复合材料极易塑形 ,能用于修复各种形状的骨缺损并能早期负重 ,其内部存在有利于新生血管长入的不规则间隙 ,最终与宿主骨达到“生物铆定”。     

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。     

活性人工骨填充修复兔涂层多孔钛周围骨缺损的生物固定效果

目的评估骨形态发生蛋白（BMP）复合仿生人工骨三维多孔框架材料[聚（乳酸-羟基乙酸）共聚物（PLGA）／磷酸三钙（TCP）]修复多孔钛周围骨缺损的可行性。方法将仿生人工骨与提取的BMP复合制备活性人工骨材料。建立修复兔股骨下端多孔钛周围骨缺损模型，应用扫描电镜、能谱分析及生物力学研究该材料的生物固定效果及其特点。结果术后6周，实验组样品孔隙内的能谱图上Ca、P元素的峰已经明显。12周时，实验组样品孔隙内部及其周围的Ca、P含量高于对照组（P〈0．05）。生物力学测定结果显示，所有样品的剪切应力都随时间延长而增大。其中在6周、12周，实验组多孔钛在所有时相点均表现出了比对照组高得多的剪切力（P〈0．05）。结论应用BMP复合PLGA／TCP材料修复假体周围骨缺损，早期能够更好地形成新骨，促进假体生物固定，说明BMP早期骨诱导作用在假体生物固定方面至关重要，具有一定的临床应用潜力。     

异种脱蛋白骨修复山羊长骨大段缺损的成骨观察

目的 评估改良法制备异种脱蛋白骨(deproteinzated bone,DPB)作为组织工程支架材料修复大动物大段长骨缺损的能力,为异种DPB的临床应用提供实验依据.方法 山羊24只,在每只山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20%形成节段性骨缺损,按分组情况植入不同材料.A组为单纯异种DPB,B组为自体骨,C组为异种DPB+自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)+重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP2),均采用半环槽式外固定器固定.术后4～24周每隔4周进行X线及术后24周取新生骨进行双能X线(DEXA)、组织学、生物力学检测,评价骨缺损修复效果. 结果 术后4～24周,在同一时相点,X线Lane-Sandhu法评分B组》C组》A组,并且术后24周新骨的骨密度、骨矿含量、组织学和生物力学检测经统计学分析,C组与B组比较,差异无统计学意义(P>0.05). 结论 改良法制备的异种DBP复合自体BMSCs和rhBMP2修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当,可以作为组织工程支架材料试用于临床.     

带血管骨膜和同种脱钙骨基质联合移植与自体骨移植修复骨缺损的比较研究

目的了解带血管骨膜（ＶＰ）和同种脱钙骨基质（ＤＢＭ）联合移植替代自体骨移植修复大段骨缺损的可能性。方法以兔桡骨中央２５ｍｍ的大段骨缺损为模型，通过Ｘ线观察、Ｘ线平片骨缺损修复Ｌａｎｅ评分、组织学观察、骨组织形态计量分析和生物力学测试，比较术后４，８，１６周时ＶＰ＋ＤＢＭ联合移植与自体骨移植修复骨缺损的效果。结果术后４周ＶＰ＋ＤＢＭ联合移植及自体骨移植均已较好地完成了缺损的修复，而前者的Ｌａｎｅ评分、皮质骨密度、力学抗扭刚度均显著高于后者（Ｐ＜０．０５）。但术后８，１６周时两者之间已无显著性差异（Ｐ＞０．０５）。结论ＶＰ＋ＤＢＭ联合移植早期修复兔桡骨大段骨缺损的效果好于自体骨移植。后期两种方法修复效果基本一致。ＶＰ＋ＤＢＭ联合移植后，两者之间建立了相互协同、相互促进的关系。     

复合支架材料构建组织工程骨修复兔颅骨缺损

目的观察以胶原缓释重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）复合骨髓间充质干细胞（BMSCs）及珊瑚构建的组织工程骨修复颅骨缺损的能力，明确复合BMSCs的组织工程骨修复颅骨缺损后新骨的来源。方法构建三种复合支架材料：（1）rhBMP-2／珊瑚；（2）胶原/rhBMP-2／珊瑚；（3）BMSCs／胶原／rhBMP-2／珊瑚。将其分别植入兔颅骨缺损处，8周和16周后采用X线片、HE染色、Masson三色染色法、荧光显微镜等观察比较骨缺损修复的情况。通过BrdU标记BMSCs及免疫组化染色方法证实新骨的来源。结果BMSCs／胶原/rhBMP-2／珊瑚组材料修复颅骨缺损的能力最强，且与自体髂骨修复的情况相近；胶原／rhBMP-2／珊瑚组材料次之，rhBMP-2／珊瑚组材料成骨能力较弱。BMSCs参与了新骨组织的形成，新骨组织部分来源于经诱导的BMSCs。结论胶原是rhBMP-2适宜的缓释载体，胶原及BMSCs对促进复合支架材料修复骨缺损有重要意义。BMSCs／胶原／rhBMP-2／珊瑚构建的组织工程骨可成为一种良好的骨缺损修复材料．     

以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料修复犬桡骨骨缺损的实验研究

目的 了解以纤维蛋白胶(FS)为载体的注射型骨修复材料对犬桡骨节段性缺损的修复作用.方法 18只成年健康家犬随机均分为实验组b(FS bFGF bBMP)、实验组r(FS bFGF rhBMP-2)和对照组(FS),制成右侧桡骨中上段2.0cm骨缺损实验模型,然后严密缝合皮下组织及皮肤,将实验材料经伤口周围正常皮肤注射到骨缺损处,于术后4、8、12、16、20、24周进行放射学检查,术后24周进行组织学和骨密度检查,研究其成骨效应.结果 实验组b和实验组r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(P＜0.01),骨缺损得到了成功修复.结论 以FS为载体复合BMP和bFGF的注射型骨修复材料具有高效的骨修复能力,对犬的骨缺损有良好的修复作用.     

BMP-4基因/TGF-β1对兔火器性股骨缺损的治疗作用

目的 观察BMP-4基因联合TGF-β1对火器性股骨缺损的修复作用. 方法 用火器性钢珠造成兔股骨中段缺损,伤后2周于骨缺损上、下端和中部注射经体外鉴定的BMP-4基因和TGF-β1.用RT-PCR和Western blot检测BMP-4 mRNA与蛋白在体内的表达,用碱性磷酸酶(ALP)活性和钙含量检测局部组织的成骨能力,用病理学和X线检查成骨过程和质量. 结果 注射后BMP-4 mRNA和蛋白可在体内表达6周.实验组ALP活性伤后8周时增加到(13.17±0.51)U/100 ml,显著高于对照组的(8.77±0.44)U/100 ml,提示实验组的成骨能力增强,钙含量检测与此相符.病理学和X线检查证明实验组成骨过程加快,成骨质量提高. 结论 BMP-4基因/TGF-β1对火器性骨缺损有明显的促修复作用.     

壳聚糖包衣加压硫酸钙片复合重组人骨形态发生蛋白-2修复兔节段性骨缺损

目的 比较不同方法 制备的硫酸钙片修复兔桡骨节段性骨缺损的效果. 方法 新西兰大白兔80只随机数字表法分为A、B、C、D组,造成左桡骨中段骨缺损,采用三种经不同方法 制备的硫酸钙片修复.A组:空白对照组;B组:加压方法 制备的硫酸钙组;C组:壳聚糖包衣的加压硫酸钙组;D组:壳聚糖包衣的复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)加压硫酸钙组.术后4,8,12周进行组织学检查和生物力学测试,实验数据采用单因素方差分析. 结果 D组、C组骨缺损愈合,而且前者优于后者;三点弯曲试验显示c组[(39.6±1.7)%]和D组[(47.5±2.1)%]实验侧与健侧抗弯曲强度比值高于A组((21.3±2.7)%]和B组[(23.6±3.3)%],而D组又高于C组(F=125.3,P<0.01). 结论 壳聚糖包衣的加压硫酸钙片降解时间与新骨形成时间趋于一致,而且抗压强度高,可以修复节段性骨缺损,复合dIBMP-2后可以取得更好的效果.     

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.     

骨髓间充质干细胞复合Ⅱ型胶原修复关节软骨缺损的组织学观察

目的 观察向软骨方向诱导分化的自体骨髓间充质千细胞(BMSCs)复合Ⅱ型胶原修复兔关节软骨缺损的质量.方法 扫描电镜观察Ⅱ型胶原结构.24只新西兰大白兔体外分离BMSCs,进行原代、传代培养,倒置显微镜观察.取第3代BMSCs,软骨诱导培养液培养14 d,调整细胞浓度为5×106/ml,与Ⅱ型胶原复合培养1周备用,并观察细胞在支架材料中的生长情况.于膝关节股骨滑车处制作一个直径为4 mm的圆柱形软骨缺损区,右侧植入复合培养1周的自体BMSCs和Ⅱ型胶原组织(实验组);左侧单纯植入Ⅱ型胶原(胶原对照组);另取12只,左右侧均不植入任何材料(空白对照组).术后2,4,8,12周取材,大体和组织学观察检测修复软骨的质量. 结果 Ⅱ型胶原呈网架状结构,孔隙大小在40～300μm之间,BMSCs在其中生长良好,软骨基质大量形成.实验组修复的关节面光亮、平整,镜下表现为透明样软骨,软骨细胞排列规律,与宿主软骨整合好;胶原对照组以纤维组织修复为主,与宿主软骨整合差;空白对照组未能修复软骨缺损.组织学评分实验组明显优于两对照组(P<0.05). 结论 自体BMSCs复合Ⅱ型胶原修复软骨缺损质量好,长期疗效需要进一步的观察.     

Dynamic magnetic resonance tomography (MRI): a follow-up study after femur core decompression and instillation of recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) in avascular femur head necrosis

OBJECT: The aim of the study was to test the use of dynamic magnetic resonance imaging study with Gd-DTPA-application and the dynamic changes of signal intensity at patients with avascular femoral head necrosis after having installed rhBMP-2 and/or decompressed the core. MATERIAL AND METHODS: Six patients with avascular necrosis of the femoral head ARCO-stage I- or II-lesions were treated surgically by femoral head core decompression. Three of these patients were additionally treated with rhBMP-2-instillation. The progression or regression could be confirmed by T1- and T2-weighted spinecho-sequences (zero, four, ten, sixteen weeks and 24 months follow up). RESULTS: Corresponding ARCO-classification with partly more sensitive measurement of vitality signs in comparison to the optical x-ray classification. The objective, quantitative measurement of signal intensity post contrast medium reduces the influence of experience and level of education. The dynamic sequences results are reproducible. CONCLUSION: The dynamic magnetic resonance imaging study after Gd-DTPA-application and the dynamic changes of signal intensity after Gd-DTPA enhancement in the necrotic areas of the femoral head were the important subject of our study and it seems, that these sequencies and the ascertainment of signal intensity changes will be an efficient method for judgement of vitality, vascularisation and perfusion after therapeutical intervention. Combination of femoral head core decompression and rhBMP-2-instillation for the purpose of osseous regeneration seems to stabilize the affection.     

B-mode enhancement of the liver with microbubble contrast agent: a blinded study in rabbits with VX2 tumors

RATIONALE AND OBJECTIVES: The purpose of this study was to evaluate the accuracy of contrast material-enhanced sonography in the detection of liver lesions by using an animal model. MATERIALS AND METHODS: A total of 36 rabbits, 12 normal and 24 with one, two, or more VX2 tumors implanted percutaneously, were imaged on an Acuson 128XP/10 with a 7-MHz sector transducer by a sonographer blinded to the study assignments. The sonographer assigned rabbits to four groups (no, one, two, more than two tumors) based on the number of lesions detected before and then after the intravenous bolus injection of 0.5 mL of AF0150. S-VHS video segments or pre- and postcontrast images were separated, randomized, and evaluated by a blinded reader. Necropsy served as the gold standard. RESULTS: Classification of rabbits as normal or tumor bearing on the precontrast images produced three false-positive results and three false-negative results for the blinded sonographer and six false-positive results and two false-negative results for the blinded reader. On postcontrast images, all rabbits were correctly classified by both observers. The correlation of the classification of whether rabbits had no, one, two, or more tumors relative to the pathologic classification on precontrast images was poor to fair (K = 0.349 +/- 0.099 for the sonographer and 0.274 +/- 0.111 for the reader), whereas the postcontrast correlation was good to excellent (K = 0.924 +/- 0.099 for the sonographer and 0.809 +/- 0.076 for the reader). CONCLUSION: AF0150 markedly increased the ability of the sonographer and the blinded reader to distinguish normal from tumor-bearing animals and improved the classification of rabbits with more than one liver tumor.     

Reference values for atrial size and function in children and young adults by cardiac MR: a study of the German competence network congenital heart defects

Purpose:

To provide reference data for atrial size and function during childhood and adolescence by cardiac MR (CMR).

Materials and Methods:

We prospectively examined 115 healthy children and adolescents (mean age, 12.4 ± 4.1 years; range, 4.4–20.3 years) by CMR using a stack of standard two‐dimensional steady‐state free‐precession slices acquisition covering the whole heart in transverse plane. Maximal and minimal volumes of both atria and their respective calculated cyclic volume change (CVC) and emptying fraction (EMF) were determined and reference centile curves were computed (lambda‐mu‐sigma [LMS]‐method).

Results:

Gender differences were noted for atrial volumes and derived parameters. Maximal right atrial (RA) volume for girls was 53.3 ± 11.8 mL/m² and 58.1 ± 15.7 for boys (P = 0.064), minimal RA volume for girls/boys was 23.2 ± 6.2/27.0 ± 7.9 mL/m² (P = 0.004). Maximal left atrial (LA) volume for girls/boys was 44.2 ± 8.7/46.7 ± 10.1 mL/m² (P = 0.143) and minimal LA volume for girls/boys was 19.2 ± 3.9/21.5 ± 5.1 mL/m² (P = 0.009). For both atria, CVC was higher for boys, but EMF higher for girls. Percentiles of RA/LA volumes showed steeper increase in boys than in girls, who in fact showed a plateau after age 14.

Conclusion:

Pediatric sex‐specific reference centiles are provided to improve clinical interpretation and facilitate future research involving CMR‐derived atrial function. J. Magn. Reson. Imaging 2011;33:1028–1039. © 2011 Wiley‐Liss, Inc.