转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因共转染骨髓干细胞

背景：骨形态发生蛋白2及转化生长因子β是骨再生中重要的因子,提高其表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。 目的：构建携带转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的慢病毒载体,观察其在骨髓间充质干细胞中的表达情况。 方法：应用重组慢病毒技术构建同时携带转化生长因子β3、骨形态发生蛋白2和绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒表达载体,并用其转染体外培养的第3代兔骨髓间充质干细胞,以转染携带转化生长因子β3或骨形态发生蛋白2单一基因的慢病毒或单独慢病毒的骨髓间充质干细胞作为对照。转染后1周分别提取各组细胞的总RNA和蛋白进行检测。 结果与结论：荧光显微镜下见转染转化生长因子β3和(或)骨形态发生蛋白2基因3 d的骨髓间充质干细胞发绿色荧光,转染效率达90%以上。RT-PCR和Western blot结果显示,转染转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白的表达均高于单一基因转染组及空白对照组。可见应用慢病毒可成功将转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因转染至骨髓间充质干细胞并实现其高效表达,且两种基因具有协同促表达作用。     

环氧化酶2基因沉默不影响人骨髓间充质干细胞定向分化的能力

背景：目前环氧化酶2基因沉默在干细胞中的研究还处在初级阶段。 目的：构建携带环氧化酶2基因沉默的慢病毒载体,观察其在人骨髓间充质干细胞中的表达,以及其定向分化潜能变化情况。 方法：应用重组慢病毒技术构建携带沉默环氧化酶2基因和绿色荧光蛋白的慢病毒载体,并用其转染体外培养第3代的人骨髓间充质干细胞,以无目的基因的慢病毒转染人骨髓间充质干细胞的实验组和未做处理的人骨髓间充质干细胞分别作为阴性对照组和空白组进行对比。转染后7 d分别提取各组细胞的总RNA和蛋白检测环氧化酶2表达量。对环氧化酶2基因沉默的人骨髓间充质干细胞和正常人骨髓间充质干细胞定向诱导,观察环氧化酶2基因沉默对人骨髓间充质干细胞成脂、成骨、成软骨能力的影响。 结果与结论：慢病毒转染3 d后,荧光显微镜下可见人骨髓间充质干细胞发出绿色荧光,阴性对照组转染效率可达90%以上,实验组转染效率达85%以上。RT-PCR和Western blot检测结果显示, 环氧化酶2基因在人骨髓间充质干细胞中的基因水平和蛋白水平均得到了明显抑制。环氧化酶2基因转染对人骨髓间充质干细胞成脂、成骨、成软骨能力无明显影响。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞

背景：骨髓间充质干细胞作为骨、软骨创伤缺损及退变修复的种子细胞越来越受到关注。 目的：分析人骨形态发生蛋白2基因转染对白色封闭群大鼠(SD大鼠)骨髓间充质干细胞的影响。 方法：分离纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞并体外扩增,通过腺病毒载体介导人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞,分别通过荧光显微镜观察荧光表达情况及蛋白质水平来测定转染后人骨形态发生蛋白2的表达,碱性磷酸酶定量测定鉴定成骨活性及MTT法评估人骨形态发生蛋白2转染对骨髓间充质干细胞的影响。 结果与结论：从SD大鼠骨髓提取物中分离培养的细胞形态为梭形,呈铺路石状、漩涡状生长,经流式细胞仪检测及多项分化能力鉴定符合骨髓间充质干细胞的特征;经转染人骨形态发生蛋白2基因后,骨髓间充质干细胞表达人骨形态发生蛋白2、碱性磷酸酶;MTT法检测转染人骨形态发生蛋白2基因后,骨髓间充质干细胞增殖能力明显增强(P < 0.05)。说明人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞后可以持续、高效表达人骨形态发生蛋白2和碱性磷酸酶,在体外明显促进骨髓间充质干细胞的增殖。     

骨形态发生蛋白2和7共转染骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白最主要的作用是诱导骨形成,但因提取困难、代谢速度快、难以准确控制其使用浓度、价格昂贵等限制了其在体外和体内相关研究中的应用。 目的：构建含特异细胞生长因子基因骨形态发生蛋白2,7的腺病毒载体,观察骨形态发生蛋白2和骨形态发生蛋白7基因共转染对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的促进作用。 方法：将全骨髓贴壁法分离得到兔骨髓间充质干细胞传至第3代,分为5组,空白组和常规诱导组分别以常规培养基和成骨诱导分化培养基培养;骨形态发生蛋白2, 7腺病毒转染组：分别单独以骨形态发生蛋白2、骨形态发生蛋白7腺病毒进行转染;联合转染组：以2种骨形态发生蛋白腺病毒联合转染。 结果与结论：转染第7天,联合转染组成骨相关基因Runx-2、Osx、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达均较其他各组增高(P < 0.05);骨形态发生蛋白2,7腺病毒转染组上述指标较空白组和常规诱导组增高(P < 0.05)。转染第14天,联合转染组4个指标均较其他各组明显增高(P < 0.05);同时,4个指标表达均高于第7天(P < 0.05)。病毒转染后第7天,联合转染组Ⅰ型胶原和骨钙素蛋白表达均较其他组明显增高(P < 0.05)。提示对骨髓间充质干细胞进行骨形态发生蛋白2腺病毒和骨形态发生蛋白7腺病毒共转染后,较单基因转染和成骨诱导液诱导更能促进成骨相关基因和蛋白的表达。     

稳定转染增强型绿色荧光蛋白大鼠骨髓间充质干细胞系的建立

背景：利用间充质干细胞或含有治疗因子的干细胞进行有选择性的杀伤肿瘤细胞是一种有前途的治疗方法。 目的：建立含稳定转染增强型绿色荧光蛋白的大鼠骨髓间充质干细胞系。 方法：通过脂质体介导慢病毒质粒pVector-EGFP、pHelper、Envelope 共转染293T细胞完成载体病毒构建,以实时荧光定量PCR检测慢病毒滴度;取对数生长期的SD大鼠骨髓间充质干细胞,以复感染指数MOI值0,5,10,15,20加入携带报告基因增强型绿色荧光蛋白的慢病毒载体稀释液,72 h后观察各组增强型绿色荧光蛋白的表达效率及阳性转染率。 结果与结论：携带增强型绿色荧光蛋白的慢病毒载体系统转染293T细胞能够正确表达,滴度为1×10⁸ TU/mL。包装好的病毒颗粒转染大鼠骨髓间充质干细胞二三天后,各孔均有增强型绿色荧光蛋白的表达。MOI值从0增至10,细胞的阳性表达率逐渐提高(P < 0.05),MOI值为10的组能获得>70%的转染率,但MOI值从10增至20,转染率变化不明显。说明以MOI值为10的滴度将慢病毒载体可将外源基因高效转入大鼠骨髓间充质干细胞内,建立含稳定转染增强型绿色荧光蛋白的大鼠骨髓间充质干细胞系。     

孤儿核受体Rev-erbα在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

背景:孤儿核受体Rev-erbα已被证明在骨代谢过程中发挥着重要作用,但其在调节骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的具体机制尚不明确。目的:研究孤儿核受体Rev-erbα是否参与小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的调节。方法:以全骨髓贴壁法进行小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养,构建携带Rev-erbα基因的慢病毒载体并转染至体外培养的第3代骨髓间充质干细胞,转染后48 h采用Real Time PCR法检测Rev-erbα基因水平的表达。实验分为3组:实验组骨髓间充质干细胞转染过表达Rev-erbα基因及EGFP基因的慢病毒载体,阳性对照组骨髓间充质干细胞转染含EGFP基因的空病毒载体,设立不含病毒原液的阴性对照组,分别进行成骨诱导并在第0,7,14天采用Real Time PCR法检测成骨分化相关指标碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨钙素的表达变化。结果与结论:①携带Rev-erbα基因的慢病毒成功转染到骨髓间充质干细胞中并稳定表达;②随着成骨诱导时间延长,成骨相关指标碱性磷酸酶、骨桥蛋白表达增加,但组间差异无显著性意义,骨钙素表达增加,但实验组明显低于阳性对照组和对照组(P<0.05);③结果表明,Rev-erbα转染后骨髓间充质干细胞成骨分化能力降低,成骨晚期标志物骨钙素的表达受抑制,说明Rev-erbα在骨髓间充质干细胞成骨分化的晚期阶段有重要作用。     

重组慢病毒载体转染羊骨髓间充质干细胞及成骨基因表达量的变化

背景：碱性成纤维细胞生长因子具有促进骨髓基质细胞分裂增殖作用,而骨形态发生蛋白2在诱导新骨形成方面有重要的研究意义。目的：分析骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子基因单独和联合转染对体外培养的骨髓间充质干细胞的增殖和骨向分化的影响,比较Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因于转染前后骨髓间充质干细胞相对表达量的差别,为构建组织工程骨的种子细胞做理论依据。方法：构建碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2慢病毒载体,分别转染羊骨髓间充质干细胞,得到碱性成纤维细胞生长因子组、骨形态发生蛋白2组、联合组、对照组细胞,提取RNA后采用实时定量PCR的方法检测Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因的mRNA水平相对表达量的变化。结果与结论：对照组、碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2及联合组4组间非特异性成骨基因表达量存在明显差异(P < 0.05),且碱性成纤维细胞生长因子和骨形态发生蛋白2具有交互作用(P < 0.05),碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2联合组的Ⅰ型胶原蛋白和骨钙蛋白基因表达量明显高于其他3组,且差异有显著性意义(P < 0.05);但是骨桥蛋白基因中差异无显著性意义(P > 0.05)。体外实验结果显示联合转染组中的Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因mRNA水平相对表达量较多,该组细胞的成骨功能最强,适合作为组织工程骨的种子细胞。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

基因重组腺病毒载体与慢病毒载体转染兔骨髓间充质干细胞的对比北大核心

背景:腺病毒载体和慢病毒载体均是较好的组织工程基因载体,两者在介导骨形态发生蛋白2转染兔骨髓间充质干细胞中的差异尚待探究。目的:比较腺病毒和慢病毒载体介导EGFP/骨形态发生蛋白2转染体外培养兔骨髓间充质干细胞的转导效率、持续时间及外源基因表达差异。方法:将第5代兔骨髓间充质干细胞分3组培养,A组以腺病毒载体介导EGFP/骨形态发生蛋白2(Ad-EGFP/BMP-2)转染细胞,B组以慢病毒载体介导EGFP/骨形态发生蛋白2(Lenti-EGFP/BMP-2)转染细胞,C组为未进行转染。转染24 h、48 h、72 h、1周、3周,检测EGFP基因表达;转染72 h后,免疫组织化学观察细胞骨形态发生蛋白2的表达;转染后72 h、1周、3周,Western blot检测骨形态发生蛋白2蛋白表达。结果与结论:(1)转染24 h后,A、B组可见EGFP表达,A组明显强于B组;转染48 h后,A、B组荧光进一步增强;转染72 h后,A组荧光强度近高峰,B组荧光持续增强。转染1周后,A组荧光强度开始下降,B组荧光强度仍然增强。转染3周后,A组荧光强度明显下降甚至消失,B组荧光强度有所下降,但仍然保持一定的表达。C组在各时间点均无EGFP表达;(2)A、B组胞浆均呈骨形态发生蛋白2阳性表达,C组呈阴性表达;(3)转染72 h后,A组骨形态发生蛋白2蛋白表达量强于B组;转染1周后,A组表达下降,B组表达增强并强于A组;转染3周后,A组表达微弱,B组持续表达且明显强于A组;(4)结果表明,相对腺病毒载体,慢病毒载体介导EGFP/骨形态发生蛋白2基因转染兔骨髓间充质干细胞在表达持续时间上具有一定的优势。     

人骨形态发生蛋白2基因重组腺病毒表达载体转染兔骨髓间充质干细胞*

背景：采用GatewayTM技术构建腺病毒载体,显著弥补了外源性细胞因子局部应用的缺陷。 目的：观察人骨形态发生蛋白2重组腺病毒表达载体(Ad-BMP-2/GFP)转染兔骨髓间充质干细胞后骨形态发生蛋白2的表达情况。 方法：密度梯度离心联合贴壁培养法,分离、培养、纯化兔骨髓间充质干细胞;GatewayTM技术构建的Ad-BMP-2/GFP腺病毒载体转染兔骨髓间充质干细胞。 结果与结论：RT-PCR检测转染诱导后的细胞表达成骨细胞特异性产物骨钙素;转染后兔骨髓间充质干细胞在mRNA水平和蛋白水平均有人骨形态发生蛋白2的表达。结果表明构建的Ad-BMP-2/GFP可高效转染兔骨髓间充质干细胞,骨形态发生蛋白2在细胞中能高效表达。     

慢病毒介导骨形态发生蛋白7基因转染诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞的分化

文题释义： 骨形态发生蛋白7：骨形态发生蛋白不仅决定着胚胎早期神经与非神经的命运,还与Wnt、Shh等其他信号通路协同作用,在神经干细胞的增殖、分化以及神经系统各亚型细胞的形成中发挥着重要作用。骨形态发生蛋白7是骨形态发生蛋白家族的重要成员之一,通过静脉或脑室注射骨形态发生蛋白7蛋白,可改善脑缺血大鼠的神经功能,而且骨形态发生蛋白7能够促进神经树突生长,说明骨形态发生蛋白7可能在神经系统发生与修复中具有重要的调节作用,起到神经保护作用。 骨髓间充质干细胞：其具有来源广泛、取材容易、免疫排斥反应弱、避免伦理争议等优点,应用于治疗脊髓损伤具有重要的临床意义,为一种理想的组织工程干细胞。但利用骨髓间充质干细胞治疗脊髓损伤存在诸多问题,例如向神经细胞分化效率低、移植进入体内后分化形成的神经细胞能否与内源性神经细胞形成突触联系等。 背景：骨髓间充质干细胞具备向神经元样细胞分化的潜能,已经被列为治疗脊髓损伤的首选干细胞,但其分化效率低,寻找一种具有高效诱导能力的因子尤为重要。基于文献查阅及课题组研究基础,推测骨形态发生蛋白7(bone morphogenetic protein 7,BMP-7)基因可能在促进骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化上发挥着重要作用。 目的：探讨骨形态发生蛋白7慢病毒载体转染诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化的作用。 方法：采用全骨髓贴壁法培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,以感染复数为50,25,10,1进行LV-GFP转染,转染后3 d在荧光倒置显微镜下观察各组GFP表达情况,确定最佳感染复数。取第3代骨髓间充质干细胞,分为空白对照组(常规培养)、LV-GFP组、LV-BMP-7-GFP组,以最佳感染复数转染24,48,72,96,120 h后,采用MTT法检测细胞存活率;转染3 d后,采用免疫细胞化学实验检测神经细胞标记物神经丝蛋白200、突触素1表达。 结果与结论：①LV-GFP转染后3 d,感染复数为1组未见GFP阳性细胞,感染复数为10,25,50组可见GFP阳性细胞,其中感染复数为10组平均荧光强度高于其余组(P < 0.05),为最适感染复数;②空白对照组、LV-GFP组神经丝蛋白200、突触素1表达呈阴性;LV-BMP-7-GFP组神经丝蛋白200、突触素1表达呈阳性,胞体和轴突被染成亮棕黄色;③结果表明,LV-BMP-7转染可促进骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化。 ORCID: 0000-0001-5909-5524(张文) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Advances in bone biology and new treatments for bone loss

Recent advances in bone biology have led to a more detailed understanding of bone remodeling which is a process that leads to resorption of old bone and replacement by formation of new bone. The most important discoveries in this process of bone remodeling were those of the RANK Ligand/RANK/OPG system which is now recognized the dominant pathway regulating bone resorption. RANK Ligand (RANKL) is a cytokine belonging to the tumor necrosis factor family and is expressed by osteoblasts; it binds to membrane bound receptor RANK on osteoclasts and promotes differentiation of marrow cells through various stages to multinucleated osteoclasts which resorb bone. Several hormones such as parathyroid hormone, calcitriol and prostaglandins stimulate RANK Ligand expression by osteoblasts. Osteoblasts also secrete osteoprotegerin (OPG) which is a soluble receptor that is a potent antagonist of osteoclast formation by binding and inactivating RANKL and OPG is therefore an important regulator of bone resorption. OPG is stimulated by estrogen. OPG has been genetically engineered and in human subjects is a potent inhibitor of bone resorption. Another method for preventing bone resorption is to develope antibodies against RANKL and this has been shown to be a successful strategy. A single subcutaneous injection of this antibody (Denosumab) every 6 months proved to be a potent inhibitor of bone resorption and clinical fracture trials using this agent are now underway. These are novel developments that have risen from basic research in bone biology and other discoveries in the bone remodeling process can be expected to lead to further treatment options for various bone diseases.     

硫酸钙人工骨在良性骨肿瘤刮除术后骨缺损填充中的愈合情况及其重建作用研究

目的观察硫酸钙人工骨在良性骨肿瘤刮除术后骨缺损填充中的愈合情况,探讨其在骨肿瘤患者中的重建作用。方法回顾性分析在2010年1月~2013年9月期间,我院骨外科收治的临床随访资料完整的良性骨肿瘤患者,根据植骨材料的不同,分别采用硫酸钙人工骨、同种异体骨以及自体骨修复肿瘤刮除术后骨缺损。每组各选择随机样本40例。根据术后随访的X线结果和相关临床资料。评估不同移植骨在良性骨肿瘤缺损填充中的降解、吸收和愈合情况。结果 120例患者获得3~48个月随访,平均随访时间14.7个月。随访期自体骨组、硫酸钙人工骨组和同种异体骨组均未发生深部感染、植骨不愈合、伤口不愈合、植骨部位骨折及肿瘤复发等相应的并发症,临床获益率达100%。三组病例在骨愈合时间无统计学意义,愈合率也无显著性差异(0.05)。结论用硫酸钙人工骨材料填充良性骨肿瘤刮除后的骨缺损,愈合效果与自体骨和同种异体骨相近。且硫酸钙人工骨生物相容性好,并发症少,值得在临床上推广。     

重组合异种骨修复良性骨肿瘤及瘤样病变骨缺损

目的研究重组合异种骨(RBX)修复良性骨肿瘤及瘤样病变刮除术后遗留的骨缺损的临床应用价值。方法应用 RBX 修复64例良性骨肿瘤及瘤样病变刮除术后遗留的83处骨缺损。患者平均年龄26.5 岁,肿瘤类型依次为骨囊肿、骨纤维结构不良、内生软骨瘤、骨样骨瘤、动脉瘤样骨囊肿、非骨化性纤维瘤等,观察患者术后全身及切口局部反应,相关免疫学检测,X 线片检查,平均随访时间14个月。结果全部患者未见明显全身反应,相关免疫学检测无明显异常,随访见所有患者术后3～6个月均有 RBX 降解和骨替代现象发生。结论良性骨肿瘤及瘤样病变刮除后利用 RBX 填充修复骨缺损,无明显不良反应,并发症少,经骨替代后可真正完成骨修复。     

同种异体骨移植治疗青少年骨囊肿

目的探讨同种异体骨移植治疗青少年骨囊肿的临床治疗效果。方法自2008年5月~2012年7月我院19例青少年骨囊肿患者,其中男14例,女5例,年龄5~16岁,平均13岁。病变部位为股骨近端5例,股骨干2例,胫骨近端10例,胫骨远端2例,均采用病灶刮除加同种异体骨移植治疗。结果 19例病人均获得随访,随访时间16~38个月,囊肿均消失,骨缺损腔逐渐被新生骨填充愈合,无患肢疼痛及功能障碍,无复发病例。结论彻底清除病灶、充分移植同种异体骨消灭囊腔是青少年骨囊肿有效的治疗方法。     

含BMP的骨填充材料在骨肿瘤与瘤样病变手术中的应用

目的 探讨含骨形态发生蛋白(BMP)的骨填充材料在骨肿瘤及瘤样病变手术中的临床应用价值。方法本组骨肿瘤及瘤样病变患者34例，男20例，女14例。骨填充材料(金骨威、金世植骨灵)应用方法：病灶刮除术骨缺损填充：灭活术后骨缺损填充；病灶切除后在骨干一假体结合部或骨干一同种异体1／4关节结合部植入骨填充材料。肿瘤及瘤样病变类型包括骨纤维结构不良、骨巨细胞瘤、骨肉瘤、骨囊肿、动脉瘤样骨囊肿、内生软骨瘤、软骨粘液样纤维瘤、非骨化性纤维瘤、骨母细胞瘤。观察患者术后全身及局部反应和影像学变化。结果平均随访时间13．5个月。全部患者均无全身不良反应，除1例创口二期愈合外，余病例未见明显局部反应。X线片显示术后3～6个月即有填充材料降解和骨替代现象发生。结论在骨肿瘤与瘤样病变手术中应用含BMP的骨填充材料代替自体或异体骨移植，不增加创伤，并发症少，术后基本无不良反应，且骨缺损修复效果满意，是理想的骨缺损填充材料。     

Structural differences between bone formed intramuscularly following the transplantation of isolated calvarial bone cells or chondrocytes

Summary Bone formed in intramuscular transplants of isolated syngeneic calvarial bone cells in mice, was compared with endochondral bone induced by cartilage produced by analogous transplants of isolated epiphyseal chondrocytes, as well as with parietal bones forming the bulk of the calvaria. Transplanted calvarial cells produced islands of bone, some of which contained intraosseous cavities. Osteoclasts inside these cavities were observed only in 14-day-old transplants and bone marrow cells in 28-day and older transplants. On the contrary, bone marrow appeared soon after formation of bone trabeculae in endochondral bone. The percentage area occupied by bone marrow in these specimens was about twentyfold larger than in the bone formed by transplanted bone cells. On the other hand, the bone marrow area in the latter type of bone was somewhat smaller but of similar order as in parietal bones. Moreover, both in parietal bones and in bone formed by isolated bone cells, the bone marrow was devoid of fat cells which were numerous in bone arising by endochondral ossification. It appears, therefore, that the ratio of bone marrow to the bone tissue area in parietal bones depends more on the intrinsic properties of osteoblasts than on the local factors in the environment of the developing bone. In the case of bone induced by cartilage, the bone marrow/bone tissue area could be determined both by the extent of cartilage resorption by vascularized tissue and by the properties of osteoblasts.     

The ultrastructure of bone cells and bone matrix in human primary hyperparathyroidism

Summary An electron microscope investigation has been carried out on needle biopsies of the iliac crest of 8 patients suffering from primary hyperparathyroidism.A marked increase in bone resorption was the most conspicuous finding. It was due both to increased osteoclastic activity and to periosteocytic osteolysis. The osteoclasts had a more strongly developed brush border and contained more cytoplasmic vacuoles than those in controls. Many osteocytes were found within enlarged, irregular lacunae, and were surrounded by a space containing amorphous, granular and filamentous material. Their mitochondria were sometimes calcified. Osteoblasts were more active than in controls as shown by the developed rough ergastoplasmic cysternae and thick osteoid borders found near some of them. The osteoid tissue, however, was uncalcified; ultrastructurally, lack of the calcification front and incomplete matrix calcification were demonstrable. Mast cells, and osteoclast- and macrophage-like giant cells were often found in the fibrotic marrow spaces.These results confirm that both the resorption and the formation of bone are stimulated in hyperparathyroidism. The calcification process is delayed and often remains incomplete.     

骨的显微损伤及其对骨力学性能的影响

骨的显微损伤是由于反复受载所致的仅能在显微镜下观察到的骨基质的损伤,往往表现为各种形态的显微裂纹或弥散性损伤。通过特殊染色和标记可对显微损伤进行组织学观察和定量分析,并根据其形态和与骨单位的位置关系进行分类。显微损伤往往伴有骨强度的降低和骨脆性的增加,裂纹的长度及其位置是影响骨力学性能的决定因素。显微损伤的积累最终会导致骨的疲劳骨折。     

Biodegradable composite scaffolds incorporating an intramedullary rod and delivering bone morphogenetic protein-2 for stabilization and bone regeneration in segmental long bone defects

In this study, a two-part bone tissue engineering scaffold was investigated. The scaffold consists of a solid poly(propylene fumarate) (PPF) intramedullary rod for mechanical support surrounded by a porous PPF sleeve for osseointegration and delivery of poly(dl-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microspheres with adsorbed recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2). Scaffolds were implanted into critical size rat segmental femoral defects with internal fixation for 12 weeks. Bone formation was assessed throughout the study via radiography, and following euthanasia, via microcomputed tomography and histology. Mechanical stabilization was evaluated further via torsional testing. Experimental implant groups included the PPF rod alone and the rod with a porous PPF sleeve containing PLGA microspheres with 0, 2 or 8 μg of rhBMP-2 adsorbed onto their surface. Results showed that presence of the scaffold increased mechanical stabilization of the defect, as evidenced by the increased torsional stiffness of the femurs by the presence of a rod compared to the empty defect. Although the presence of a rod decreased bone formation, the presence of a sleeve combined with a low or high dose of rhBMP-2 increased the torsional stiffness to 2.06 ± 0.63 and 1.68 ± 0.56 N·mm, respectively, from 0.56 ± 0.24 N·mm for the rod alone. The results indicate that, while scaffolds may provide structural support to regenerating tissues and increase their mechanical properties, the presence of scaffolds within defects may hinder overall bone formation if they interfere with cellular processes.     

重组人骨形态发生蛋白2复合骨在腰椎融合中的效果

背景：诸多研究已证实重组人骨形态发生蛋白2在骨形成及骨折愈合中发挥十分重要的作用,但单纯予以重组人骨形态发生蛋白2植入容易出现扩散和降解,无法对新骨形成予以持续性的影响。 目的：观察重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中的融合效果。 方法：取30只新西兰大白兔,构建后路腰椎横突间植骨融合模型,随机均分为3组,分别在L5-6横突间植入自体髂骨、同种异体骨及重组人骨形态发生蛋白2复合骨(重组人骨形态发生蛋白2与同种异体骨复合物),植入后6周,进行大体观察、X射线检查及组织学观察。 结果与结论：重组人骨形态发生蛋白2复合骨组融合率、新生骨组织在总面积中所占百分比高于自体髂骨组、同种异体骨组(P < 0.05);重组人骨形态发生蛋白2复合骨组、自体髂骨组拉伸强度大于同种异体骨组(P < 0.05),前两组拉伸强度无差异。X射线显示3组植骨区均可见骨痂形成;组织学显示,自体髂骨组移植物已消失,形成大量软骨,有少量骨小梁,并有一定编织骨形成;同种异体骨组有较多的纤维组织包裹材料,有骨岛形成,有数量较少的骨小梁及软骨形成;重组人骨形态发生蛋白2复合骨组存在大量骨小梁和少量软骨,形成编织骨且有皮质骨形成。表明重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中可以获得良好的融合效果。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程