复合重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖缓释水凝胶的新型HA/ZrO2多孔泡沫陶瓷人工椎体修复犬脊椎骨缺损

目的 研制复合重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)壳聚糖水凝胶的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,并观察其修复beagle犬椎体骨缺损的能力。方法 离子交联法制备壳聚糖水凝胶作为rhBMP-2的缓释载体,扫描电镜下观察其微观形态,检测其载药量、包封率及缓释速率。将HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶,构建新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体。将12只beagle犬按数字表法随机分为3组,每组4只;均采用手术造成半径9 mm、高23 mm的半圆柱状L₄椎骨缺损模型,其中A组植入复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,B组植入复合空白干燥壳聚糖的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,C组植入实验犬自体髂骨。术后6、12、24周对实验犬行大体观察、X线影像学观察;术后24周取实验犬椎体标本行离体Micro CT新生骨量检测及生物力学检测。结果 制备所得壳聚糖水凝胶扫描电镜下呈3D网状结构,内部均匀分布壳聚糖微球,其负载rhBMP-2后包封率达91.88%±1.53%,载药量为(39.84±2.34)ng/mg;释放率第1天为28.32%±3.01%,第3天为48.92%±6.27%,第12天为74.40%±6.29%。术后6周C组动物平均活动度恢复较A组和B组快(P值均＜0.05),A、B组差异无统计学意义(P＞0.05);术后12、24周B组与C组活动度比较差异均有统计学意义(P值均＜0.05),A、C组差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。术后6、12、24周X线影像学观察显示,A组椎体置换术后骨痂生成逐渐增多,植入材料与宿主骨之间的界线逐渐模糊,至24周时人工椎体周围新生骨与自体骨融为一体;C组在24周时出现明显非承重部位的骨吸收,出现较快的自体骨塑形;B组椎体置换术后人工椎体与自体骨的融合速度慢于A组和C组。术后24周标本Micro CT新生骨量检测结果显示,A组(145.38±18.52)mm³,B组(86.30±15.60)mm³,两组比较差异有统计学意义(t=4.879, P＜0.01)。术后24周A、B、C组手术节段椎体标本抗压强度分别为(14.03±1.67) MPa、(8.62±1.24) MPa、(13.79±1.43) MPa,A组和C组椎体极限抗压强度均高于B组(P值均＜0.01),而A组与C组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。结论 复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体能有效修复脊柱骨缺损,有望代替自体髂骨移植运用于临床骨缺损的修复。     

双基因转染犬骨髓间充质干细胞复合HA/ZrO2生物材料新型组织工程骨的构建及其体外成骨能力的研究

目的 构建骨形态发生蛋白2(BMP-2)、血管内皮细胞生长因子165(VEGF165)双基因修饰的骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合羟基磷灰石复合二氧化锆(HA/ZrO₂)生物材料的新型组织工程骨,并观察该组织工程骨在体外的成骨能力。方法 采用有机泡沫作为模版,干铺烧制法制备新型的蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料,电镜观察新型生物材料的表面特性,生物力学试验机检测其力学性能。采取1岁龄健康beagle犬骨髓分离原代BMSCs进行培养,建立双基因修饰的BMSCs复合蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料的共培养体,构建新型组织工程骨。实验分为4组:未转染组,只转染BMP-2(BMP-2组)和VEGF165(VEGF165组)单一目的基因的BMSCs,以及转染BMP-2、VEGF165共基因慢病毒的BMSCs组(BMP-2+VEGF165组)。显微镜下观察细胞在支架材料上的生长情况,用碱性磷酸酶染色检测各组细胞成骨分化能力,免疫组织化学染色检测其成骨细胞特异性蛋白骨Ⅰ型胶原及骨钙素的分泌。结果 新型材料电镜下其表面整体呈多孔状,孔径125~550 μm,各孔之间存在缝隙联结;其平均抗弯强度为812.25 MPa,最高可达987.12 MPa;共培养体建立后扫描电镜观察转染后的BMSCs在支架材料上黏附生长状况良好,双基因联合转染组细胞分泌基质旺盛;BMP-2+VEGF165组细胞碱性磷酸酶活性检测明显高于其他各组(F=1 029.398,P<0.01),免疫组织化学染色在不同阶段发现成骨细胞早晚期分泌的骨Ⅰ型胶原及骨钙素特异性蛋白。结论 新型的蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料是一种合适种子细胞生长的支架材料,并且其力学满足人体四肢承重骨的需要;VEGF165、BMP-2双基因转染BMSCs后具有协同作用,能够促进其在体外的成骨分化。     

3D打印技术制备新型HA/ZrO2梯度复合材料在犬股骨干骨缺损修复中的应用

目的 运用3D打印技术制备新型羟基磷灰石/二氧化锆(HA/ZrO₂)梯度复合材料,分析其性能,并观察其修复比格犬股骨干骨缺损的能力。方法 随机抽取6月龄雄性比格犬1只,截去右下肢股骨中段全层15 mm制成骨缺损模型后,放入动物专用Micro CT进行容积扫描,完成数据采集、转化及后期处理,将处理后的数据导入CeraFab 7500光固化3D打印机中。根据设定参数启动打印程序,形成复合光敏树脂初胚,并对其进一步脱脂烧结,然后采用浸涂法制备HA/ZrO₂梯度复合材料。运用扫描电镜、X射线衍射(XRD)和生物力学实验分析HA/ZrO₂梯度复合材料的性能。制备HA/ZrO₂梯度复合材料浸提液。培养小鼠成纤维细胞株L929,采用噻唑蓝(MTT)法检测HA/ZrO₂梯度复合材料对体外细胞增殖和毒性的影响。将16只比格犬随机分为4组,每组4只。A组:截取犬股骨中段15 mm后,不植入任何材料;B组、C组、D组分别截去股骨中段15、25、35 mm制成骨缺损模型,然后分别植入相应规格的HA/ZrO₂梯度复合材料。术后第2、4、8、12 周拍摄术肢股骨正侧位X片,观察植入材料与自身骨结合情况及周围骨痂生长情况。术后12 周处死实验动物,截取整段股骨,大体观察标本植入材料与周围骨生长状况;行Micro CT扫描,测定新生骨量,并对新生骨进行3D图像重建;对股骨标本进行极限抗压实验,测量极限抗压强度。结果 运用3D打印技术制备的HA/ZrO₂梯度复合材料扫描电镜显示表面光滑,结构均匀,断口表面层均匀过渡结合,没有明显界限,相互之间冶金结合,结构稳定。XRD分析显示HA及ZrO₂峰形明显、结晶程度较好、粉体纯度高。抗压试验显示极限抗压强度为(43.37±2.31) MPa。MTT试验显示HA/ZrO₂梯度复合材料无明显细胞毒性。实验动物术后X线片显示:A组术后形成骨不连;B组有连续性骨痂通过,人工假体与宿主骨之间的界线消失;C组术后第2、4、8周连续性骨痂及新生骨长入速度较B组缓慢,但人工假体与断端间隙逐渐被新生骨填充,有连续性骨痂通过;D组新骨生成缓慢,仅在断端周围出现新生骨。术后12周取材,Micro CT 3D重建及新生骨量检测,B、C、D组单位体积新生骨量分别为(238.55±19.11) mm³/cm³、(223.31±13.41) mm³/cm³、(110.83±6.48) mm³/cm³,3组间比较差异有统计学意义(F=156.824,P＜0.01),其中B、C组新生骨量明显多于D组,差异均有统计学意义(P值均＜0.05)。新生骨CT 3D重建显示:B组复合材料整体被新生骨包绕,无外露;C组复合材料少许外露,表面基本被新生骨填塞;D组复合材料大部外露,新生骨散在长入。B、C、D组股骨标本极限抗压强度分别为(49.72±2.33) MPa、(49.81±2.43) MPa、(46.92±3.61) MPa,3组间比较差异无统计学意义(F=1.119,P＞0.05)。结论 运用3D打印技术制备的纳米HA/ZrO₂梯度复合材料具有可靠的生物相容性及生物力学强度,可以实现临床个体化治疗原则,能很好地修复犬股骨干35 mm内骨缺损,是一种理想的骨组织替换材料。     

负载重组人骨形态发生蛋白2的纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料重建脊柱稳定性北大核心

背景:随着骨修复支架在医学领域的广泛应用,具有良好生物学性能的纳米羟基磷灰石和丝素蛋白成为近年来的研究热点。目的:探讨负载重组人骨形态发生蛋白2的纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料重建兔脊柱节段初始稳定性的可行性。方法:将36只雄性新西兰兔随机分为3组,均制备脊柱失稳模型。自体骨组在L4、L5椎间植入自体髂骨,n HA/SF组将纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料植入椎间隙进行椎间融合,rhB MP-2/nH A/SF组将负载重组人骨形态发生蛋白2的纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料植入椎间隙进行椎间融合。术后12周,X射线观察手术节段的融合情况,然后处死实验动物进行大体观察。使用电子拉力机测试融合节段的稳定性。组织学观察手术部位的植骨融合情况。结果与结论:(1)术后各组标本融合部位质地均较硬。自体骨组融合迹象明显,rhB MP-2/nH A/SF组次之,n HA/SF组未见融合迹象;(2)自体骨组椎体与髂骨植骨块分界处有大量骨小梁长入,nH A/SF组分界处有少量骨小梁长入,rh BMP-2/nH A/SF组分界处骨小梁较多。经X射线评估分别有10只、3只和9只符合融合标准;(3)rh BMP-2/n HA/SF组脊柱活动度与自体骨组间比较差异无显著性意义,rh BMP-2/nH A/SF组脊柱活动度优于nH A/SF组,差异有显著性意义(P<0.05);(4)自体骨组髂骨周边可见骨性连接,n HA/SF组材料周边可见骨性连接,未见成熟骨组织,rh BMP-2/nH A/SF组周边有大量新生毛细血管,并渗入组织内部;(5)结果表明,负载重组人骨形态发生蛋白2的纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料具有良好的生物相容性、力学性能和骨诱导能力,能在较短时间内重建兔脊柱稳定性。     

骨形态发生蛋白4和骨形态发生蛋白4/7基因转染对骨髓基质干细胞成骨活性差异的比较

背景：有文献报道骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)异源二聚体比同源二聚体的活性高,目前国内外尚无BMP-4/7异源二聚体与BMP-4同源二聚体间诱导成骨活性比较的报道。 目的：观察不同基因BMP-4、BMP-4/7对骨髓基质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨活性的差异,探讨融合基因BMP-4/7的生物学活性。 方法：经脂质体转染分离培养的兔BMSCs,G418筛选出稳定表达株,利用RT-PCR法证明目的基因在BMSCs中的表达情况;以BMP-4和BMP4/7融合基因修饰的AAV载体,转染兔BMSCs,MTT法检测不同基因转染细胞的增殖能力;以BMP-4单基因和BMP-4/7融合基因修饰的AAV载体转染兔BMSCs 7 d后,测定两组细胞内碱性磷酸酶及骨钙素水平,观察成骨活性的变化。 结果与结论：实验成功构建高滴度的分别携带BMP-4单基因、BMP-4/7融合基因的重组腺相关病毒载体AAV-BMP-4、AAV-BMP-4/7;RT-PCR结果证明目的基因能够在BMSCs中得到稳定表达。AAV-BMP-4及AAV-BMP-4/7载体转染效率分别为68.20%、72.18%;转染BMSCs后,细胞增殖能力均明显提高,BMP-4/7融合基因的细胞增殖能力活性高于BMP-4单基因。以BMP-4和BMP-4/7融合基因修饰的AAV转染细胞7 d后,细胞内碱性磷酸酶活性明显上调,骨钙素水平升高,成骨活性均增强;两种基因比较,BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因(P < 0.01)。提示BMP-4、BMP-4/7修饰的AAV载体转染效率高,对BMSCs均有成骨活性,其中BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因。     

缓释型重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料诱导骨形成

背景：重组人骨形态发生蛋白2在体内半衰期短、易降解代谢,达不到理想的骨再生效果。 目的：制备缓释型重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料,并观察其缓释性能、骨诱导活性。 方法：将重组人骨形态发生蛋白2与壳聚糖混合制备壳聚糖膜,涂覆于生物骨修复材料表面,ELISA方法检测其体外释药性能。茜素红染色检测缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨材料、重组人骨形态发生蛋白2生物骨材料、单纯骨填充材料诱导C2C12细胞骨钙蛋白的形成,观察其诱导成骨细胞能力。同时将3种骨修复材料植入清洁级KM小鼠股部肌袋内,2周后检测新生骨Ca2+离子含量,评价其异位骨诱导能力。 结果与结论：材料表面的壳聚糖膜分布均匀,负载的重组人骨形态发生蛋白2呈团簇状。重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料体外释药存在突释,前4 d释放量达总药量的50%,持续至12 d,释药量达到90%,第18天时释放完全。与单纯骨填充材料、重组人骨形态发生蛋白2生物骨材料相比,缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料诱导C2C12细胞向成骨晚期分化能力与异位骨形成能力显著增强(P < 0.05)。结果提示缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料缓释性能好,促进骨形成能力强。     

明胶-壳聚糖-羟基磷灰石-米诺环素仿生纳米复合材料修复桡骨缺损

背景：课题组前期研制了新型明胶-壳聚糖-羟基磷灰石-米诺环素仿生纳米复合材料。目的：观察明胶-壳聚糖-羟基磷灰石-米诺环素仿生纳米复合材料修复兔桡骨缺损的效果。方法：取30只成年健康新西兰大白兔,在一侧桡骨上端制作约15 mm×6 mm的临界性腔隙性骨缺损,随机分为实验组(n=15)、自体骨移植组(n=10)和空白对照组(n=5),实验组将明胶-壳聚糖-羟基磷灰石-米诺环素仿生纳米复合材料植入骨缺损处,自体骨移植组从对侧桡骨取等长桡骨植入骨缺损处,空白对照组不做任何处理。于术后2,4,8,12周分别行大体观察、组织学观察及X射线平片检查。结果与结论：植入后12周,实验组骨缺损区有明显血管生成,骨性愈合完全,植入复合材料消失,出现板层骨结构,可见小血管,新生骨边缘与原骨边缘连接,表现成骨的连续性,密度较原骨稍降低,骨缺损区不明显;自体骨移植组骨性愈合,骨小梁重建较明显,板层骨较成熟,髓腔再通,骨折线完全消失,骨密度与原骨完全一致;空白对照组髓腔无明显成骨现象,大量纤维组织及炎症细胞浸润,骨折断端未愈合。表明明胶-壳聚糖-羟基磷灰石-米诺环素仿生纳米复合材料可明显促进临界性骨缺损修复,效果与自体骨移植相当。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     

BMP-2对不同血清浓度下OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的作用

研究骨形成蛋白-2(Bone Morphogenetic Protein 2,BMP-2)对在不同血清浓度条件下OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Derived Stroma Cells,BMSCs)的增殖和分化作用。取OPG-/-小鼠股骨,分离骨髓基质细胞进行体外培养。在各自培养条件下分为实验组(BMP-2组)和空白对照组(CON组),倒置相差显微镜下观察细胞形态变化,MTT法测定细胞增殖率,PNPP法测定碱性磷酸酶(AlkalinePhosphatase,ALP)的表达。BMP-2组和CON组在含有10%、15%和20%FBS的培养条件下,第3、5和7d的增殖较无FBS和5%FBS条件下明显(P<0.05),而15%和20%FBS条件下增殖又较10%FBS显著(P<0.05);BMP-2组对ALP表达的影响与CON存在较大差异,BMP-2组在所有不同血清浓度条件下的第3、5和7 dALP活性均高于CON组(P<0.05)。BMP-2组对OPG-/-小鼠BMSCs无增殖作用,较高血清浓度是其增殖的主要条件,但在ALP的分化活性方面作用显著。     

血管内皮生长因子复合骨形态发生蛋白-2转染骨髓间充质干细胞修复兔股骨头坏死模型

目的:探讨血管内皮生长因子(VEGF)联合骨形态发生蛋白(BMP-2)基因转染骨髓间充质干细胞(BMSCs)在治疗兔非创伤性股骨头缺血性坏死(ANFH)中的作用。方法:分离、培养兔BMSCs,采用电转法分别转染重组表达载体pcDNA3.1-BMP-2质粒和重组表达载体pcDNA3.1-VEGF质粒,分为4组,空白组、VEGF组、BMP-2组、混合培养组。免疫蛋白印迹检测各组BMSCs的BMP-2和VEGF蛋白的表达。检测各组碱性磷酸酶(ALP)活性和钙的含量。将64只新西兰大白兔制作ANFH模型,然后随机分为4组,分别转染上述4组质粒,减压后植入ANFH模型,收集股骨头标本分别做X线检查、股骨头组织H-E染色检查。结果:体外实验显示,ALP活性和钙含量,空白组VEGF转染组BMP-2转染组混合转染组。体内实验结果显示第4、8周X线和组织学观察,VEGF和BMP-2真核表达载体联合转染BMSCs组股骨头修复效果优于其他3组。结论:VEGF和BMP-2均能提高BMSCs体外培养中ALP的含量和促进体外培养时BMSCs向骨细胞转化。VEGF复合BMP-2转染BMSCs可增强骨坏死区骨修复和血运重建能力。     

骨质疏松性椎体压缩骨折椎体成形修复效果与骨水泥注入量及弥散程度的关系

文题释义：骨质疏松性椎体压缩骨折：指有病理性改变,骨量减低、骨强度降低、骨脆性增加,易发生脆性骨折,是骨质疏松的严重后果,常发于中老年人群,以绝经后女性最为高发,临床表现为腰背部剧烈疼痛、活动受限,严重时脊柱形态发生改变,导致后凸畸形,临床常采用椎体成形治疗。  椎体成形：是向病变椎体内注入骨水泥或人工骨等,以达到强化椎体、缓解疼痛及纠正椎体畸形的目的,是临床常用治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的微创手术,由于其可快速缓解临床症状、疗效确切及术后不良反应少,在中老年骨质疏松性椎体压缩骨折治疗中得到广泛应用。 背景：研究显示,椎体成形治疗中骨水泥注入量和弥散程度对骨质疏松性椎体压缩骨折患者术后恢复有一定影响,但关于椎体成形治疗中骨水泥注入量和弥散程度与椎体恢复相关性的研究报道较少。 目的：探讨骨质疏松性椎体压缩骨折椎体成形后效果与骨水泥注入量及弥散程度的关系。 方法：纳入2017年1月至2018年8月三亚市中医院收治的102例(109个椎体)骨质疏松性椎体压缩骨折患者,其中男42例,女60例,年龄52-76岁,均进行椎体成形骨水泥注射治疗。根据骨水泥注入量分为观察1组(注入量>4 mL,n=57)和对照1组(注入量≤4 mL,n=45),根据骨水泥弥散程度分为观察2组(填充率>15%,n=61)和对照2组(填充率≤15%,n=41),观察手术前后的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分、椎体前缘高度、Cobb角变化与骨水泥渗漏发生情况,并分析骨水泥注入量、弥散程度与椎体恢复高度相关性。试验经三亚市中医院伦理委员会批准。 结果与结论：①观察1组、对照1组术后3 d的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分均较术前明显改善(P < 0.05),并且观察1组的改善情况优于对照1组(P < 0.05);观察2组、对照2组术后3 d的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分均较术前明显改善(P < 0.05),并且观察2组的改善情况优于对照组2组(P < 0.05);②观察1组、对照1组术后3 d的椎体前缘高度与Cobb角均较术前明显改善(P < 0.05),并且观察1组的改善情况优于对照1组(P < 0.05);观察2组、对照2组术后3 d的椎体前缘高度与Cobb角均较术前明显改善(P < 0.05),并且观察2组的改善情况优于对照组2组(P < 0.05);③观察1组、对照1组骨水泥渗漏率比较差异无显著性意义(P > 0.05),观察2组、对照2组骨水泥渗漏率比较差异无显著性意义(P > 0.05);④椎体恢复高度与骨水泥注入量、弥散程度均呈正相关性(P < 0.05);⑤结果表明,适当增加骨水泥注入量和弥散程度可缓解骨质疏松性椎体压缩骨折患者的疼痛,改善活动能力,纠正椎体后凹畸形,较好恢复椎体高度,骨水泥注入量、弥散程度与椎体恢复高度呈正相关。 ORCID: 0000-0001-8214-7150(吴海波) 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     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100 µm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05),而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

乳腺癌骨转移发生骨相关事件的危险因素及其对患者生存期的影响

目的 探讨乳腺癌骨转移发生骨相关事件(SREs)的危险因素及SREs对骨转移患者生存期的影响。方法 纳入2010年1月—2017年6月上海交通大学医学院附属瑞金医院收治的乳腺癌骨转移患者共123例进行回顾性研究,123例患者均为女性,按末次随访时是否发生SREs分为不伴SREs组与伴SREs组,对比两组患者的年龄、乳腺癌病理类型与分级、生物学标记表达特征、腋窝淋巴结侵犯与否、骨转移时间、骨转移灶数量等临床因素。分别采用χ²检验和logistic回归分析进行单因素、多因素分析SREs发生的危险因素。两组患者的预后生存差异采用Kaplan-Meier法进行分析。结果 123例乳腺癌骨转移患者,年龄23～78(53.9±11.3)岁,不伴SREs组与伴SREs组分别为61例、62例。单因素分析按P≤0.1纳入多因素分析,结果显示,两组患者腋窝淋巴结是否受累、骨转移时间、骨转移灶数目的及骨外转移差异均有统计学意义(P值均＜0.1),而其余相关临床特征差异均无统计学意义(P值均＞0.1)。多因素分析显示,两组患者腋淋巴结转移侵犯、多发骨转移灶的差异均有统计学意义(P值均＜0.05)。伴SREs组患者共发生SREs 95例次,发生频率由高到低依次为:骨放疗34例次(35.8%)、病理性骨折32例次(33.7%)、脊髓压迫13例次(13.7%)、骨科手术9例次(9.5%)、高钙血症7例次(7.4%)。生存分析结果显示,不伴SREs组与伴SREs组患者中位骨转移生存时间分别为54个月与35个月,组间比较差异有统计学意义(P＜0.05)。结论 对乳腺癌骨转移患者而言,肿瘤腋窝淋巴结侵犯与多发骨转移灶是发生SREs的危险因素,而伴发SREs预示着预后不佳。     

Bone regeneration using hyaluronic acid-based hydrogel with bone morphogenic protein-2 and human mesenchymal stem cells

Acrylated hyaluronic acid (HA) was used as a scaffold for bone morphogenic protein-2 (BMP-2) and human mesenchymal stem cells (hMSCs) for rat calvarial defect regeneration. HA was acrylated by two-step reactions: (1) introduction of an amine group using adipic acid dihydrazide (ADH); (2) acrylation by N-acryloxysuccinimide. Tetrathiolated poly(ethylene) glycol (PEG-SH(4)) was used as a cross-linker by a Michael-type addition reaction and the hydrogel was formed within 10min under physiological conditions. This hydrogel is degraded completely by 100U/ml hyaluronidase in vitro. hMSCs and/or BMP-2 was added during gelation. Cellular viability in vitro was increased up to 55% in the hydrogels with BMP-2 compared with the control. For in vivo calvarial defect regeneration, five different samples (i.e., control, hydrogel, hydrogel with BMP-2, hydrogel with MSCs, and hydrogel with BMP-2 and MSCs) were implanted for 4 weeks. The histological results demonstrated that the hydrogels with BMP-2 and MSCs had the highest expression of osteocalcin and mature bone formation with vascular markers, such as CD31 and vascular endothelial growth factors, compared with the other samples. This study demonstrated that HA base hydrogel can be used for cell and growth factor carriers for tissue regeneration.     

Retention of in vitro and in vivo BMP-2 bioactivities in sustained delivery vehicles for bone tissue engineering

In this study, we investigated the in vitro and in vivo biological activities of bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) released from four sustained delivery vehicles for bone regeneration. BMP-2 was incorporated into (1) a gelatin hydrogel, (2) poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microspheres embedded in a gelatin hydrogel, (3) microspheres embedded in a poly(propylene fumarate) (PPF) scaffold and (4) microspheres embedded in a PPF scaffold surrounded by a gelatin hydrogel. A fraction of the incorporated BMP-2 was radiolabeled with (125)I to determine its in vitro and in vivo release profiles. The release and bioactivity of BMP-2 were tested weekly over a period of 12 weeks in preosteoblast W20-17 cell line culture and in a rat subcutaneous implantation model. Outcome parameters for in vitro and in vivo bioactivities of the released BMP-2 were alkaline phosphatase (AP) induction and bone formation, respectively. The four implant types showed different in vitro release profiles over the 12-week period, which changed significantly upon implantation. The AP induction by BMP-2 released from gelatin implants showed a loss in bioactivity after 6 weeks in culture, while the BMP-2 released from the other implants continued to show bioactivity over the full 12-week period. Micro-CT and histological analysis of the delivery vehicles after 6 weeks of implantation showed significantly more bone in the microsphere/PPF scaffold composites (Implant 3, p<0.02). After 12 weeks, the amount of newly formed bone in the microsphere/PPF scaffolds remained significantly higher than that in the gelatin and microsphere/gelatin hydrogels (p<0.001), however, there was no statistical difference compared to the microsphere/PPF/gelatin composite. Overall, the results from this study show that BMP-2 could be incorporated into various bone tissue engineering composites for sustained release over a prolonged period of time with retention of bioactivity.     

Effect of autologous bone marrow stromal cell seeding and bone morphogenetic protein-2 delivery on ectopic bone formation in a microsphere/poly(propylene fumarate) composite

A biodegradable microsphere/scaffold composite based on the synthetic polymer poly(propylene fumarate) (PPF) holds promise as a scaffold for cell growth and sustained delivery vehicle for growth factors for bone regeneration. The objective of the current work was to investigate the in vitro release and in vivo bone forming capacity of this microsphere/scaffold composite containing bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) in combination with autologous bone marrow stromal cells (BMSCs) in a goat ectopic implantation model. Three composites consisting of 0, 0.08, or 8 microg BMP-2 per mg of poly(lactic-co-glycolic acid) microspheres, embedded in a porous PPF scaffold, were combined with either plasma (no cells) or culture-expanded BMSCs. PPF scaffolds impregnated with a BMP-2 solution and combined with BMSCs as well as empty PPF scaffolds were also tested. The eight different composites were implanted subcutaneously in the dorsal thoracolumbar area of goats. Incorporation of BMP-2-loaded microspheres in the PPF scaffold resulted in a more sustained in vitro release with a lower burst phase, as compared to BMP-2-impregnated scaffolds. Histological analysis after 9 weeks of implantation showed bone formation in the pores of 11/16 composites containing 8 microg/mg BMP-2-loaded microspheres with no significant difference between composites with or without BMSCs (6/8 and 5/8, respectively). Bone formation was also observed in 1/8 of the BMP-2-impregnated scaffolds. No bone formation was observed in the other conditions. Overall, this study shows the feasibility of bone induction by BMP-2 release from microspheres/scaffold composites.     

骨髓间充质干细胞复合羟基磷灰石/磷酸三钙植骨材料的体外研究

目的研究兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)在羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/TCP)植骨材料上的黏附增殖情况。方法抽取兔股骨骨髓,进行贴壁培养BMSCs。在成骨诱导液中诱导BMSCs,于7d用钙钴法检测碱性磷酸酶活性,10d进行茜素红矿化结节染色;在成脂诱导液中诱导BMSCs,于21d进行油红O染色。将BMSCs接种到HA/TCP植骨材料上,加入成骨诱导液,采用倒置显微镜、荧光显微镜及扫描电镜检测,并采用四氮唑蓝(MTT)比色法测定HA/TCP植骨材料上BMSCs的增殖情况。结果BMSCs在成骨诱导液中7d碱性磷酸酶呈强阳性,10d矿化结节染色呈橘红色;在成脂诱导液中,21d油红O染色呈阳性。BMSCs在HA/TCP植骨材料上孔隙周围及孔隙内生长良好并大量增殖。MTT分析结果显示,HA/TCP对BMSCs的体外增殖无抑制作用。结论BMSCs与HA/TCP植骨材料有良好的生物相容性。     

成人正常胸、腰椎体双源双能CT虚拟去钙骨髓成像量化标准值研究

目的 探讨成人正常胸、腰椎体双源双能CT虚拟去钙(VNCa)骨髓成像的量化标准值。方法 对2016年8—11月山东大学齐鲁医院200名正常体检者进行前瞻性胸、腰椎双源双能量CT扫描,按年龄、性别分为<45岁的男性和女性组以及≥45岁的男性和女性组,4组各50人。在虚拟去钙技术下,测量获得T₃~L₅各椎体的骨髓CT值,再根据测得的各椎体的骨髓CT值的相近程度分成T₃~T₅、T₆~T₉、T₁₀~L₁、L₂~L₅ 4部分并取均值,采用独立样本t检验探讨上述测量参数在不同年龄分组及性别分组之间的差异。结果 ＜45岁组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-29.00±10.62)HU、(-35.81±12.36)HU,均高于≥45岁组的(-41.67±17.16)HU、(-44.81±14.35)HU,差异均有统计学意义(t=-6.326、-4.746,P值均<0.01)。<45岁女性组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-27.76±9.55)HU、(-37.56±9.05)HU,均分别高于≥45岁女性组的(-37.80±15.97)HU、(-45.45±14.04)HU,差异均有统计学意义(t=3.818、3.339,P值均＜0.01);<45岁男性组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-30.73±12.16)HU、(-33.91±14.64)HU,均分别高于≥45岁男性组的(-46.07±17.42)HU、(-44.68±14.84)HU,差异均有统计学意义(t=5.105、3.653,P值均＜0.05);<45岁组的男、女性的胸椎骨髓CT值比较差异无统计学意义(P＞0.05),但≥45岁组的男、女性的胸椎骨髓CT值比较差异有统计学意义(t=2.474,P＜0.05);<45岁组和≥45岁组的男、女性间腰椎的骨髓CT值比较,差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。观察对象胸、腰椎体的骨髓CT值均与年龄呈负相关(r=-0.463、-0.402,P值均＜0.01)。对于T₃~T₅、T₆~T₉、T₁₀~L₁、L₂~L₅ 4段椎体平均骨髓CT值而言,<45岁组的各段骨髓CT值均高于≥45岁组的骨髓CT值(P值均＜0.01);不同性别间比较,仅≥45岁组的T₆~T₉、T₁₀~L₁椎体节段骨髓CT值比较差异有统计学意义(t=3.177、-2.326,P值均＜0.05)。本组检测者CT辐射剂量容积CT剂量指数和剂量长度乘积分别为4.53～18.79(8.73±2.98)mGy和117.34～1678.42(421.53±230.85)mGy·cm,有效辐射剂量为(6.35±3.43) mSv。结论 正常人胸、腰椎双源双能VNCa骨髓成像的量化CT值较为稳定,可为椎体疾病的诊断提供客观的量化标准值,且其辐射剂量值并未增加甚至降低。