自体骨髓基质干细胞复合珊瑚修复犬下颌骨节段缺损的初步研究

目的应用自体骨髓基质干细胞(bonemarrowstromalcells,BMSCs)复合珊瑚构建组织工程化骨,修复犬下颌骨节段性缺损。方法体外扩增培养、成骨诱导犬BMSCs。将第二代细胞复合珊瑚后修复犬自体右侧3cm的下颌骨节段缺损(n=6);以单纯珊瑚植入缺损处为对照(n=6),术后12、32周分别通过影像学,大体形态观察,组织学和生物力学的方法检测骨缺损的修复效果。结果成骨诱导的BMSCs在珊瑚支架上生长良好。X线片显示12周时实验组骨痂较多,对照组材料明显吸收;32周时CT、X线片和大体观察显示术后实验组骨愈合良好,对照组为骨不连;骨密度检测示实验组显著高于对照组(P<0.05);组织学示实验组有较多成熟骨呈骨性愈合,对照组为纤维性愈合;生物力学测试实验组与正常下颌骨力学强度差异无统计学意义(P>0.05)。结论自体成骨诱导BMSCs复合珊瑚形成的组织工程化骨可修复犬下颌骨节段缺损。     

以自体诱导和无诱导的骨髓基质干细胞复合珊瑚修复犬下颌骨节段缺损的比较研究

目的分别采用诱导和无诱导的自体骨髓基质干细胞（Bone marrow stromal cells，BMSCs）复合珊瑚构建组织工程化骨，修复犬下颌骨节段性缺损，比较修复效果。方法体外扩增、成骨诱导或无诱导培养犬BMSCs，分别将第2代细胞复合珊瑚后修复犬自体右侧3cm的下颌骨节段缺损（诱导组n=6，无诱导组n=6）。术后32周，分别通过Micro-CT、大体形态观察和组织学方法检测骨缺损的修复效果。结果32周时，Micro-CT检测示诱导组骨容积率和密度均显著高于对照组（P〈0.05）；大体观察示诱导组骨愈合良好，无诱导组中的3条犬为骨不连；组织学检测诱导组有较多成熟骨形成，缺损部分均呈骨性愈合。无诱导组中的3只犬有新骨形成，但形态不完整，另3只犬的缺损部分呈纤维性愈合。结论成骨诱导的自体BMSCs复合珊瑚形成的组织工程化骨修复犬下颌骨节段缺损效果优于无诱导组。     

组织工程骨修复山羊胫骨节段性缺损的实验研究

目的应用自体骨髓基质干细胞（BMSCs）复合β-磷酸三钙（β-TCP）构建组织工程化骨，修复山羊胫骨节段性缺损。方法体外扩增培养、成骨诱导山羊BMSCs。实验组将第2代细胞复合β-TCP后修复山羊自体右侧胫骨26mm的节段性缺损（n=8），对照组以单纯β-TCP材料植入骨缺损处（n=8），旷置组（n=2）。术后16、32周分别通过大体形态观察、影像学、组织学和生物力学的方法检测骨缺损的修复效果。结果旷置组术后32周骨缺损未修复，表明动物模型确实可靠。大体观察、X线片和MicroCT显示16周时实验组已有新骨形成，β-TCP材料降解吸收；对照组则只形成少量骨痂，材料无明显降解。组织学检测示实验组有大量幼稚编织骨生成，对照组为纤维结缔组织，并有大量材料残余。实验组骨密度和力学强度低于正常胫骨组（P〈0．05），但明显高于对照组（P〈0．01）。术后32周时大体观察X线片和MicroCT显示术后实验组骨愈合良好，对照组为骨不连；骨密度检测示实验组明显高于对照组（P〈0．05），且与正常胫骨组差异无统计学意义（P〉0．05）。组织学检测示实验组呈骨性愈合，有较多成熟骨组织，对照组为纤维连接。生物力学测试实验组与正常胫骨力学强度差异无统计学意义（P〉0．05）。结论成骨诱导的自体BMSCs复合β-TCP形成的组织工程骨可良好修复山羊胫骨节段性缺损。     

组织工程方法修复羊腭裂骨缺损的实验研究

目的 观察应用自体骨髓基质干细胞(BMSCs)复合珊瑚修复山羊全长腭裂骨缺损的效果.方法 体外成骨诱导山羊BMSCs复合珊瑚修复山羊全长腭裂骨缺损,以单纯珊瑚植入缺损作为对照组.于术后2、12、24、32周行头颅CT扫描并三维重建,术后24、32周行大体取材、苦味酸-品红染色和Micro-CT骨密度分析.结果 成骨诱导BMSCs在珊瑚支架生长良好.三维CT显示早期实验组骨痂较多,对照组可见珊瑚明显降解,术后24、32周腭裂骨缺损被修复,修复比例分别达(88.52±10.95)％、(90.52 ±8.12)％,组织学显示实验组有大量成熟骨,骨基质和胶原形成良好,对照组缺损不能愈合(P＜0.05),Micro-CT显示新生骨密度(759.48± 96.45 )mg HA/cm3、( 823.93±112.07) mg HA/cm3,接近正常骨(P＞0.05).结论 山羊BMSCs成骨诱导后与珊瑚复合能修复完全性腭裂骨缺损,组织工程技术可用于修复腭裂骨缺损.     

涂层双相陶瓷复合BMSC修复骨缺损的实验观察

目的比较双相陶瓷（Biphasie calcium phosphate，BCP）经低结晶羟基磷灰石（Low crystalline hydroxyapatite，LcHA）涂覆改性后构建的组织工程化骨（LcBCP）与单纯BCP复合骨髓基质干细胞（Bone marrow stromal cells，BMSCs）修复兔桡骨节段性缺损的成骨差异。方法BMSCs复合LcBCP（实验组）修复12只兔左侧桡骨15mm缺损；BMSCs复合BCP（对照组）植入右侧桡骨同样大小缺损，植入后第4、8和12周取材，通过大体形态、组织学、影像学和生物力学检测骨缺损修复效果。结果BMSCs—LcBCP复合物在体内骨缺损处生长良好。X线检测显示实验组连接处骨痂形成，对照组连接处在各个时间点愈合稍差。12周时，实验组骨修复良好，髓腔再通，组织学显示板层骨形成，连接处骨性愈合；对照组连接处尚有较多编织骨形成。实验组和对照组生物力学检测有统计学差异。结论BMSCs—LcBCP复合物可修复兔桡骨节段性缺损，低品态羟基磷灰石涂层有助于增强双相陶瓷的成骨能力。     

近交系小耳猪骨复合骨髓基质干细胞修复节段性骨缺损

目的 探讨近交系小耳猪骨复合骨髓基质干细胞(BMSCs)修复节段性骨缺损的可行性. 方法 将BMSCs与版纳近交系小耳猪松质骨在体外联合培养,兔桡骨中上段制成1.5 cm的骨.骨膜缺损模型,实验组植入复合异种骨,对照组植入单纯异种骨,空白对照组不植入任何材料,分别于术后4、8、12周各时间点行标本的大体观察、组织学观察、X线片观察、SPECT扫描及骨密度测试,比较其骨缺损区骨修复愈合情况.结果 术后第12周,实验组骨缺损区完全修复,骨密度接近正常;对照组骨缺损区修复缓慢,新骨形成量少;空白对照组骨缺损区未修复. 结论 近交系小耳猪骨复合BMSCs修复节段性骨缺损能力强,在成骨速度和量上明显优于单纯异种骨.     

自体脂肪干细胞复合珊瑚修复犬颅骨标准缺损的初步研究

目的 应用自体脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)复合珊瑚构建组织工程化骨,修复犬颅骨标准缺损.方法 体外扩增培养、成骨诱导Beagle犬ADSCs,将第2代细胞接种在珊瑚支架上共同培养.制造实验犬双侧颅骨全层标准缺损(20 mm×20 mm),一侧以细胞材料复合物修复作为实验组(n=7),另一侧以单纯珊瑚材料修复作为对照组(n=7).术后24周分别通过影像学、大体形态观察、生物力学检测、组织学方法检测颅骨缺损的修复效果.结果 成骨诱导的犬ADSCs体外呈现成骨特性,在珊瑚支架上生长良好.3D-CT重建显示术后12周实验组有新生骨痂形成,对照组材料大部分降解;24周时实验组为骨性愈合,对照组为骨不连.24周时实验组缺损修复百分比为(84.19±6.45)%,显著高于对照组的(25.04 ±18.82)%(P<0.01).大体观察见实验组由新生骨痂修复缺损,对照组缺损边缘可见少量骨痂形成,主要为软组织充填;24周生物力学检测修复组织能耐受的最大压力载荷,实验组为(73.45±17.26)N,为犬顶骨最大压力负荷(104.27±22.71)N的70%,两者比较差异有统计学意义(P<0.01),对照组为软组织无法完成上述检测.HE染色见实验组有较多成熟骨呈骨性愈合,对照组为纤维性愈合.结论 自体成骨诱导的ADSCs复合珊瑚形成的组织工程化骨可修复犬颅骨标准缺损.     

组织工程方法修复羊腭裂骨缺损的初步研究

目的对羊骨髓基质干细胞（Bone marrow stromal cells，BMSCs）复合珊瑚修复腭裂骨缺损的可行性进行初步探讨。方法体外培养扩增、成骨诱导羊BMSCs。将第3代细胞复合珊瑚修复羊完全性腭裂骨缺损，以单纯珊瑚植入缺损作为对照组。术后16周头颅CT扫描、大体观察、评价骨缺损的修复效果。结果三维CT显示，实验组可见珊瑚被新生骨替代，对照组可见珊瑚明显降解，裂隙仍然存在。大体观察显示实验组骨缺损基本愈合；对照组中珊瑚明显降解，裂隙仍然存在。结论初步证明羊BMSCs成骨诱导后与珊瑚复合能修复羊腭裂骨缺损。     

种植体固定的钛网复合脱钙牙基质增高牙槽嵴的研究

目的 观察种植体固定钛网同时植入脱钙牙基质(decalcified dental matrix,DDM)修复增高犬上颌牙槽嵴的可行性.方法 取1～2岁龄健康雄性杂交家犬6只,体重10～20 kg.拔除双侧上颌前磨牙,于2周后行改良延迟即刻种植手术.随机选取一侧为实验组,于第1、3磨牙将种植体植入固定钛网,将DDM植入钛网下;另一侧为对照组,不植入DDM.术后4、9及14周分别处死2只犬,行大体观察,摄X线片测量术后14周实际增高的牙槽嵴高度,并于各时间点行组织学观察及组织学定量观察.结果 术后实验犬存活良好.实验组术后4、9周x线片观察示骨密度明显高于对照组,14周钛网下和种植体周骨密度与周围无明显区别;对照组骨密度低,发生骨吸收.14周钛网升高高度,实验组为(1.93±0.24)mm,对照组为(-1.02±1.20)mm,差异有统计学意义(P＜0.05).组织学观察示术后4周,实验组DDM表面部分吸收,对照组种植体颈部周围有炎性纤维组织存在;9周,实验组有部分新骨形成,对照组炎性纤维组织向种植体根部及钛网下发展;14周,实验组DDM已基本吸收,形成成熟的骨小梁及骨皮质,种植体为骨性结合,对照组无新骨形成,为纤维组织充填.定量组织学研究显示,实验组种植体在新骨段和非新骨段的骨接触率之比约为11,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 种植体固定的钛网复合DDM增高牙槽嵴术是治疗萎缩牙槽嵴的一种可行方法.     

转血管内皮细胞生长因子基因干细胞结合珊瑚羟基磷灰石修复兔骨缺损的实验研究

目的探讨珊瑚羟基磷灰石（CHA）结合转血管内皮细胞生长因子（VEGF）基因的骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨修复兔骨缺损的效果。方法 以CHA作为转VEGF基因骨髓间充质干细胞（BMSCs）的可吸附载体,体外构建组织工程骨,将其植入兔尺骨中段10mm骨缺损处,以CHA/BMSCs、自体骨移植组和空白组作为对照,在术后2、4、8、12周进行大体解剖、X线摄片、病理组织切片、生物力学测试,观察各组骨愈合程度及力学强度。结果 术后8周病理组织切片及X线摄片显示实验组骨缺损基本修复,效果优于对照组。生物力学测试显示术后12周组织工程骨组组抗扭转强度优于自体骨移植组。结论 CHA结合转VEGF基因BMSCs构建组织工程骨可用于骨缺损修复,优于自体骨移植组。     

转染人血管内皮生长因子基因的组织工程骨修复眼眶壁骨缺损的实验研究

目的探讨以转染人血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)基因的骨髓基质干细胞(Bone marrow stromal cells,BMSCs)构建的组织工程骨在犬眼眶壁骨缺损中的修复效果。方法体外分离扩增犬自体BMSCs至第2代,用腺病毒转染VEGF基因。采用Real-time PCR和Western Blot检测目的基因和蛋白表达情况。细胞接种在珊瑚支架材料上构建组织工程骨,Elisa检测转基因细胞在支架材料上的蛋白持续表达情况。成年比格犬24只,双侧眼眶内侧壁制造直径12mm圆形骨缺损模型,随机分为4组:A组植入转染VEGF的组织工程骨,B组植入未转染基因的组织工程骨,C组植入单纯珊瑚材料,D组为旷置组。分别在手术后4周、12周、24周取材,行大体观察、Micro-CT分析、免疫组化方法检测血管形成情况,以及组织学观察和组织形态学检测比较骨缺损修复效果。结果VEGF基因修饰的BMSCs能够高表达目的基因和蛋白,构建组织工程骨后能够在体外持续分泌VEGF蛋白22d。C组和D组均未修复眶壁骨缺损。A组在骨缺损修复过程中,4周时的新生血管形成量和新生骨体...     

骨髓基质干细胞联合血管束植入构筑血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损

目的 研究兔骨髓基质干细胞(BMSCs)联合动静脉血管束植入异种脱蛋白松质骨(XDCB)构筑血管化组织工程骨修复兔桡骨中远段完全骨膜骨缺损的能力. 方法 从兔髂嵴捕骨髓培养制备兔BMSCs,将第5代BMSCs种植于多孔XDCB,并进行成骨诱导2周制备组织工程骨,手术中分离兔桡动、静脉血管束.动物模型为制备24只兔舣侧桡骨中远段完全骨膜骨缺损1.5 cm共48侧,分4组修复(n=12),A组为空白未治疗组,B组为单纯材料+血管束植入组(XDCB+VB),C组为组织工程骨组(XDCB+BMSCs),D组为组织工程骨+血管束植入组(XDCB+BMSCs+VB),符组交叉配对.分别于术后4、8、12周行X线片、大体解剖、组织切片、生物力学等检查,观察各组骨缺损修复效能及移植物血管化情况.结果 D组骨缺损修复效能(术后12周新骨面积比2.02%±0.16%)及血管化情况(术后12周血管面积比6.89%±0.32%)优于C组(1.50%±0.28%和3.17%±0.19%),而C组又优于B组(1.59%±0.19%和6.52%±0.23%),A组骨缺损未修复,各组结果差异有统计学意义(P<0.05).结论 BMSCs联合动静脉血管束植入构筑的血管化组织工程骨能促进成骨过程和新生骨的血管化,显著提高组织工程骨修复大段骨缺损的能力.     

骨髓间充质干细胞结合硼硅酸盐玻璃支架修复兔股骨头坏死

目的 通过应用硼硅酸盐生物玻璃13-93B3材料和组织工程技术,探索骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)结合硼硅酸盐生物玻璃在股骨头坏死修复中的效果.方法 制备硼硅酸盐生物玻璃和成骨诱导的BMSCs复合体.应用新西兰大白兔36只分别建立股骨头坏死动物模型,数字抽签随机分为3组:对照组未植入任何材料;单纯植入组,为在股骨头骨坏死区单纯植入硼硅酸盐玻璃;复合植入组,为在股骨头骨坏死区植入硼硅酸盐玻璃并BMSCs复合体.应用影像学Lane-Sandhu X线片评分和组织学新生骨小梁面积率分析各组术后4、8、12周的股骨头缺损修复情况.结果 对照组在造模后骨坏死缺损区域无明显成骨修复,以纤维组织增生为主,最终股骨头塌陷,第12周的Lane-Sandhu X线片评分为(0.35±0.16)分,新生骨小梁面积率为4.40%±0.34%.单纯植入组硼硅酸盐玻璃逐渐被新生骨替代而降解,骨小梁分布欠均匀、无股骨头塌陷,第12周的Lane-Sandhu X线片评分为(6.41±0.34)分,新生骨小梁面积率为38.10%±1.11%.复合植入组骨缺损区逐渐出现成骨修复反应,复合材料同步降解,骨小梁分布均衡、无股骨头塌陷,第12周的Lane-Sandhu X线片评分为(9.78±0.28)分,新生骨小梁面积率为68.20%±2.16%.通过对第4、8、12周的Lane-Sandhu X线片评分及新生骨小梁面积率统计学分析,复合植入组分别与对照组、单纯植入组比较,差异均有统计学意义(均P<0.05).单纯植入组和复合植入组在治疗股骨头坏死成骨方面效果好于对照组,其中复合植入组的成骨效果较单纯植入组更好.结论 采用BMSCs复合硼硅酸盐玻璃修复骨缺损将为股骨头坏死治疗提供新的材料及方法,对早期股骨头坏死的治疗有较好的应用前景.但是这一技术若要真正应用于临床实践,仍尚需大量的基础实验进行探索.     

复合血管内皮祖细胞的组织工程骨在修复大段骨缺损实验中的血管化评价

目的 评价复合了血管内皮祖细胞(EPCs)的组织工程骨在修复兔桡骨大段骨缺损实验中的血管化情况.方法 自体骨髓通过不同方法的体外培养,获得EPCs及经成骨诱导的骨髓基质干细胞(BMSCs),与脱钙骨基质(DBM)构建组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损.用墨汁灌注、放射性核素骨显像、血管内皮细胞生长因子和Ⅷ因子相关抗原的免疫组化方法观察术后不同时期实验组(EPCs+BMSCs+DBM)、自身对照组(BMSCs+DBM)、阴性对照组(DBM)的骨组织血管化情况.结果 各组手术后2周骨缺损区新生血管数量增加,血流量开始升高,4周和8周时达到峰值,12周后开始下降.实验绀的新生血管数量和局部血流量在术后2、4、8周明显高于自身对照组和阴性对照组,血管排列更整齐.结论 复合EPCs的组织工程骨在修复大段骨缺损时,能促进早期血管化,从而进一步促进成骨.     

Treatment of osteonecrosis of the femoral head with hBMP-2-gene-modified tissue-engineered bone in goats

The efficacy of beta-tricalcium phosphate (beta-TCP) loaded with bone morphogenetic protein-2 (BMP-2)-gene-modified bone-marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) was evaluated for the repair of experimentally-induced osteonecrosis of the femoral head in goats. Bilateral early-stage osteonecrosis was induced in adult goats three weeks after ligation of the lateral and medial circumflex arteries and delivery of liquid nitrogen into the femoral head. After core decompression, porous beta-TCP loaded with BMP-2 gene- or beta-galactosidase (gal)-gene-transduced BMSCs was implanted into the left and right femoral heads, respectively. At 16 weeks after implantation, there was collapse of the femoral head in the untreated group but not in the BMP-2 or beta-gal groups. The femoral heads in the BMP-2 group had a normal density and surface, while those in the beta-gal group presented with a low density and an irregular surface. Histologically, new bone and fibrous tissue were formed in the macropores of the beta-TCP. Sixteen weeks after implantation, lamellar bone had formed in the BMP-2 group, but there were some empty cavities and residual fibrous tissue in the beta-gal group. The new bone volume in the BMP-2 group was significantly higher than that in the beta-gal group. The maximum compressive strength and Young's modulus of the repaired tissue in the BMP-2 group were similar to those of normal bone and significantly higher than those in the beta-gal group. Our findings indicate that porous beta-TCP loaded with BMP-2-gene-transduced BMSCs are capable of repairing early-stage, experimentally-induced osteonecrosis of the femoral head and of restoring its mechanical function.     

人骨髓基质细胞接种珊瑚构建组织工程骨

目的：观察体外培养的人骨髓基质细胞与珊瑚复合物植入体内后的成骨能力。方法：穿刺抽吸入髂骨区骨髓基质细胞，体外培养扩增、诱导，将其与珊瑚复合后植入裸鼠体内，以单纯珊瑚作为对照。术后4、8周取材，通过大体、组织学、扫描电镜观察植入物体内成骨情况。结果：术后4周，复合物中有少量新骨形成；术后8周，复合物中出现大量成熟骨组织。而对照组无骨组织形成。结论：人骨髓基质细胞复合珊瑚在无免疫动物体内具有成骨能力，穿刺抽吸的人骨髓基质细胞可作为骨组织工程的种子细胞。     

rhBMP-2/卵磷脂复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的实验研究

目的：观察rhBMP-2／卵磷脂复合材料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rhBMP-2／卵磷脂的复合材料片，对照组植入单纯卵磷脂片，通过影像学、组织学观察及骨密度测定，评价rhBMP-2／卵磷脂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12周骨痂桥接缺损，术后24周皮质骨连接；对照组无骨痂形成，组织学检查示实验组术后12周组织和肌组织充填，骨密度测定示术后12周骨痂密度达到正常值的76％，24周达正常值的85％，结论：rhBMP-2具有良好的诱导成骨活性，rhBMP-2／卵磷脂复合材料能够很好的修复犬桡骨20mm的骨缺损。