带蒂筋膜瓣促非细胞型组织工程化骨血管化及其成骨的组织学变化

背景:目前关于带蒂筋膜瓣促组织工程骨成骨是否以早期促血管化为核心的成骨修复方式的对比研究还缺少相关报道。目的:通过带蒂筋膜瓣在修复骨缺损各时间段中促非细胞型组织工程化骨血管化及其对成骨作用影响组织学观察,论证带蒂筋膜瓣具有较好的促血管化作用及促成骨能力。方法:制作兔尺骨长段骨-骨膜完全缺损模型及带蒂筋膜瓣,随机分为单纯植入组、无蒂膜瓣包裹组、血管内皮生长因子组、膜瓣包裹组4组,分别于骨缺损处植入相应材料。结果与结论:组织学显示,在各时间点无论新生血管数量,还是新生骨小梁质与量,膜瓣包裹组均明显优其他3组。血管再生面积和新生骨小梁面积测定显示,第4周血管内皮生长因子组、膜瓣包裹组明显多于单纯植入组、无蒂膜瓣包裹组(P<0.05);植入后第8,12,16周膜瓣包裹组骨修复区血管再生面积及对应的再生骨小梁面积明显多于其他3组(P<0.05)。提示带蒂筋膜瓣具有显著促非细胞型组织工程化骨血管化作用,血管化增强有利于成骨作用,且可有效提高成骨质和量、缩短骨修复时间。     

促进组织工程化骨血管化的研究进展与策略

血管化和骨再生是骨愈合过程中的两个最基本环节,体外构建的组织工程化骨,植入体内后同样必须迅速建立充分的血供,为种子细胞功能活动提供充足的营养。目前随着采用组织工程学技术修复骨缺损研究的不断深入,出现了多种促进组织工程化骨血管生成的措施,包括:①包裹血管束法。②预构带血管蒂的组织工程化骨肌骨瓣。③带血管蒂筋膜包裹法。④复合血管内皮细胞。⑤应用促血管生成的生长因子。但这些方法均存在一定程度的缺陷。血管生成是一个包括细胞、生长因子、细胞外基质、生物力学刺激等多因素相互作用的复杂过程,可以概括为血管新生启动阶段、进展阶段、形成阶段、塑形和改建阶段。从血管生成的机制出发,以临床应用为目的,新的研究措施将向两个方面深入发展:①体外构建组织工程化骨时同时构建人工网状脉管系统。②更合理地利用促血管生成的生长因子或细胞。这些技术方法的完善,将为扩大组织工程化骨的应用范围和提高修复的效率,创造有利条件。     

以带蒂筋膜瓣为膜引导骨再生屏障膜包裹接种自体骨髓间充质干细胞的非细胞型组织工程促进骨缺损修复的研究

目的:研究带蒂筋膜瓣为膜引导骨再生(MGBR)屏障膜的可行性及其在促进超临界骨缺损(ECSD)修复方面的实验疗效.方法:50只大白兔,尺骨造ECSD模型,A组单纯植入化骨(NTEB)(对照组),B组制备带蒂筋膜瓣包裹NTEB(实验组),术后对实验动物行一般情况观察、修复区X射线检查、大体观察和组织学检查、骨形态计量分析及生物力学测定分析.结果:各检查结果均显示B组优于A组.结论:以带蒂筋膜瓣为屏障膜具有MGBR作用,其包裹NTEB应用MGBR技术对促进ECSD修复疗效显著.     

血管化与膜引导在带蒂筋膜瓣促组织工程复合体修复骨缺损中的作用比较

目的 利用组织工程方法结合显微外科技术在动物体内构建兼有血管化与膜引导作用的非细胞型组织工程复合物,通过与单纯采用膜引导性骨再生技术构建的非细胞型组织工程复合物修复动物体内大段骨缺损的对比研究,观察带蒂筋膜瓣包裹法及单纯生物膜包裹构建的组织工程骨对骨缺,损修复的效果,为临床应用提供实验依据.方法 24只5个月龄新西兰大白兔,制备双侧尺骨中段连同骨膜1 cm骨缺损模型,自体红骨髓(ARBM)接种于含骨形态发生蛋白(BMP)的骨诱导活性材料(OAM)制备组织工程骨.将制成的非细胞型组织工程复合物植入骨缺损区,右侧采用单纯可吸收生物膜包裹(生物膜组),左侧采用带血运深筋膜瓣包裹(筋膜瓣组).各组在4、8、12、16周后进行X线检查、吸光度比测量、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析,并在12周行生物力学检测,将数据作统计学处理,用以比较骨缺损修复情况.结果 X线片、大体形态和组织学观察显示,植入物内部血管的长入、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度、成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解,筋膜瓣组均明显优于生物膜组.术后4、8、12、16周的骨小梁面积占修复区面积比值筋膜瓣组为(20.35±2.41)%、(40.21±1.97)%、(66.67±3.44)%、(86.47±3.99)%,生物膜组为(7.46±2.64)%、(20.66±2.28)%、(40.22±1.84)%、(58.18±1.79)%;吸光度值筋膜瓣组为0.636±0.012、0.596±0.062、0.552±0.009、0.451±0.008,生物膜组为0.742±0.032、0.713±0.022、0.655±0.018、0.606±0.015;骨修复交界区单位面积内血管再生面积筋膜瓣组为(18.75 ±2.09)%、(37.41±3.22)%、(53.06±2.18)%、(36.72±4.73)%,生物膜组为(5.34±1.17)%、(9.48±2.%)%、(22.43±2.21)%、(26.27±3.14)%;术后12周生物力学测定筋膜瓣组为26.62±3.96,生物膜组为18.38±0.71,2组比较差异均有统计学意义(P均＜0.05).结论 带血运筋膜瓣具有明显的促组织工程骨血管化作用并通过促血管化而促进成骨.膜引导性骨再生技术应用于大段骨缺损治疗,尽管有效限制了纤维结缔组织长入但也同时限制了有效快速血管化能力,需要漫长的爬行替代过程,单纯应用生物膜可以通过外骨痂生长弥补植入材料爬行替代缓慢的弊端.

Abstract：

Objective The tissue engineering technique and the microsurgery technology is combined to construct the uncellular tissue engineering complex with vascularization and membrane guided dual effect. Through comparing study of using the simple biomembrane guided bone regeneration technique to construct the uncellular tissue engineering complex to repair the large segment bone defect in the animal body,the bone reparative effect of the tissue engineering bone wrapped by pedical fascial flap with vessels and that wrapped by the simple biomembrane was compared, thus to provide experimental evidence for the clinical application. Methods Twenty-four Newzland 5-month-old rabbits were used to build the bilateral periosteumincluded bone defect modelsin the middle piece of the ulna and the length of the defect was 1 cm. Autologous red bone marrow was implanted in the tissue engineering bone which was prepared by osteoinductive absorbing material including BMP. The prepared tissue engineering bone was implanted in the bone defect area. The right side was wrapped by the simple absorbable biomembrane, whereas the left side was wrapped by pedical fascial flap with blood supply. At the fourth, eighth, twelfth and sixteenth week after the operation each group was examined by the radiograph (x-ray), the light density measurement, gross morphology and histological inspection,bone shape measurement analysis in the repairing area and the biomechanics measurement at the twelfth week. The data was analyzed to test the difference of the bond defect repair. Results The radiograph, gross morphology and histological inspection showed the growth of vessels in the implant area, the quantity and the forming speed of the bone trabecula and, the cartilaginous tissue, the formation of the mature bone structure,remodeling of the diaphysis, recanalization of the cavum ossis and the absorption and the degradation of the implant of the group of pedical fascial flap with blood supply was superior to that of the group of the simple absorbable biomembrane. At the fourth, eighth, twelfth and sixteenth week after the operation the bone trabecula area were( 20. 35 ± 2. 41 ) %, ( 40. 21 ± 1.97 ) %, (66. 67 ± 3.44 ) % and ( 86. 47 ± 3.99) % respectively in the group of pedical fascial flap with blood supply, and were ( 7. 46 ± 2.64 ) %, ( 20. 66 ± 2. 28 ) % , ( 40. 22 ±1.84)% and(58. 18 ± 1.79) respectively in the group of the simple absorbable biomembrane. At the same time point after the operation the light density were 0. 636 ± 0. 012,0. 596 ± 0. 062,0. 552 ± 0. 009 and 0. 451 ±0. 008 respectively in the group of pedical fascial flap with blood supply, and 0. 742 ± 0. 032,0. 713 ± 0. 022,0. 655 ±0. 018 and 0. 606 ±0. 015 respectively in the group of the simple absorbable biomembrane. The units of blood vessel reproductive area in the bone repair junctional zone were ( 18.75 ± 2. 09 ) %, ( 37.41 ± 3.22 ) %,(53. 06 ±2. 18)% and (36.72 ±4. 73)% respectively in the group of pedical fascial flap with blood supply,and (5. 34 ± 1.17 ) %, (9. 48 ± 2.96) %, ( 22.43 ± 2. 21 ) % and ( 26. 27 ± 3. 14 ) % respectively in the group of the simple absorbable biomembrane. The biomechanics intension was 26.62 ± 3.96 in the group of pedical fascial flap with blood supply and 18. 38 ±0. 71 in the group of the simple absorbable biomembrane at the twelfth week after the operation. All of the differences were significant( P ＜0. 05 ). Conclusion The pedical fascial flap with blood supply has significant effect in promoting the tissue engineering bone to vascularize and promoting the bone formation by vascularization. The membrane guided bone regeneration technique restricted not only the growth of the fibrous connective tissue in the reparative process of the large segment bone defect effectively, but also the ability of fast and effective vascularization, thus the chronic creep and substitution process would be needed. Simple application of the biomembrane can compensate the shortcoming of chronic creep of the implanted material by the growth of the external callus.     

以带蒂筋膜瓣为膜诱导促非细胞型组织工程骨血管化及骨再生修复骨缺损的实验研究

目的 研究以带蒂筋膜辨为膜诱导促非细胞型组织工程骨血管化及骨再生修复骨缺损的效果,为临床应用提供依据.方法 将24只成年新西兰大白兔右侧桡骨造骨缺损模型,取自体红骨髓与含骨形成蛋白的骨诱导活性材料混合成非细胞型组织工程复合体.分为2组,对照组12只,仅植入复合物;实验组12只,利用显微外科技术在骨缺损邻近制备一个带有无名血管蒂所属毛细血管网的筋膜瓣,使其包裹组织工程复合体并充填骨缺损.在一定时间内进行X线检查和吸光度比测量、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析和交界区血管图像分析.定量变量组间所得数据比较,采用SPSS 11.5软件行方差分析以及t检验.结果 筋膜瓣机械性地阻碍了纤维结缔组织和周围软组织进入骨缺损部位,保持骨缺损部位有相对稳定的环境;膜下间隙空间本身及充填物的形状和量对骨再生的形状和量起决定作用;在构建组织工程化骨的同时建立其血液供应,2组术后4周的吸光度值[对照组(0.732±0.021)与实验组(0.651±0.018)]相比差异有统计学意义(P<0.05),2组各时间点(术后4、8、12、16周)的骨小梁面积占修复区面积的比值[对照组为(2.32±2.57)%、(8.37±3.52)%、(28.57±2.98)%、(47.24±3.42)%,实验组分别为(19.37±3.52)%、(30.24±3.42)%、(58.76±4.62)%、(88.72±5.84)%]和骨修复交界区单位面积内血管再生面积[对照组为(5.04±1.62)%、(10.37±2.96)%、(18.20±2.12)%、(17.82±2.74)%,实验组为(17.53±2.86)%、(35.24±1.13)%、(48.76±4.62)%、(57.72±5.84))%]比较,差异均有统计学意义(P均<0.05),说明无论植入物内部血管的长入、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度,还是成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解,明显优于无筋膜瓣对照组.结论 以带蒂筋膜瓣为膜诱导,具有促非细胞型组织工程骨血管化和膜引导性骨再生双重作用,对骨缺损有极好的修复作用.     

以带蒂筋膜瓣为膜诱导促非细胞型组织工程骨血管化及骨再生修复骨缺损的实验研究

Objective To study the effect of fascial flap with vessels inducing the vascularization of uncel-lular tissue engingeering complex and the regenration of bone on the repair of bone defect, so as to provide the basis for the clinical application. Methods An animal model of bone defect on adult Newzland rabbits'right radial bone was established .and autologous red bone marrow were taken out and mixed into uncellulax tissue engineering comple-xes with OAM which contained BMP. The experiment animals were divided into two groups : experiment group and control group( n = 12 for each ). The control group was only implanted with complexes, meanwhile, the experiment group had fascial flap with vessels. By microsurgery technology,a non-named fascial flap with vessels was prepared, which belonged to capillary net,around the bone defect,and let it wrap tissue engineering complex,fill up bone de-fect. In a certian time, radiograph(X-ray) and light density measure was conducted, gross morphology and histological inspection was exmained. Bone shape measurement analysis and image of vessel analysis were conducted. All the sta-tistics were analyzed by the SPSS 11.5 software. Results Because of mechanically preventing fiber connective tis-sues and surrounding soft tissues from entering the areas of bone defect by fascial flap, it can keep bone defect having a relative stable environment ;The subfascial space itself, and also the shape and mass of filled-in subject had the de-cisive effect on the results of the regeneration of the bone; Owing to the establishment of blood supply during the con-structing tissue engineering complex. The experiment group was obviously superior to the control group. Compared with control group,the absor bance obviously increased in experiment group [(0. 732 ± 0. 021 ) vs (0. 651± 0.018)] (P < 0. 001 ) four weeks after the operation; also the bone trabecular body was significantly increased [(2.32±2.57)% vs(19.37±3.52)% ,(8.37±3.52)% vs(30.24±3.42)% ,(28.57±2.98)% vs(58.76± 4.62)% ,(47.24±3.42)% vs(88.72±5.84)%] ,and capillary area [(5.04±1.62)% vs(17.53±2.86)%, (10.37 ±2.96)% vs(35.24±1. 13)%,(18.20±2. 12)% vs(48.76±4. 62)%,(17.82 ±2. 74)% vs (57.72 ±5.84)%] (P <0.05) at each time period(4 weeks,8 weeks,12 weeks,and 16 weeks after operation). Despite of growth of implant's internal vessel, the number and speed of forming bone trabecula and cartilaginous tis-sue, even developing of mature bone structure, recreating of diaphysis structure, reconstructing of marrow cavity, ab-sorbing and decomposing of implant, the experiment group was obviously superior to the control group. Conclusions The induction of fascial flap with vessels shows double effects, one of which is the vascularization of uncellular tis-sue engineering complex and the other is membrane guided bone regeneration, So the method has a wonderful effect on the repair of bone defect.     

富血小板血浆及带血管筋膜在组织工程骨血管化中的作用组织影像学观察

背景：富血小板血浆中的多种生长因子及带血管筋膜是否具有促进骨再生及血管化作用尚在争论之中。目的：拟从组织影像学角度评价富血小扳血浆及带血管筋膜对骨髓基质干细胞／脱钙骨基质复合的组织工程骨血管化作用效果。设计、时间及地点：单一样本观察及动物同体对照实验，于200410／200711在青岛大学医学院附属医院中心实验室完成。材料：1-12月龄健康杂种犬12只，体质量20～25妇，雌雄各半。方法：④采用密度梯度离心法从犬骨髓中分离骨髓基质干细胞，体外贴壁培养扩增、成骨诱导培养。取杂种犬的股骨制备脱钙骨基质，并与骨髓基质干细胞复合。②将每只犬的背部分为4个区，A，B区，植入加富血小板血浆的骨髓基质干细胞，脱钙骨基质复合体，C，D区，仅植入骨髓基质干细胞／脱钙骨基质复合体。A，C区植入物用背阔肌带血管肌筋膜包囊；B，D区植入物用背部不带血管的浅筋膜包裹。分别在4，8，12周各取4只，雌雄各半，麻醉后处死取标本。主要观察指标：④采用倒置相差显微镜观察骨髓基质干细胞形态，四甲基偶氮唑盐法测定细胞生长曲线。②行改良钙钴法碱性磷酸酶染色，VonKossa法、茜素红法，钙结节染色观察诱导成骨细胞形态特征。③应用倒置相差显微镜、扫描电镜观察复合体的结构。④行大体标本、X射线数字影像及组织学观察评价。结果：①诱导成骨分化的骨髓基质干细胞分泌的碱性磷酸酶及钙结节染色均呈阳性。②骨髓基质干细胞和成骨诱导细胞的生长曲线呈典型的S形。⑨同种异体脱钙骨基质与骨髓基质干细胞复合培养后，细胞上架率高，生长状态好，增殖迅速，能分泌大量细胞外基质。④各时间点A，B，C区在成骨的骨量、骨光学密度、血管化程度等方面均明显优于D组（P〈0．05）。结论：经组织影像学观察证实，富血小板血浆和带血管肌筋膜均能促进组织工程骨的成骨和血管化，且两者具有协同作用。     

以带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓构建非细胞型组织工程化骨修复兔桡骨缺损

背景:国外学者将红骨髓和生成因子复合即时植入用于促进骨折愈合已经获得满意效果.由于不需体外培养过程,只要在抽取红骨髓后与支架生成因子复合并立即植入,被称为"非细胞型组织工程化骨".目的:课题创新性提出以带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓方法构造非细胞型组织工程化骨修复骨缺损,并验证其优势性.设计、时间及地点:同体对照动物实验,于2007-12/2009-02在河北北方学院及附属医院实验中心完成.材料:四五月龄新西兰大白兔24只;取自体红骨髓与含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料混合成非细胞型组织工程骨.方法:将成年新西兰大白兔双侧桡骨造骨缺损模型,左侧为对照组,仅植入骨诱导活性材料复合物,右侧为带蒂筋膜瓣实验组,利用显微外科技术在骨缺损邻近制备一个带有无名血管蒂所属毛细血管网的筋膜瓣,使其包裹非细胞型组织工程骨并充填骨缺损.主要观察指标:于术后4,8,12,16周各取6只兔,进行X射线检查和吸光度比测量、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析和交界区血管图像分析.结果:①X射线检查:16周,对照组骨缺损周边植入物初步形成骨干结构,骨皮质不连续,髓腔不通;实验组正常骨干结构形成,骨髓腔完全再通.②组织学观察:16周,对照组植入物内血管长入较少和发育较成熟的骨小梁,骨髓腔未通;实验组植入物已吸收降解,完全由新骨替代,成熟骨结构形成,骨髓腔再通.③修复区内骨形态计量分析:术后4,8,12,16周实验组的骨小粱的体积明显多于对照组(P＜0.05).④交界区血管图像分析:实验组各时间段单位面积内血管再生面积均大于对照组(P＜0.05).结论:带蒂筋膜瓣包裹复合自体红骨髓构建非细胞型组织工程化骨,具有膜诱导骨再生和血管化双重作用,对修复大段骨缺损是可行的,在缩短骨缺损修复时间,提高成骨的质和量有显著疗效.     

血管化组织工程骨修复山羊胫骨骨缺损的实验

背景：组织工程骨修复大型哺乳动物大范围的骨缺损，如何促进组织工程骨的体内再血管化进程是核心问题。在临床工作中，常采用带蒂筋膜技术促进植入物的再血管化。目的：观察带蒂深筋膜瓣促组织工程骨修复羊胫骨骨缺损及其再血管化的能力。设计：随机对照动物实验。单位：南方医科大学南方医院创伤骨科。材料：36只中国青山羊，体质量14．5～15．5kg，雌雄不限。方法：实验于1999-12／2003-12在原解放军第一军医大学南方医院创伤骨科完成。36只中国青山羊制作单侧胫骨中段20mm骨与骨膜缺损，钢板内固定，随机分4组：空白组、单纯材料组（珊瑚羟基磷灰石）、组织工程骨组（单纯珊瑚羟基磷灰石复合经诱导分化的骨髓基质细胞）、筋膜瓣组（带蒂深筋膜包裹组织工程骨）。术后2，4，8周行放射性核素骨显像检查；4，8，12周放射学及组织学检查、12周生物力学检查评价各组成骨及再血管化情况。主要观察指标：各组动物骨缺损区大体观察、X射线、放射性核素骨扫描、生物力学及组织学观察结果。结果：36只羊均进入结果分析。①各组动物骨缺损修复标本大体形态观察：术后空白组在各个时间点均无骨组织形成。单纯材料组8～12周时．材料表面未见明显骨质形成和骨痂形成。组织工程骨组骨8～12周骨缺损渐被充填，材料表面可见有较多骨痂突出并向中央集中，并基本包裹材料。筋膜瓣组骨其成骨过程明显优于组织工程骨组。②各组动物发射型断层扫描仪检查结果：筋膜瓣组2～8周间肉眼可明显分辨出术侧感兴趣区的放射性浓度呈明显上升趋势，组织工程骨组呈现与筋膜瓣组类似的变化趋势，但其感兴趣区计数及T／WT比值均较相应的筋膜瓣组低。单纯材料组的递增趋势亦较组织工程骨组低。③各组动物放射学检查结果：通过吸光度比值的测量按成骨量大小形成的顺序依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组[12周分别为（4．180&;#177;0．192），（3．480&;#177;0．453），（2．959&;#177;0．682）]。④各组动物生物力学检测结果：筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组组间载荷、弯曲应力差异显著[载荷依次为（758．333&;#177;88．754），（530．214&;#177;65．297），（359．667&;#177;60．715）N；弯曲应力依次为（13．937&;#177;2．199），（10．123&;#177;1．243），（6．223&;#177;0．945）N／mm^2]。⑤各组动物组织学结果：空白组术后各时间点切片显示无骨组织。其余3组随时间增长，成骨范围和质量依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组。结论：筋膜瓣通过促进组织工程骨体内再血管化的速度，促进其体内成骨速度及修复骨缺损的能力。     

生物膜与带蒂筋膜瓣体内构建组织工程复合体修复兔骨缺损的比较

背景：利用带蒂筋膜瓣包裹法及单纯生物膜包裹构建组织工程骨均能有效促进骨修复,目前缺乏此两方面的对比研究。目的：观察单纯生物膜包裹及带蒂筋膜瓣包裹法构建组织工程骨修复骨缺损的效果。方法：制备兔双侧尺骨中段连同骨膜1cm骨缺损模型,将自体红骨髓接种于含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料制备非细胞型组织工程骨,并植入双侧骨缺损区,左侧采用深筋膜瓣包裹,设为实验组,右侧采用单纯可吸收生物膜包裹,设为对照组。4,8,12,16周后进行X射线检查、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析,并在12周行生物力学检测,比较两组骨缺损修复情况。结果与结论：实验组X射线片、大体形态和组织学观察、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度、成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解、新生骨小梁面积占修复总面积比值以及最终生物力学强度均明显优于对照组（P〈0.05）。说明以带蒂筋膜瓣为膜材料应用膜引导性骨再生技术修复大段骨缺损,能有效限制纤维结缔组织长入,具有有效快速血管化能力,极大地加快了移植骨转化为自体骨的速度及效果。     

生物膜与带蒂筋膜瓣体内构建组织工程复合体修复兔骨缺损的比较

背景:利用带蒂筋膜瓣包裹法及单纯生物膜包裹构建组织工程骨均能有效促进骨修复,目前缺乏此两方面的对比研究。目的:观察单纯生物膜包裹及带蒂筋膜瓣包裹法构建组织工程骨修复骨缺损的效果。方法:制备兔双侧尺骨中段连同骨膜1cm骨缺损模型,将自体红骨髓接种于含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料制备非细胞型组织工程骨,并植入双侧骨缺损区,左侧采用深筋膜瓣包裹,设为实验组,右侧采用单纯可吸收生物膜包裹,设为对照组。4,8,12,16周后进行X射线检查、大体观察和组织学检查、修复区内骨形态计量分析,并在12周行生物力学检测,比较两组骨缺损修复情况。结果与结论:实验组X射线片、大体形态和组织学观察、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度、成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解、新生骨小梁面积占修复总面积比值以及最终生物力学强度均明显优于对照组(P<0.05)。说明以带蒂筋膜瓣为膜材料应用膜引导性骨再生技术修复大段骨缺损,能有效限制纤维结缔组织长入,具有有效快速血管化能力,极大地加快了移植骨转化为自体骨的速度及效果。     

恒河猴体内组织工程骨血管化的监测

目的：采用X线、放射性核素骨显像、磁共振灌注成像三种不同方法监测组织工程骨血管化的情况，对比分析各种方法的优缺点。 方法：实验于2005—05／08在南方医科大学南方医院动物实验中心完成。①选用13只成年雄性恒河猴的26条下肢，取1条下肢用于骨髓基质干细胞的培养，其余25条下肢分为5组：β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞＋血管束组、β-磷酸三钙＋血管束组、β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组、空白对照组，5条／组。β-磷酸三钙直径12mm，长度20mm，横截面呈C型。血管束来源于恒河猴胫骨内侧皮下隐动脉分支，其外径约0．8-1．0mm。②13只恒河猴麻醉后，取胫前直切口，沿胫前肌与胫骨间隙进入。于胫骨外侧放置7孔AO重建钛钢板．除第4孔外其余孔2．5mm钻头钻孔，3．5mm丝攻攻丝后钛螺钉固定。于钢板第3-5孔之间用线锯锯断胫骨，切除该段相应骨膜，造成2cm的段缺性骨与骨膜缺损。然后根据动物分组填入各自相应材料，制备动物模型。③各组术后4，8，12周行磁共振灌注成像检查并计算信号强度-时间曲线的最大线性斜率（SSmax）及基线值（SIbaseline），拍摄恒河猴胫骨X线片并计算其透光度，同时行放射性核素骨显像检查并计算摄取比值。 结果：实验选用13只成年雄性恒河猴的25条下肢，全部进入结果分析。①各组术后骨缺损区X线检查结果：各组骨缺损区透光度随着术后周数的延长均呈现不同的下降趋势。与术后4周比较，术后8，12周β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞＋血管束组均明显下降（P=-0．001）；与术后8周比较，术后12周β-磷酸三钙＋血管束组、β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞组均明显下降（P=-0.002，P=-0.021）。②各组术后骨缺损区放射性核素骨显像结果：β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞＋血管束组、β-磷酸三钙＋血管束组、β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组感兴趣区同位素计数比值均为术后8周最高，术后12周最低。③各组术后骨缺损区磁共振灌注成像情况：术后4，8，12周β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞＋血管束组的SSmax值最高，且术后8周与4周相比SSmax有较大幅度的提高（P=0.003）。术后12周β-磷酸三钙＋骨髓基质干细胞＋血管束组5个样本的SSmax与同期X线透光度呈负相关（r=-1.0，P=-0.000）。 结论：信号强度-时间曲线的SSmax能够准确反映组织工程骨的血管化情况，磁共振灌注成像检查具有无创、无辐射、高灵敏度和定量分析的优点。     

生物衍生骨复合成骨诱导骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨修复兔桡骨-骨膜缺损的血管化进程

背景：移植骨能否血管化是移植成活的关键。目的：验证生物衍生骨复合骨髓间充质干细胞构建组织化工程骨修复兔桡骨-骨膜缺损的血管化进程。设计、时间及地点：随机分组设计的动物对照实验,2007-01/2008-01在南华大学生命科学院实验室完成。材料：健康成年新西兰大白兔25只,双侧桡骨制备成中段1.5cm的桡骨-骨膜缺损。方法：经脱脂、脱蛋白、部分脱钙和冻干等一系列的物理、化学方法处理后制备生物衍生骨支架材料。与自体骨髓间充质干细胞复合制备组织工程骨支架材料。按随机数字表法,20只兔右侧桡骨为实验组植入组织工程骨,左侧为对照组植入单纯生物衍生骨,不做内外固定;另5只兔双侧造成骨缺损后不植入任何材料作为空白组。主要观察指标：植入后2,4,8,12周观察组织工程骨、生物衍生骨与断端的愈合情况;组织学观察骨组织中血管形成情况,并进行血管面积图像分析。结果：25只兔无脱落。大体观察显示实验组植入后8周两断端已融合为一体;植入后12周,已经塑型,外观接近正常。对照组各时间点愈合程度不如实验组。组织学观察显示,实验组和对照组植入后4周均有大量血管生成,植入后8周,实验组修复区的血管网较对照组开始排列规律;植入后12周,实验组血管已达成熟阶段,血管排列方向比对照组均匀、有序,形态结构接近正常皮质骨的血管形态。血管面积图像法测定的血管面积结果表明,植入后2周实验组和对照组血管面积低于正常骨组织,植入后4,8周实验组和对照组血管面积高于正常骨组织,差异均有显著性意义（P〈0.05）。植入后4周实验组血管面积低于对照组,差异有显著性意义（P〈0.05）。结论：生物衍生骨复合成骨诱导的骨髓间充质干细胞可加快骨修复后的血管化进程。     

恒河猴体内组织工程骨血管化的监测

目的:采用X线、放射性核素骨显像、磁共振灌注成像三种不同方法监测组织工程骨血管化的情况,对比分析各种方法的优缺点。方法:实验于2005-05/08在南方医科大学南方医院动物实验中心完成。①选用13只成年雄性恒河猴的26条下肢,取1条下肢用于骨髓基质干细胞的培养,其余25条下肢分为5组:β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组、β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组、空白对照组,5条/组。β-磷酸三钙直径12mm,长度20mm,横截面呈C型。血管束来源于恒河猴胫骨内侧皮下隐动脉分支,其外径约0.8～1.0mm。②13只恒河猴麻醉后,取胫前直切口,沿胫前肌与胫骨间隙进入。于胫骨外侧放置7孔AO重建钛钢板,除第4孔外其余孔2.5mm钻头钻孔,3.5mm丝攻攻丝后钛螺钉固定。于钢板第3～5孔之间用线锯锯断胫骨,切除该段相应骨膜,造成2cm的段缺性骨与骨膜缺损。然后根据动物分组填入各自相应材料,制备动物模型。③各组术后4,8,12周行磁共振灌注成像检查并计算信号强度-时间曲线的最大线性斜率(SSmax)及基线值(SIbaseline),拍摄恒河猴胫骨X线片并计算其透光度,同时行放射性核素骨显像检查并计算摄取比值。结果:实验选用13只成年雄性恒河猴的25条下肢,全部进入结果分析。①各组术后骨缺损区X线检查结果:各组骨缺损区透光度随着术后周数的延长均呈现不同的下降趋势。与术后4周比较,术后8,12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组均明显下降(P=0.001);与术后8周比较,术后12周β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组均明显下降(P=0.002,P=0.021)。②各组术后骨缺损区放射性核素骨显像结果:β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组、β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组感兴趣区同位素计数比值均为术后8周最高,术后12周最低。③各组术后骨缺损区磁共振灌注成像情况:术后4,8,12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组的SSmax值最高,且术后8周与4周相比SSmax有较大幅度的提高(P=0.003)。术后12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组5个样本的SSmax与同期X线透光度呈负相关(r=-1.0,P=0.000)。结论:信号强度-时间曲线的SSmax能够准确反映组织工程骨的血管化情况,磁共振灌注成像检查具有无创、无辐射、高灵敏度和定量分析的优点。     

血管化组织工程骨修复山羊胫骨骨缺损的实验

背景:组织工程骨修复大型哺乳动物大范围的骨缺损,如何促进组织工程骨的体内再血管化进程是核心问题。在临床工作中,常采用带蒂筋膜技术促进植入物的再血管化。目的:观察带蒂深筋膜瓣促组织工程骨修复羊胫骨骨缺损及其再血管化的能力。设计:随机对照动物实验。单位:南方医科大学南方医院创伤骨科。材料:36只中国青山羊,体质量14.5～15.5kg,雌雄不限。方法:实验于1999-12/2003-12在原解放军第一军医大学南方医院创伤骨科完成。36只中国青山羊制作单侧胫骨中段20mm骨与骨膜缺损,钢板内固定,随机分4组:空白组、单纯材料组(珊瑚羟基磷灰石)、组织工程骨组(单纯珊瑚羟基磷灰石复合经诱导分化的骨髓基质细胞)、筋膜瓣组(带蒂深筋膜包裹组织工程骨)。术后2,4,8周行放射性核素骨显像检查;4,8,12周放射学及组织学检查、12周生物力学检查评价各组成骨及再血管化情况。主要观察指标:各组动物骨缺损区大体观察、X射线、放射性核素骨扫描、生物力学及组织学观察结果。结果:36只羊均进入结果分析。①各组动物骨缺损修复标本大体形态观察:术后空白组在各个时间点均无骨组织形成。单纯材料组8～12周时,材料表面未见明显骨质形成和骨痂形成。组织工程骨组骨8～12周骨缺损渐被充填,材料表面可见有较多骨痂突出并向中央集中,并基本包裹材料。筋膜瓣组骨其成骨过程明显优于组织工程骨组。②各组动物发射型断层扫描仪检查结果:筋膜瓣组2～8周间肉眼可明显分辨出术侧感兴趣区的放射性浓度呈明显上升趋势,组织工程骨组呈现与筋膜瓣组类似的变化趋势,但其感兴趣区计数及T/NT比值均较相应的筋膜瓣组低。单纯材料组的递增趋势亦较组织工程骨组低。③各组动物放射学检查结果:通过吸光度比值的测量按成骨量大小形成的顺序依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组[12周分别为(4.180±0.192),(3.480±0.453),(2.959±0.682)]。④各组动物生物力学检测结果:筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组组间载荷、弯曲应力差异显著[载荷依次为(758.333±88.754),(530.214±65.297),(359.667±60.715)N;弯曲应力依次为(13.937±2.199),(10.123±1.243),(6.223±0.945)N/mm2]。⑤各组动物组织学结果:空白组术后各时间点切片显示无骨组织。其余3组随时间增长,成骨范围和质量依次为筋膜瓣组、组织工程骨组、单纯材料组。结论:筋膜瓣通过促进组织工程骨体内再血管化的速度,促进其体内成骨速度及修复骨缺损的能力。     

生物衍生骨体外复合构建组织工程化骨修复兔桡骨-骨膜缺损:血管化进程及其生物力学性能

背景:目前组织工程骨的支架材料,力学性能和体内血管化问题仍没有很好解决,因而制约了临床的广泛开展.目的:观察生物衍生骨体外复合骨髓间充质干细胞构建组织化工程骨修复兔桡骨一骨膜缺损的血管化进程和生物力学性能.方法:取新西兰大白兔的骨头制各生物衍生骨;体外分离和培养兔骨髓间充质干细胞,定向诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,再将诱导的成骨细胞接种到生物衍生骨支架上制成组织工程骨.取大白兔25只,制成骨膜桡骨缺损模型,其中5只兔不做处理为空白组;另外20只兔左前肢为对照组单纯植入生物衍生骨,右前肢为实验组植入组织工程骨术后2,4,8,12周分别取5只兔标本,观察血管面积和缺损区植入骨的生物力学性能.结果与结论:术后4周实验组和对照组血液循环丰富,血管面积较大,12周血管面积趋于稳定,接近正常状态;2,4,8周的实验组和对照组血管面积与空白组比较差异有显著性意义(P<0.05).8周,与对照组比较,实验组修复区的血管网排列规律,12周形态结构已接近正常骨组织,力学性能明显增强.结果证实生物衍生骨复合骨髓间充质干细胞后有较好的血管化进程和力学性能,是修复骨缺损的一种较好的治疗方法.     

应用膜引导非细胞型组织工程化骨再生技术修复超临界骨缺损研究进展

由创伤、感染、骨肿瘤切除等造成的骨缺损一直是骨科领域的研究热点,而超临界骨缺损(exceed critical size defect,ECSD)的修复和功能重建更是骨科所面临的难题,因其治疗难度大,骨不愈合率很高,备受国内外学者关注。目前治疗骨缺损的方法为骨移植,其移植材料有自体骨、异种骨、同种异体骨、人工骨及组织工程骨。     

高分辨率超声在带血管蒂组织瓣移植术前的应用价值

目的探讨高分辨率超声检测技术在带血管蒂组织瓣移植术前的应用价值。方法采用HP-IPHX高分辨率超宽频彩超仪检测带血管蒂组织瓣内深部动脉干及肌皮穿支动脉,探查血管数目、内径、走行方向、分布范围、定量检测血流动力学变化。结果术前供、受区血管检出率100%,手术证实诊断符合率100%。供区组织瓣内检出深部动脉21条,肌皮穿支动脉32条。受区组织瓣内检出血管23条,血管内径(0.26±0.03)cm,发现血管壁不光滑10/23条,管腔狭窄3/23条,血栓2/23条。得出sp、Ed、mv、Q、定量指标。结论高分辨超声这一无创性检测方法可以在带血管蒂组织瓣移植术前生动形象直观地显示组织瓣内血管,准确评价血管质量,为手术提供科学依据,具有重要临床价值和较好的临床应用前景。     

带蒂筋膜复合组织瓣的临床应用及改良

筋膜皮瓣是由瑞典整形外科医师ponten在1981年首先发现并描述命名的，在我国应用相对比较晚，侯春林．张世民应用临床比较早，并在2000年出版专著，筋膜有多种形式供皮血管，在全身各处广泛存在，血运形式类型也各不相同，因为这种皮瓣在小腿具有血供可靠、操作简单、转移方便及不损伤下肢主要血管等优点；并有腓肠神经营养血管及隐神经营养血管来增加血供，良好的血液循环是手术成功的关键，在小腿部往往需要修复的是具有感染．     

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景:以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想.其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效.目的:新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用.方法:将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料.60只成年新西兰兔建立15 mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料.于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况.结果与结论:光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组.结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果.