注射型软骨组织工程活性材料修复关节软骨缺损的实验研究

目的 利用注射型活性材料修复兔关节软骨,比较碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblastic growth factor,bFGF)和骨形态发生蛋白(Bone morphogenic protein,BMP)的治疗效果。方法 取18只14周龄成年大白兔随机分为3组,每只动物于双侧膝关节股骨髌股关节面制备直径4mm全层软骨缺损模型,钻通骨髓腔。准备注射型bFGF和BMP生物蛋白胶材料,三组分别接受如下治疗。A组注射型碱性成纤维细胞生长因子,B组注射型骨形态发生蛋白,C组单纯生物蛋白胶治疗。于8周,12周,24周观察大体和形态学特征,组织学评分。结果 A组于8,12周时,软骨缺损被白色半透明坚硬组织平滑修复,富有光泽,与正常软骨边界清楚,24周时修复组织与正常软骨边界模糊,质地坚硬,表面平滑光润。B组于8,12,24周时候均未将缺损表面修复平滑,为疏松组织缺损底部,凹陷明显残留。C组全程均未见软骨修复。组织评分A组明显优于B组C组(P<0.05),而B组和C组间无差异(P>0.05)。结论 注射型碱性成纤维细胞生长因子可以有效修复兔关节软骨的缺损,效果明显优于BMP治疗组,为关节镜等微创治疗方法提供了实验参考。     

骨软骨移植联合rhBMP -2/bFGF修复软骨缺损

[目的]探讨采用冷冻同种异体骨软骨移植,配合骨形态发生蛋白(rhBMP-2)/碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)修复软骨缺损的效果,为进一步应用于临床提供理论依据。[方法]48只日本大耳白兔,96个关节,随机分A、B、C、D组。A组采用骨软骨移植联合rhBMP-2/bFGF,B组单纯应用骨软骨移植,C组单纯局部注射rh-BMP-2/bFGF混悬液,D组用作空白对照。无菌条件下制作骨软骨缺损模型。术后第4、8、12周作解剖学观察、磁共振检查、组织学检查及软骨细胞记数、免疫组化检查。[结果]A组软骨缺损修复面光滑,呈瓷白色、半透明,B、C组未完全修复,D组无明显修复。A组修复软骨组织学评分与其他组比较差异有统计学意义(P<0.05),图像分析仪软骨细胞记数与其他组比较差异有统计学意义(P<0.05)。修复软骨Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。[结论]联合应用冷冻同种异体骨软骨移植、rhBMP-2/bFGF,能促进新生软骨的形成,提高软骨缺损修复的质量。     

新鲜同种异体骨软骨移植修复软骨缺损

目的联合应用新鲜同种异体骨软骨移植,和局部注射碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growthfactor,bFGF),探讨能否促进关节软骨缺损区新生软骨的形成,提高软骨缺损修复的成功率。方法48只青紫兰兔,96个实验关节,随机分为A、B、C、D组。无菌条件下制作骨软骨缺损模型。在A组缺损区单纯植入新鲜的同种异体骨软骨,B组单纯局部注射重组人bFGF,C组局部注射bFGF后同时植入新鲜的同种异体骨软骨,D组用作空白对照。术后第4、8、12周作大体观察、X线摄片、组织学检查及免疫组化检查。结果移植加注射bFGF组促进软骨缺损修复的效果均好于其他组,图像分析仪进行软骨细胞记数有显著差异(P<0.05),有统计学意义。修复软骨型胶原免疫组化染色强阳性。结论采用新鲜的同种异体骨软骨移植及联合应用碱性成纤维细胞生长因子,二者能起交互作用,促进了新生软骨的形成。     

骨形态形成蛋白复合纤维蛋白载体修复全厚关节软骨缺损的实验研究

目的：用骨形态形成蛋白（BMP）复合纤维蛋白载体修复创伤性全厚关节软骨缺损,方法：60只新西兰家兔,体重2．5－3kg,雌雄不限,随机分为5组,每侧股骨髌髁关节面低速电钻钻一直径为4mm全厚关节软骨缺损,一侧缺损填充BMP／FS,对照侧缺损填充单纯FS,单纯BMP和空白组,膝关节不做固定,允许笼中自由活动,术后2,4,8,12周空气栓塞分批处死动物,大体观,组织学切片HE染色,S－100蛋白免疫组化染色和透射电镜观察实验结果,结果：术后4周,BMP／HF填充的部分关节软骨缺损由类透明软骨修复,术后8周,实验组缺损大部分由类透明软骨修复,而对照组则由纤维软骨或纤维组织修复,术后12周,实验组修复组织主要是透明软骨或类透明软骨,修复面较平整光滑,与周围组织愈合良好,但部分修复软骨面变薄,纤维化。结论：BMP／FS复合物促进了关节软骨的早期修复,并且最终的修复组织更接受正常的关节软骨,但术后12周修复的关节软骨出现退行性改变。     

利用脂肪干细胞构建软骨修复兔膝关节软骨缺损的初步研究

目的 利用兔同种异体软骨脱细胞基质支架和脂肪干细胞体外构建组织工程软骨,探讨其修复关节软骨损伤的可行性.方法 将新西兰大白兔的脂肪干细胞与软骨脱细胞基质支架复合,于软骨细胞方向诱导培养基中培养两周,构建组织工程软骨.兔24只随机分为A、B、C 3组, A组关节软骨缺损处置入经诱导的脂肪源干细胞复合软骨基质支架, B组缺损处只置入软骨基质支架, C组软骨缺损处不做任何处理.分别于术后第12周处死动物,修复处行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化染色和透射电镜检测.结果 A组软骨缺损处被类软骨组织填充,修复区表面光滑;Ⅱ型胶原免疫组化染色和甲苯胺蓝染色阳性;电镜下可见软骨陷窝内有细胞结构存在,且有大量均匀颗粒状细胞分泌基质成分存在,细胞周围大量胶原纤维.B组软骨缺损处为纤维组织状物填充,C组软骨缺损处无修复组织填充.结论 脂肪干细胞与软骨脱细胞基质复合并向软骨诱导后可良好地修复关节软骨缺损,具有替代正常软骨的潜力.     

转BMP-7软骨细胞在Matrigel胶支架中修复兔膝关节软骨缺损的实验研究

[目的]研究骨形态发生蛋白(bone morphogenic protein,BMP-7)在构建 Matrigel 胶支架软骨膜块修复关节软骨缺损中的作用.[方法]将软骨细胞种植于 Matrigel 胶支架上,体外培养,在培养系统中加入 BMP-7,观察软骨细胞在支架中的繁殖以及载体降解情况;将培养出的软骨膜块植入于动物关节软骨缺损模型中进行定期观测(4周).[结果]Matrigel 胶支架可满足组织工程软骨修复需要,BMP-7 在用于构建膜块修复关节软骨缺损模型中可促进软骨细胞增殖,并在植入 4 周动物试验中发现与对照组比较在关节软骨缺损修复质量上有显著性差异(P<0.01).[结论]BMP-7 在 Matrigel 胶软骨膜块中可明显促进组织工程软骨膜块构建以及关节软骨缺损的修复.     

Ⅱ型胶原海绵的材料特性及对软骨缺损的影响

[目的]研究Ⅱ型胶原海绵的材料特性与其在修复软骨缺损中的作用.[方法]对比Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜的力学、孔径方面等材料特性的差异,并建立兔膝关节软骨缺损模型,A组接受Ⅱ型胶原海绵移植,B组接受Ⅱ型胶原膜移植,而C组为空白对照组,术后不予治疗,分别于2、6和12周取材,通过组织学染色观察软骨缺损处修复的效果.[结果]Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜在材料特性上有显著差异,胶原自发荧光分层扫描通过图像分析得出A组平均孔径为(93.26±38.41) μm,弹性模量(0.098±0.0 017) MP/m2,均较B组更为理想.组织学显示A组6周时生成大量新生软骨,12周时新生软骨形态与成熟度已经接近正常,较B、C两组更为优越.[结论]Ⅱ型胶原海绵有理想的孔径和合理的生物力学结构性质,有利于软骨缺损的修复,是一种具有良好材料特性的组织工程基质.     

磷酸钙骨水泥/rhBMP-2修复犬股骨头软骨下骨缺损重建力学性能的实验研究

目的:研究应用组织工程技术修复股骨头骨缺损后力学性能的变化.方法:20只犬随机分为A、B两组,各组对侧作为C组.用活门法(Trapdoor)造骨缺损模型,通过活门在骨缺损区A组植入磷酸钙骨水泥/rhBMP-2;B组植入多孔磷酸钙骨水泥;C组缺损区不做处理.回植活门区软骨瓣与骨关节面平齐.16周后进行组织标本观察、组织学检查、生物力学测试.结果:A组,关节面光滑,无活门区软骨瓣塌陷,活门区软骨瓣色泽与周围关节软骨相近,缺损区磷酸钙骨水泥几乎完全吸收由新生骨组织替代,力学强度明显高于B、C组;B组,6只软骨瓣塌陷(1～3.6mm),软骨瓣色苍白,质软易碎,力学强度低于A组,骨缺损区尚残存部分磷酸钙骨水泥;C组,几乎所有软骨瓣塌陷(1.6～5.5mm),色灰白,软易碎,表面有细小的裂纹,力学强度最低,缺损区有纤维组织填充.结论:新型生物活性材料多孔磷酸钙骨水泥/rhBMP-2能明显加快股骨头软骨下骨缺损的修复并有效的恢复股骨头的力学性能.     

骨形态形成蛋白修复大面积关节软骨缺损的实验研究

将骨形态形成蛋白(BMP)用于大面积关节软骨缺损的修复,探讨应用方法,观察修复效果。在51只成年兔股骨的髌髁关节面上制造5mm×10mm的骨软骨缺损,深3～5mm。缺损内分别填充骨形态形成蛋白和纤维蛋白粘合剂复合物(BMP/FS)、BMP、FS,植入物均用自体游离骨膜覆盖,并设单纯骨膜覆盖缺损组和空白对照组。术后2、4、8、12周对缺损修复情况行大体和组织学观察。结果显示:BMP/FS组,8周时软骨下骨再生已完成,12周表层新生软骨组织结构接近正常,修复效果明显优于其它组。     

复合人工骨修复犬股骨头缺损坏死中再血管化与钙含量的关系

[目的]观察骨形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibro-blast growth factor,bFGF)与异体脱抗原松质骨(allogeneic antigen-extracted cancellous bone,AACB)复合后修复股骨头坏死(femoral head necrosis,FHN)病灶清除区缺损,评价bFGF对FHN的再血管化作用及其与钙含量的关系。[方法]取18只杂种犬共36侧股骨头,建立液氮冷冻诱导性犬股骨头缺损坏死模型,随机分为A、B、C3组,每组12侧。A组为空白对照,B组植入AACB/BMP,C组植入AACB/BMP/bFGF。每个股骨头内植入AACB约0.33g,BMP约12.5mg,bFGF约2000U。术后3、6和12周分批处死动物,每组每次处死2只。行组织学观察,免疫组织化学染色,进行血管计数和血管面积图像分析、钙含量测定、并分析再血管化作用与钙含量间的关系。[结果]组织学观察,12周时A组以纤维结缔组织为主,B组多量新生骨组织形成,密度不均,C组股骨头骨缺损完全修复。血管计数和血管面积,C组术后3周移植物孔隙内大量血管增生,6和12周时血管数量和血管面积进一步增加,各时间点都大于A、B组,具有统计学意义(P<0.05)。钙含量,C组术后3周钙含量小于B组,12周时大于B组(P<0.05)。再血管化作用与钙含量的关系,C组与B组比较,术后3周时再血管化与钙含量呈负相关,12周时呈正相关。[结论]AACB是生长因子的良好吸附载体,适宜新生血管长入。吸附有bFGF及BMP的AACB具有较强的再血管化能力,bFGF促进植骨材料吸收,加速新骨形成。这一疗法有望成为FHN治疗的一种手段。