杂化改性后快速成型支架对骨缺损修复的实验研究

目的 观察以PLGA／β-TCP为原材料,快速成型方法制备的支架为骨架,采用胶原杂化及表面磷灰石沉积对其进行改性的新型骨组织工程材料对骨缺损的修复效果。方法 使用骨髓基质干细胞（BM-SCs）分别与改性前后支架复合,对兔桡骨缺损进行修复。通过X-ray、MicroCT形态学及组织切片病理学,观察改性前后材料降解、新骨生成情况。结果 改性后材料的降解及骨缺损修复能力较改性前有显著性提高,修复1年后改性组骨缺损完全修复。结论 采用胶原杂化及磷灰石表面沉积改性后的PLGA／β-TCP快速成型支架可作为3-D支架应用于骨组织工程。     

腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2基因修复兔桡骨缺损

目的 评价腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2（Adv-hBMP-2)基因对兔骨髓间充质干细胞（BMSCs)的诱导成骨活性及修复长骨干骨缺损的效果。方法 （1）抽取兔骨髓行BMSCs培养，经Adv-hBMP-2转染后分别行免疫沉淀加Western印迹法和碱性磷酸酶（ALP）检测及von Kossa染色，并行裸鼠肌内诱导成骨试验。（2）修复兔桡骨缺损：15只兔30侧、1.5cm的骨缺损分为Adv-hBMP-2转染BMSCS加珊瑚及胶原载体组、β半乳糖苷酶（Adv-βgal)转染BMSCs加载体组、未转染BMSCs加载体组、载体组和未治疗组，术后行X线、组织学检查。结果 （1）Adv-hBMP-2组BMSCs表达hBMP-2，其ALP活性升高，并有钙结节形成,裸鼠肌内注射后有异位成骨。（2）在兔桡骨缺损处，Adv-hBMP-2转染组有明显骨痂形成，5个组的愈合率分别为4／5、2／5、2／5、0／5、0／5。结论 Adv-hBMP-2基因转染的BMSCs是修复骨缺损的好方法。     

rhBMP-2和rhVEGF转染ADSCs后体外表达及诱导骨缺损成骨修复的实验研究

目的观察重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）和血管内皮生长因子（rhVEGF）转染脂肪源性干细胞（ADSCs）后的体外表达情况,并以含该转染体系的组织工程骨进行大动物负重骨缺损的修复研究。方法将外源性基因rhBMP-2和rhVEGF通过脂质体Lipofectamine^TM 2000介导的方式转染第四代ADSCs,以G418筛选出阳性克隆并扩大培养后,用RT-PCR和SABC免疫组化法在转录和蛋白质水平观察其转染后第2天和第4周表达情况。建立小香猪自体前肢尺骨中段1.5cm骨缺损模型,分3组进行对比试验：（A组）转染了生物活性因子的ADSCs与脱细胞骨基质材料（ACBM）复合而成新型组织工程骨植入修复组;（B组）未转染生物活性因子的ADSCs复合ACBM植入修复组;（C组）未处理组。以x线和组织切片评价其修复效果。结果转基因ADSCs在转染后瞬时和4周时都可表达rhBMP-2和rhVEGF。大动物骨缺损修复实验中,前2周内3组动物均未出现明显的急性炎症反应;连续x线观察和骨切片显示：A组在术后第3个月已完全修复,且修复效果和进程明显优于B组,C组缺损则主要由纤维结缔充填。结论rhBMP2及rh-VEGF转染ADSCs后可获得4周内稳定的表达。携带该缓释体系的新型组织工程骨是一种具有显著成骨能力的优良骨缺损修复材料。     

rhBMP-2/明胶复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的实验研究

目的 观察重组人骨形态发生蛋白－2（rhBMP-2)／明胶复合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，实验组植入含2.0mg的rhBMP-2的复合材料片，对照组植入单纯明胶片。通过影像学、组织学观察及骨密度测定，评价rhBMP-2／明胶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后12周时骨痂将缺损桥接，术后24周时达到皮质骨连接；对照组无骨痂形成。组织学检查示实验组术后12周时骨痂外层为板层骨，中央为编织骨，内有骨髓组织，术后24周时骨痂外层为皮质骨，中央为髓腔组织；对照组为纤维连接。骨密度测定示术后12周时骨痂密度达到正常值的79％，24周时达到正常值的88％。结论 rhBMP-2/明胶复合材料具有良好的诱导成骨活性作用，2.0mg的rhBMP－2能够很好的修复犬桡骨20mm的骨缺损。     

重组异体脱蛋白骨关节移植修复骨关节缺损的实验研究

目的 探讨钙磷骨水泥（CPC）复合重组人血管内皮细胞生长因子（rhVEGF）＋重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）与异体脱蛋白骨（DPB）关节移植修复骨关节缺损的能力。方法 成年杂交犬36只，随机分成3组：A组为CPC／rhVEGF／rhBMP-2／DPB关节移植；B组为rhVEGF／rhBMP-2／DPB关节移植；C组为单纯的DPB关节移植。术后观察血管发生和新骨形成情况。结果 A组在各时相点再血管化、成骨能力和软骨形成检测结果均优于B、C两组，B、C组间在各时相点差异无统计学意义。结论 重组脱蛋白骨关节材料具有较强的再血管化和成骨能力，可早期与受体达到骨愈合修复骨关节缺损并最终成为自身组织。     

自体骨髓间充质干细胞复合β-磷酸三钙修复犬下颌骨节段缺损

目的 探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）复合β-磷酸三钙（β-TCP）构建的组织工程骨修复犬下颌骨节段缺损的可行性。方法 体外成骨诱导犬BMSCs，将第2代细胞复合β-TCP后修复6只犬右侧3cm的下颌骨节段缺损；6只犬以单纯β-TCP植入作为对照，术后4，12，26，32周分别通过影像学、大体形态、组织学和生物力学检测判断骨缺损的修复效果。结果 诱导后第2代细胞已具成骨活性。4～26周X线片示实验组新骨形成增加，密度增高，对照组则材料吸收形成明显阴影区，只有少量骨痂。32周实验组骨愈合良好，有较多板层骨；对照组为纤维性愈合骨不连，骨密度检测实验组显著高于对照组。实验组力学强度与正常下颌骨差异无统计学意义。结论 自体成骨诱导BMSCs复合β-TCP形成的织工程骨可良好修复犬下颌骨节段缺损。     

可塑形组织工程骨体内成骨的实验研究

目的探讨用藻酸钙凝胶、成骨细胞、生物衍生颗粒骨复合构建可塑形组织工程骨及其修补兔颅骨缺损的体内成骨。方法24只日本大耳白兔,随机分为两组,用藻酸钙凝胶-成骨细胞-生物衍生颗粒骨和藻酸钙凝胶-生物衍生颗粒骨分别填补修复A组(16只)兔颅骨左右两侧直径1cm的圆形骨膜-全层颅骨缺损(左侧为A1组,右侧为A2组),B组(8只)为空白对照组。通过大体、组织学观察和图像分析、X线、钙磷含量测定评估其体内成骨状况。结果材料植入后,局部未见异常反应。(1)A1组手术后12周时颅骨缺损已基本被硬组织所修复,镜下见修复材料已大多被骨组织替代,颗粒骨被吸收,成骨面积百分比为(40.92±19.36)%,明显高于A2组(P<0.05)和B组(P<0.01)。X线片见兔颅骨缺损处有高密度骨痂影存在,布满整个缺损区。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(7.30±0.93)mg、(3.11±0.42)mg,明显高于A2组和B组。(2)A2组手术后12周,颅骨缺损部分被硬性组织所修复,镜下见材料部分转变成骨组织和纤维组织,成骨面积百分比为(18.51±6.01)%,高于B组,但差异无统计学意义,X线片见兔颅骨缺损处高密度骨痂影主要分布在缺损区的边缘部位。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(5.29±0.17)mg、(2.34±0.35)mg,明显高于B组。(3)B组骨缺损主要被膜样组织修复,在紧邻骨缺损处有硬组织形成,镜下见修复组织边缘有骨组织存在,中央大部为膜状致密纤维组织,成骨面积百分比为(12.72±9.46)%,X线片仅见靠近骨缺损边缘的部位存在致密骨痂影。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(3.54±0.45)mg、(1.78±0.53)mg。结论藻酸钙凝胶-成骨细胞-生物衍生颗粒骨构建的可塑形组织工程骨可根据颅骨缺损的形态进行塑形填补,在体内有良好的成骨能力,可基本达到对兔颅骨缺损的骨性修复。     

多孔聚乳酸-聚乙醇酸共聚物作为缓释重组人骨形态发生蛋白-2载体的实验研究

目的 探讨多孔聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)作为重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)的载体，通过体外释放试验和体内活性试验来评价rhBMP-2释放的动力学过程及活性。方法 采用乳液冷冻干燥法制作含rhBMP-2缓释系统的PLGA支架，支架进行扫描电镜观察；采用高效液相色谱分析仪检测不同时间点释放液中rhBMP-2的含量，进行累积释放量的动态观察；将缓释rhBMP-2支架植入SD大鼠大腿股部肌袋内，分别在不同时间点进行组织学观察。结果 支架材料的形态学观察显示，材料表面呈多孔状；rhBMP-2从支架中释放的动力学过程为第1天表现为爆发性释放(30.0％)，以后缓慢持续释放，至1个月左右释放量达80.6％；活性评价结果显示，rhBMP-2缓释支架组可见新生骨组织形成伴较多的骨母细胞排列，无rhBMP-2支架组则无成骨现象。结论 多孔PLGA可作为rhBMP-2的缓释载体，并具有良好的生物活性，可作为骨组织工程研究中的新型支架，同时具有临床应用的可行性。     

藻酸盐在构建组织工程骨应用研究中的进展

交通及工业中的严重刨伤、骨病及骨肿瘤的切除、骨关节结核及骨感染和先天性骨关节疾病等原因，均可引起骨组织的缺损。临床应用的骨组织缺损修复材料中，自体骨成骨活性最好，但其来源有限，往往不能满足植骨材料数量上的要求，且会造成供骨区新的创伤。除此之外，目前可望实现骨组织缺损理想修复和肢体功能显著改善的最佳方法：之一就是利用组织工程学概念，将体外扩增的种子细胞复合到具有特定性状的二维支架材料上，构建具有生物活性的骨移植物来移植治疗。     

多聚乙醇酸-羟基磷灰石复合体为支架的骨髓基质细胞修复兔关节软骨缺损

目的 研究以多聚乙醇酸（polyglycolic acid，PGA）、羟基磷灰石（hydroxyapatites，HA）复合体为支架的骨髓基质细胞（bone marrow derived mesenchymal cells，BMSCs）修复兔膝关节软骨缺损修复效果。方法 自体BMSCs分别种植于PGA和HA支架后共同培养，生物胶粘连两种支架-细胞复合物形成BMSCs-PGA-HA复合体，植入兔膝关节软骨缺损模型。术后20，32周处死动物，标本行组织学检查及Ⅱ型胶原免疫组化染色。结果 BMSCs-PGA-HA复合体植入后形成稳定的透明软骨样修复组织及软骨下骨，该组织与周围正常软骨及软骨下骨融合良好，32周后软骨标本无明显退变。结论 以BMSCs为种子细胞、更符合缺损处生理结构的PGA-HA为支架的复合体，可修复关节软骨缺损，中长期效果值得肯定。     

重组人BMP-2聚乳酸缓释纳米微球对体外培养兔成骨细胞增殖和矿化的影响

目的 观察重组人骨形态发生蛋白-2聚乳酸纳米微球缓释系统(rhBMP-2-PLA-Ns)对体外培养的兔成骨细胞的生物学效应. 方法 体外培养兔成骨细胞并鉴定,将rhBMP-2-PLA-Ns和第3代成骨细胞一起培养,免疫荧光法检测成骨细胞核中增殖细胞核抗原(PCNA)的表达,茜素红染色方法观察矿化结节的形成,Western blot检测rhBMP-2-PLA-Ns对成骨细胞自分泌血管内皮细胞生长因子(VEGF)的作用,并与单纯rhBMP-2组和空白组进行比较. 结果 培养5 d后,各组PCNA阳性细胞差异无统计学意义.培养10 d后,rhBMP-2-PLA-Ns组阳性细胞数明显高于单纯rhBMP-2组和空白组,表明rhBMP-PLA-Ns能够明显促进PCNA在成骨细胞核中的表达.与其他两组比较,rhBMP-2-PLA-Ns能显著促进矿化结节的形成(P<0.05);对Western blot检测结果进行半定量分析显示:三组成骨细胞均有VEGF的自分泌,加入rhBMP-2-PLA-Ns成骨细胞自分泌VEGF的量超过单纯rhBMP-2组以及空白对照组(P<0.05).结论 rhBMP-PLA-Ns有较好的生物学活性,能促进成骨细胞的增殖、矿化和VEGF自分泌的增加,具有一定的临床应用价值,为加快骨创伤的愈合提供了新的思路.     

不同海拔地区对兔大段骨缺损修复再血管化的影响

目的 :探讨不同海拔对兔大段骨缺损修复时再血管化的影响。方法 :分别在青海大武(海拔 3719m)、西宁 (海拔 2 2 6 0m)和重庆 (海拔 347m) ,采用当地家兔制成单侧桡骨缺损不愈合的模型 ,局部应用由脱钙骨基质骨粒、骨水泥、自体红骨髓和医用生物膜制成的复合材料。术后 2周、4周、8周用单光子放射计算机断层显像术 (single photonemissioncomputerizedtomography ,SPECT)测定骨缺损局部的血流量变化 ,组织学观察缺损区骨痂生长和血管植入情况。结果 :SPECT显示 ,在愈合早期 (2W )各组间的血流量无明显差异 (P >0 .0 5 ) ,而在骨折愈合晚期 (4W ,8W )随着海拔的升高 ,骨缺损局部血流量逐渐减少 ,各组间的血流量差别有显著性 (P <0 .0 1)。组织学检查 :重庆组和西宁组术后 8周骨痂外层为板层骨 ,中央为编织骨 ,内有骨髓组织 ,复合材料微孔内有大量新生血管植入 ,而大武组的缺损区骨痂大多为软骨组织和纤维组织 ,复合材料的微孔内仅有少量血管植入。结论 :高海拔缺氧对骨缺损修复时再生血管的植入有明显的影响 ,这可能是高原地区骨缺损修复不良的原因之一     

血管内皮祖细胞促血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损的效果评价

目的 评价血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)促血管化组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损的效果.方法 选用68只新西兰大耳白兔,以数字随机法分为3组.实验组:EPCs+经成骨诱导的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)+脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM);自身对照组:BMSCs+DBM;阴性对照组:单纯DBM.将上述材料置入桡骨中段15 mm骨缺损区,术后12,16周摄X线片行骨密度、组织学光镜、骨钙素免疫组化染色及生物力学测试.结果 实验组的骨痂生长、塑形、髓腔再通、骨愈合速度及力学强度等方面均明显优于对照组.结论 EPCs促血管化组织工程骨成骨能力强,能有效促进骨愈合,是修复大段骨缺损的有效方法.     

网孔纳米羟基磷灰石/聚酰胺人工骨修复兔桡骨缺损

目的　探讨新型网孔纳米羟基磷灰石 /聚酰胺 66(n-HA/PA66)复合材料作为骨组织工程支架修复长骨骨缺损的能力及作为人工骨修复替代材料的可行性。　方法　选用新西兰大白兔双侧桡骨制作骨缺损模型,将n-HA/PA66复合材料植入左侧骨缺损处,右侧骨缺损以脱蛋白骨(deproteinelbone, DPB)植入作为实验对照,另做不植入任何材料的骨缺损空白对照,同时设置未行任何处理只供力学测试的正常对照。在 2, 4, 8, 12, 16周各时相点分别进行大体观察、X线照片、组织学切片、扫描电镜观察及力学测试。　结果　n-HA/PA66人工骨组与牛脱蛋白骨(bDPB)组骨缺损均完全修复,而空白对照组骨缺损未见修复;n-HA/PA66与bDPB两组间及两组分别与正常对照组生物力学各项测试指标比较,差异均无统计学意义 (P>0. 05)。　结论　新型骨修复和重建材料n-HA/PA66具有良好的骨传导能力和力学特性以及生物相容性,有望成为骨组织工程中修复骨缺损的理想支架材料。     

Wnt3a蛋白诱导BMSC定向分化并促进大鼠创面修复的实验研究

目的在细胞水平和动物模型整体层面观察Wnt3a诱导BMSCs定向分化并促进大鼠皮肤软组织缺损创面修复的过程。方法选取清洁级SD大鼠80只,雄性,3周龄,体重40~50g。全骨髓贴壁分离法获取大鼠骨髓来源间充质干细胞,所获取细胞经免疫荧光染色鉴定为干细胞。体外扩增后分为对照组及Wnt3a组,对照组用普通DMEM培养基培养,Wnt3a组以DMEM+Wnt3a信号通路激动剂Wnt3a(终浓度为200μg/L)培养。分别通过qRT-PCR和免疫荧光检测血管内皮细胞,周细胞及平滑肌细胞相关标志物的表达,验证Wnt3a在体外对BMSCs的诱导分化作用,并利用大鼠全层皮肤缺损模型作为研究对象,观察BMSC与Wnt3a联合应用对创面修复的促进作用。结果 RT-PCR的结果显示,Wnt3a组在加入Wnt3a激动剂培养7d以后,BMSCs的干细胞相关分子Klf4,Oct4表达水平相比对照组有相应下降(0.732±0.048,0.591±0.097,倍比数,P0.001),证实BMSCs发生了相应的分化行为。其中NG2、VEGF、CD31及α-SMA在Wnt3a组mRNA表达显著增高(P0.001)。整体动物水平,BMSC+Wnt3a联合应用组大鼠创面愈合率、肉芽组织形成及评分、创面成熟度及再血管化程度均高于空白对照组(P0.001)。RT-PCR结果显示代表创面修复所需关键细胞的标志物(NG2、VEGF、CD31及α-SMA)mRNA表达水平明显高于空白对照组(P0.01)。结论本研究通过体外及体内实验证实,利用Wnt信号途径激动剂的经典蛋白Wnt3a与BMSC共培养,能够提高干细胞活性,发挥其再生特性,并能够诱导前者定向分化为皮肤修复相关的关键细胞,因而加速肉芽组织重建和再生,最终促进创面愈合,为临床上BMSCs移植修复大面积皮肤软组织缺损提供了新的思路。     

壳聚糖包衣加压硫酸钙片复合重组人骨形态发生蛋白-2修复兔节段性骨缺损

目的 比较不同方法 制备的硫酸钙片修复兔桡骨节段性骨缺损的效果. 方法 新西兰大白兔80只随机数字表法分为A、B、C、D组,造成左桡骨中段骨缺损,采用三种经不同方法 制备的硫酸钙片修复.A组:空白对照组;B组:加压方法 制备的硫酸钙组;C组:壳聚糖包衣的加压硫酸钙组;D组:壳聚糖包衣的复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)加压硫酸钙组.术后4,8,12周进行组织学检查和生物力学测试,实验数据采用单因素方差分析. 结果 D组、C组骨缺损愈合,而且前者优于后者;三点弯曲试验显示c组[(39.6±1.7)%]和D组[(47.5±2.1)%]实验侧与健侧抗弯曲强度比值高于A组((21.3±2.7)%]和B组[(23.6±3.3)%],而D组又高于C组(F=125.3,P<0.01). 结论 壳聚糖包衣的加压硫酸钙片降解时间与新骨形成时间趋于一致,而且抗压强度高,可以修复节段性骨缺损,复合dIBMP-2后可以取得更好的效果.     

17β-雌二醇对大鼠骨髓基质干细胞成骨分化初期细胞骨架的影响

目的研究17β-雌二醇（17β-estriol,17β-E2）促进体外培养的大鼠骨髓幕质干细胞（bone mesenchymal stem cells,BMSCs）骨向分化过程中细胞骨架的变化。方法采用全骨髓培养法体外培养大鼠BMSCs,分为阴性对照组、阳性对照组（成骨细胞诱导液）和雌激素处理组（成骨细胞诱导液＋10^-6。mol／L。17β-E2）,使用碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AI,P）试剂盒检测BMSCs的ALP活性,激光扫描共聚焦显微镜观察各组BMSCs成骨分化初期的细胞骨架。结果BMSCs细胞ALP活性随时间的增加而增强,雌激素处理组表达ALP活性明显高于阴性对照组和阳性对照组（P〈0．01）;细胞骨架荧光强度定量分析显示,雌激素处理组（26．56％±9．87％）较阳性对照组（18．31％±5．76％）和阴性对照组（8．12％土4．42％）明显增强（P〈0．05）。结论17β—E2可能通过早期调节细胞骨架微丝聚合改变细胞形态,从而促进骨髓基质干细胞向成骨分化。     

兔外周血MSC复合同种异体脱钙皮质骨修复软骨缺损的研究

目的:比较外周血(peripheral blood,PB)与骨髓(bone marrow,BM)来源MSC复合脱钙皮质骨基质(demineralized cortical bone matrix,DCBM)修复兔膝关节软骨缺损的效果,为其进一步的临床应用提供实验参考。方法:获取分离培养的第三代兔PB-MSC和BM-MSC,以2×107/ml的细胞密度接种于DCBM上。20只成年新西兰兔,构建股骨远端滑车关节面中心部大面积全层软骨缺损模型,随机分为4组:I组:PB-MSC/DCBM复合物;II组:BM-MSC/DCBM复合物;III组:单纯DCBM支架组;IV组:空白缺损组。分别于术后24周、48周取材,通过大体观察、组织学评分、组织化学和免疫组织化学染色评价其在体内修复软骨的效果。结果:移植后24周PB-MSC/DCBM组:修复区由半透明组织填充,局部有小的浅的凹陷,表面光整,稍低于周围正常软骨,与周围组织连接连续。BM-MSC/DCBM组的大体观察类似I组。单纯DCBM组:表面光整,与周围组织连续性不如I、II组。空白缺损组:仍有一大的缺损。48周PB-MSC/DCBM组和BM-MSC/DCBM组,缺损区基本不可见,充填好,表面光滑,基本和周围正常组织无界限,与周围软骨连续性好,软骨细胞外基质表达较多。组织学评分显示:在24周和48周两个时间点,PB-MSC/DCBM组和BM-MSC/DCBM组比较组间无差异,均显著高于单纯DCBM组和空白缺损组。结论:PB-MSC具备与BM-MSC相似的修复兔关节软骨缺损的能力。