双基因活化纳米骨浆的体内成骨

背景：前期实验构建了骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子双基因活化纳米骨浆。 目的：观察骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子双基因活化纳米骨浆在动物体内成骨的基因表达和骨形成效果。 方法：取昆明小鼠24只,在其中12只右侧大腿后群肌袋内注入骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子＋纳米骨浆,左侧大腿后群肌袋内注入空白质粒＋纳米骨浆或纳米骨浆;在剩余12只小鼠右侧大腿后群肌袋内注入骨形态发生蛋白2＋纳米骨浆,左侧大腿后群肌袋内注入空白质粒＋纳米骨浆或纳米骨浆。术后2,4周取材作影像学检查、组织学观察和分子生物学检测。 结果与结论：术后各时间点骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子＋纳米骨浆组、骨形态发生蛋白2＋纳米骨浆组均有骨样组织形成;骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子＋纳米骨浆组局部有明显骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子的mRNA表达,并且碱性磷酸酶水平、成骨速度及新生骨量明显优于骨形态发生蛋白2＋纳米骨浆组（P 〈 0.05）;空白质粒＋纳米骨浆组、纳米骨浆组无明显成骨表现。表明纳米骨浆经骨形态发生蛋白2/血管内皮生长因子质粒或骨形态发生蛋白2质粒活化后,在体内具有了一定的成骨能力,且前者在成骨速度和质量方面较后者明显增强。     

可调性Cem-Ostetic^TN人工骨浆和自体富血小板血浆复合物修复骨不连的实验研究

目的探讨复合富血小板血浆（PRP）和可调性Cem-Ostetic^TM人工骨浆对管状骨骨不连的修复作用。方法新西兰大白兔28只,在双侧前臂桡骨中上段截除1．5cm骨段（包括骨膜）,骨断端用骨蜡封闭髓腔,制成骨不连模型。取其中24只,一侧桡骨作实验侧,骨不连处填入复合PRP的人工骨浆;另一侧为对照侧,仅填人人工骨浆,另外4只作为空白对照组。分别在术后第2、4、8和12周通过大体观察、X线片、组织学及生物力学检测等手段观察桡骨愈合情况。结果术后第2周,实验侧和对照侧的新生纤维组织和骨组织均主要集中在截骨端,实验侧新生组织略多于对照侧。第4、8周,实验侧人工骨表面及孔隙内被大量新生骨组织覆盖和填充,人工骨与宿主骨桥接紧密;对照侧的新生骨组织主要限于人工骨两端,且相对实验侧较幼稚。第12周,实验侧骨缺损完全修复,髓腔再通;对照侧断端间新骨形成骨桥,但尚未见到髓腔再通,空白对照组均未见骨痂。结论复合富血小板血浆（PRP）和可调性Cem-Ostetic^TM人工骨浆对管状骨骨不连的修复有促进作用。     

猕猴组织工程化骨构建及其修复异体骨缺损的放射学评估

目的：用生物衍生骨材料和同种异体骨髓基质干细胞(MSCs)构建组织工程化骨并从放射学评估其植入猕猴体内修复长骨大段骨缺损的效果。方法：于猕猴胫骨结节抽取MSCs并使诱导分化为成骨样细胞，培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨，植入15只异体猕猴桥接桡骨2.5cm节段骨缺损作为实验组；用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组；另取2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组。术后3，6，12周时双侧前臂正侧位摄X线片，空白组于术后12，24周摄X线片，用放射影像学评分和图像分析X线阻射影比较骨缺损的修复情况。结果：实验组骨缺损放射影像学评分以及新生骨痂的密度在3，6，12周均优于对照组。空白组术后24周骨缺损均无愈合。结论：生物衍生材料和同种异体MSCs构建组织工程化骨植入猕猴桥接大段骨缺损可使骨缺损达较快修复。     

猕猴组织工程化骨构建及其修复异体骨缺损的放射学评估

目的 用生物衍生骨材料和同种异体骨髓基质干细胞( MSCs)构建组织工程化骨并从放射学评估其植入猕猴体内修复长骨大段骨缺损的效果. 方法 于猕猴胫骨结节抽取 MSCs并使诱导分化为成骨样细胞,培养后与人源生物衍生骨材料体外复合构成组织工程化骨,植入 15只异体猕猴桥接桡骨 2.5 cm节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;另取 2只猕猴双侧桡骨同样部位和大小骨缺损旷置作为空白组.术后 3, 6, 12周时双侧前臂正侧位摄 X线片,空白组于术后 12, 24周摄 X线片,用放射影像学评分和图像分析 X线阻射影比较骨缺损的修复情况. 结果 实验组骨缺损放射影像学评分以及新生骨痂的密度在 3, 6, 12周均优于对照组.空白组术后 24周骨缺损均无愈合. 结论 生物衍生材料和同种异体 MSCs构建组织工程化骨植入猕猴桥接大段骨缺损可使骨缺损达较快修复.     

含重组人骨形态发生蛋白2骨修复材料的体内成骨实验

背景：以往的骨修复材料都优先考虑生物材料对骨缺损的骨传导作用，而含重组人骨形态发生蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2）的骨修复材料（骨优导）修复骨缺损的作用机制为骨诱导（诱导成骨）作用。目的：采用两种动物模型观察骨修复材料（骨优导）的体内成骨活性。设计：分组对比，多角度评估观察实验。材料：rhBMP-2和载体材料制备的骨修复材料（骨优导）由杭州华东医药集团投资有限公司提供。方法：①小鼠肌袋异位成骨实验：ICR小鼠72只随机分为rhBMP-2材料5，10，20，40，80，160，250μg组、空白对照组和假手术组9组，后腿外侧肌肉间隙陷窝分别植入相应剂量的骨优导或空白材料，或做假手术。②犬桡骨骨缺损修复实验：30只犬随机分为rhBMP-2材料1,2，4mg组、空白对照组、造模组5组，制备桡骨2cm骨缺损模型，分别植入相应剂量的骨优导或空白材料，造模组不处理。主要观察指标：①小鼠植入材料当天和植入后21d拍X射线片观察，21d后取材，测定新骨的湿重，干重，灰份含量、钙含量。②犬植入后当天、植入后1，2，3个月拍X射线片观察，并对骨愈合情况进行量化后评分。结果：植入骨修复材料（骨优导）的小鼠在植入后21d解剖发现植入部位有大量新骨形成，而新骨的干重、湿重、灰分含量、钙含量都和植入的rhBMP-2剂量成线形正比。在犬桡骨骨缺损模型中观察到植入骨优导后1个月，植入区域有明显的新骨形成，植入3个月后愈合良好，两个对照组均未能愈合。量化评分显示rhBMP-2可加速骨缺损修复。结论：骨修复材料（骨优导）有较强的诱导成骨活性和修复骨缺损作用，具有很好的临床应用前景。     

组织工程骨体内植入运动与感觉神经束后的成骨效果

目的:用放射学方法评估和比较两种组织工程骨体内神经支配重建方法的成骨效果,探讨神经化与成骨的相互关系。方法:实验于2003-12/2005-03在南方医科大学南方医院动物所完成。20只新西兰大白兔随机分成3组:组织工程骨组、感觉神经束植入组、运动神经束植入组,每组6只。另2只兔作为骨缺损空白组。①除骨缺损空白组外,其余3组兔均制备组织工程骨。②各组兔均建立股骨1.5cm长骨缺损模型。③组织工程骨组于骨缺损处只嵌入β-磷酸三钙 经诱导分化的骨髓基质细胞复合物;感觉神经束植入组将隐神经束植入β-磷酸三钙 经诱导分化的骨髓基质细胞复合物的侧槽内;运动神经束植入组将股神经束植入β-磷酸三钙 经诱导分化的骨髓基质细胞复合物的侧槽内并加以固定;骨缺损空白组骨缺损内不植入任何材料。④术后4,8,12周除骨缺损空白组外各组处死2只兔,观察组织工程骨的表面变化、内痂形成、骨缺损修复情况及周围组织反应。摄股骨正位X射线片,用放射影像学评分和X射线阻射影分析比较骨缺损修复情况。骨缺损空白组于术后12和18周各处死1只,摄片观察骨缺损愈合情况。结果:实验兔20只均进入结果分析。①术后各组X射线片观察结果:组织工程骨组、运动神经束植入组在术后4,8,12周时,骨缺损区阻射影、材料吸收变化、截骨端愈合情况大体类似,感觉神经束植入组在各时间点的成骨量与骨痂塑形均较组织工程骨组、运动神经束植入组出现早且截骨端愈合快。②术后各组植入修复骨缺损的放射影像学评分结果:感觉神经束植入组正位照片骨缺损修复评分在4,8,12周均较组织工程骨组、运动神经束植入组的放射影像学评分为优犤4周:(8.333±0.816),(5.333±0.517),(5.500±0.836)分;8周:(11.333±0.516),(7.166±0.408),(8.167±0.307)分;12周:(12.500±0.894),(9.083±0.376),(10.083±0.801)分,P<0.05犦,但组织工程骨组、运动神经束植入组间无明显差异(P>0.05)。③术后各组植入骨缺损阻射密度测量值的比较:感觉神经束植入组在4,8,12周的骨缺损阻射密度相对值均大于组织工程骨组、运动神经束植入组(4周:58.663±2.541,43.501±2.725,44.578±2.948;8周:62.375±0.992,54.638±1.265,54.203±1.556;12周:84.582±1.017,71.683±2.101,73.585±1.975,P<0.05),但组织工程骨组、运动神经束植入组间差异不明显(P>0.05)。结论:利用感觉神经束植入的方法可以提高组织工程骨的成骨作用,而植入运动神经束却无此作用。     

血管内皮生长因子对珊瑚人工骨材料成骨作用的影响

背景：人工骨材料在大块骨缺损中常常无法发挥成骨作用,研究表明如果存在血供不足,骨缺损难以愈合。目的：了解血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）质粒转染细胞对珊瑚人工骨材料成骨作用的影响。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2004-08/2007-06在德国海德堡大学附属骨科医院实验室完成。材料：应用6～9月龄雌性新西兰白兔24只制备桡骨骨缺损模型,并随机分为4组;自兔的骨髓分离培养骨髓基质干细胞,传代培养扩增;通过EndoFree Plasmid Giga试剂盒扩增pVEGF165和pCR3.1的质粒。方法：将pVEGF165或pCR3.1质粒转染骨髓基质干细胞,将含有VEGF基因的质粒和VEGF基因重组的骨髓基质干细胞分别载入珊瑚人工骨材料,然后植入2组模型兔桡骨干中段15mm的骨缺损内,另外2组植入载空白质粒或空白质粒转染的骨髓基质干细胞的珊瑚人工骨材料。主要观察指标：实验动物桡骨骨缺损内人工骨材料吸收速度,血管数目以及新形成的骨量。结果：VEGF重组的骨髓基质干细胞分泌足量VEGF超过1周;血管计数发现VEGF质粒和骨髓基质干细胞能促进血管生成,但体外转染VEGF的细胞疗效更显著;VEGF质粒或其转染的骨髓基质干细胞对珊瑚人工骨材料的吸收具有促进作用。结论：VEGF基因重组的细胞能够持续表达高于正常水平的VEGF,并且能够在一定程度上促进人工骨材料的吸收。     

自身骨泥能否成为骨缺损或骨间隙修复的植骨材料:兔桡骨空白对照实验研究

目的探讨自身骨泥有无骨诱导活性及对长管状骨缺损修复的影响.方法22只兔骨泥股部肌肉内植入,24只兔做桡骨缺损模型,一侧骨泥回植、对侧空白对照;2周做ECT检查,术后不同时间取材摄X线片并做组织学检查及碱性磷酸酶(ALP)测定.结果肌袋植入侧1周软骨生长,3周网织骨形成;ALP水平2周最高;骨缺损骨泥植骨侧术后12周出现皮质骨及成熟的骨髓组织.对照侧骨不连形成.术后2周ECT检查,植骨侧的放射性计数明显高于对侧(P<0.05).结论长管状骨内固定产生的自身骨泥具有诱导成骨活性,可做为植骨材料.     

人骨形成蛋白-7基因增强的组织工程化骨修复骨缺损

目的:探讨腺病毒介导人骨形成蛋白-7(hBMP-7)基因修饰的骨髓间充质干细胞(MSCs)与聚乳酸-聚乙醇酸(PLGA)生物材料复合后修复兔桡骨缺损的效果.方法:制备含hBMP-7基因的重组腺病毒Ad-BMP-7并感染MSCs.制备新西兰大白兔桡骨1.3 cm缺损模型,修复实验分为4组,BMP-7基因转染的MSCs-PLGA复合物组(A组)、未经转染的MSCs复合PLGA修复组(B组)、单纯PLGA修复组(C组)和对照组(D组).分别于术后8、12周进行大体观察、X线检测和组织学检测.结果:定量检测分析结果证实经转染的MSCs修复骨缺损的成骨速度和成骨量均优于未转染组,单纯PLGA组和对照组均未见骨缺损得到骨性修复.结论:hBMP-7基因转染能够提高MSCs形成组织工程化骨组织和修复骨缺损的能力.     

假体与组织工程骨界面骨整合的生物学特征

目的:假体骨组织界面的骨整合不佳是发生人工关节松动的主要原因之一。实验构建了羟基磷灰石/骨髓基质细胞组织工程骨以修复假体周围骨缺损,并观察假体-组织工骨界面愈合的生物学特性。方法:实验于2007-02/06在解放军济南军区总医院动物实验中心完成。①组织工程骨的构建:取大白兔1只抽取骨髓约5mL行细胞培养,传至第4代时将基础培养液更换为诱导液进行成骨诱导。将细胞密度调整到109L-1滴加于羟基磷灰石颗粒表面,在基础培养液内培养24h后更换诱导液培养1周。②实验方法:取健康清洁级新西兰大白兔15只,双侧股骨髁制作0.5cm×1.0cm的骨缺损,骨缺损处植入钛合金种植体,然后左侧种植体周围植入复合的组织工程骨为实验侧,右侧仅植入羟基磷灰石填充骨缺损为对照侧。③实验评估:术后4,8和12周分别行X射线检查,观察植入体周围成骨情况;麻醉后处死动物,行X射线能谱分析及种植体表面扫描电镜检查观察界面的生物学特性。实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。结果:2只兔2侧发生骨折,余13只大白兔进入结果分析。①X射线检查示,术后12周实验侧植入体周围骨组织密度一致,植入体与骨组织之间无间隙,有骨小梁形成;对照侧植入体周围骨组织密度不均,植入体与骨组织之间有小范围低密度影。②X射线能谱分析示,随着时间的变化实验侧和对照侧内钙、磷元素质量分数都呈增大趋势,实验侧内钙磷元素质量分数先增大后减小,而对照侧内钙磷元素质量分数呈持续增大趋势。③扫描电镜示,12周实验侧组织工程骨与种植体已形成骨性连接,对照侧仍为纤维连接。结论:骨髓间充质干细胞诱导后复合珊瑚羟基磷灰石构建组织工程骨与种植体之间骨代谢活跃,骨整合速度快。