快速成型聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙支架修复兔桡骨缺损

背景：理想的骨修复材料除必须具有生物相容性、可吸收性、利于血管化及迅速被新生组织替代的孔隙率,还需要有与骨组织相似三维结构。目的：检验快速成型工艺制作的聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙支架复合骨形态发生蛋白修复兔桡骨缺损的效果。方法：将乳酸乙醇酸共聚物溶于1,4-二氧六环中并混合粉末状磷酸三钙制备成液态的浆料,放入生物材料快速成形机TissFormTM制备出直径5mm,长15mm的圆柱形人工骨载体材料。按每个材料15mg的标准,采用预湿、负压复合骨形态发生蛋白、冻干3步处理,制备出活性人工骨材料。健康新西兰大白兔20只,制备右前肢桡骨中上段15mm骨缺损模型,实验组和对照组分别植入复合骨形态发生蛋白的活性人工骨和未复合骨形态发生蛋白的单纯支架。通过影像学、组织学、材料降解及骨密度评价修复兔桡骨缺损的效果。结果与结论：12周时实验组骨缺损愈合,新生骨痂连接缺损断端并塑形,支架材料近于完全降解,各检测指标与对照组比较差异均有显著性意义,对照组骨缺损内未见新骨形成。结果表明复合骨形态发生蛋白的聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙支架可以很好的修复兔15mm骨缺损,且降解速度与成骨速度匹配良好。     

复合骨形态发生蛋白缓释材料修复兔桡骨缺损☆

背景:在聚乳酸-聚羟基乙酸中加入β-磷酸三钙可调控其降解速率和强度,加载骨形态发生蛋白可增强材料的诱导成骨能力。目的:检验β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料修复兔桡骨节段性骨缺损的效果。方法:制作兔左侧桡骨12mm缺损模型,随机分4组,分别于骨缺损处植入β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼缓释材料、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料,并设置空白对照组(不植入任何材料)。结果与结论:术后12周时,β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料组、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼缓释材料组、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释组骨缺损都得到较好修复,其中β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释组骨缺损修复效果最佳(P<0.05),空白对照组骨缺损未修复。表明β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料可很好修复兔节段性骨缺损。     

聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合肌肉移植修复骨缺损

背景：大段骨缺损修复多以植骨为主,如果能将带血运的组织与人工骨同时植入,理论上更有利于新生组织血运建立及人工骨的爬行替代重建。目的：观察聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供自体肌肉移植修复大段骨缺损的效果。方法：手术造成30mm绵羊大段桡骨缺损,抽签随机分为3组：实验组植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨及自体带血运的屈指长肌,对照组仅植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨,空白对照组未植入任何材料。3组均以钢板固定骨缺损区,术后24周进行X射线检测及组织学观察。结果与结论：实验组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔轮廓清晰,骨痂为较成熟板层骨;对照组骨缺损基本完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度及骨痂成熟度均不如实验组;空白对照组无有效骨痂形成,缺损区被大量纤维组织填充。说明聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供肌肉移植能够很好修复绵羊桡骨30mm的大段骨缺损。     

聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合肌肉移植修复骨缺损

背景:大段骨缺损修复多以植骨为主,如果能将带血运的组织与人工骨同时植入,理论上更有利于新生组织血运建立及人工骨的爬行替代重建.目的:观察聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供自体肌肉移植修复大段骨缺损的效果.方法:手术造成30 mm绵羊大段桡骨缺损,抽签随机分为3组:实验组植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨及自体带血运的屈指长肌,对照组仅植入聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨,空白对照组未植入任何材料.3组均以钢板固定骨缺损区,术后24周进行X射线检测及组织学观察.结果与结论:实验组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔轮廓清晰,骨痂为较成熟板层骨;对照组骨缺损基本完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度及骨痂成熟度均不如实验组;空白对照组无有效骨痂形成,缺损区被大量纤维组织填充.说明聚乳酸-乙醇酸共聚物-磷酸三钙-骨形态发生蛋白2人工骨结合自体带血供肌肉移植能够很好修复绵羊桡骨30 mm的大段骨缺损.     

改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸复合骨髓基质干细胞修复兔桡骨缺损

背景:前期试验证实骨髓基质干细胞能够在改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料表面黏附、增殖,该材料具有良好的生物安全性。目的:观察骨髓基质干细胞与改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料复合修复兔桡骨缺损的效果。方法:建立兔15mm桡骨缺损模型,随机分为3组:空白对照组不进行任何处理,实验组植入改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸+骨髓基质干细胞组织工程化骨,对照组植入单纯改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸支架材料。结果与结论:①X射线评价:术后1～12周,实验组骨缺损修复程度及速度明显优于空白对照组与对照组(P<0.05)。②组织学检测:实验组术后4周即可观察到新生骨和纤维组织长入材料空隙,局部形成陷窝结构;8周时新生骨组织增多,部分可观察到成熟的骨小梁结构;12周时可见大量成熟骨细胞,骨小梁排列紧密,移植材料逐步被新生骨取代,与正常骨组织形态基本一致,且骨小梁出现时间早于空白对照组与对照组。说明骨髓基质干细胞复合改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸构建的组织工程化骨能够促进骨缺损处新骨的生成,较单纯支架材料具有明显优势。     

β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料的成骨检测

背景：在聚乳酸-聚羟基乙酸中加入β-磷酸三钙可调控其降解速率和强度。目的：观察β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料修复兔股骨髁骨缺损的效果。方法：制作兔右股骨髁直径5mm、长10mm的圆柱形骨缺损模型,随机分3组,其中两组分别于骨缺损处植入β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料,空白对照组不植入任何材料。通过影像学、大体标本、组织学检查评价骨缺损修复效果。结果与结论：术后12周时,β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料组和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料组骨缺损都得到修复,两组新骨占缺损区面积差异无显著性意义（P〉0.05）,空白对照组骨缺损未修复。表明β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料可以很好修复兔股骨髁缺损。     

β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料的成骨检测

背景:在聚乳酸-聚羟基乙酸中加入β-磷酸三钙可调控其降解速率和强度。目的:观察β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料修复兔股骨髁骨缺损的效果。方法:制作兔右股骨髁直径5mm、长10mm的圆柱形骨缺损模型,随机分3组,其中两组分别于骨缺损处植入β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料,空白对照组不植入任何材料。通过影像学、大体标本、组织学检查评价骨缺损修复效果。结果与结论:术后12周时,β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料组和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料组骨缺损都得到修复,两组新骨占缺损区面积差异无显著性意义(P>0.05),空白对照组骨缺损未修复。表明β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料可以很好修复兔股骨髁缺损。     

复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙人工骨修复桡骨缺损

背景：作为骨支架材料,β-磷酸三钙具有良好的生物相容性、骨诱导性及生物力学性能。目的：探讨β-磷酸三钙复合同种异体成骨细胞修复兔桡骨节段性骨缺损的效果。方法：建立45只兔单侧桡骨骨缺损模型,随机分为3组,实验组缺损区植入复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙,对照组缺损区植入β-磷酸三钙,空白对照组缺损区不植入任何材料。植入后4,8,16周观察新骨生成情况,通过形态学、X射线等观察指标客观评价各组成骨及骨缺损修复能力。结果与结论：随着修复时间的延长,实验组骨缺损逐渐修复,至16周时X射线见支架与宿主骨之间的骨痂已完全骨化,骨缺损完全修复;组织学见缺损区皮质骨连续,髓腔再通,并且不同时间点实验组修复效果明显优于对照组与空白对照组（P〈0.01）。表明复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙人工骨具有良好的成骨能力,有引导组织再生、防止骨不连的作用。     

复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙人工骨修复桡骨缺损*☆

背景：作为骨支架材料,β-磷酸三钙具有良好的生物相容性、骨诱导性及生物力学性能。目的：探讨β-磷酸三钙复合同种异体成骨细胞修复兔桡骨节段性骨缺损的效果。
　　方法：建立45只兔单侧桡骨骨缺损模型,随机分为3组,实验组缺损区植入复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙,对照组缺损区植入β-磷酸三钙,空白对照组缺损区不植入任何材料。植入后4,8,16周观察新骨生成情况,通过形态学、X射线等观察指标客观评价各组成骨及骨缺损修复能力。
　　结果与结论：随着修复时间的延长,实验组骨缺损逐渐修复,至16周时X射线见支架与宿主骨之间的骨痂已完全骨化,骨缺损完全修复;组织学见缺损区皮质骨连续,髓腔再通,并且不同时间点实验组修复效果明显优于对照组与空白对照组(P<0.01)。表明复合同种异体成骨细胞的β-磷酸三钙人工骨具有良好的成骨能力,有引导组织再生、防止骨不连的作用。     

聚左旋乳酸/磷酸三钙支架修复兔桡骨缺损成骨效果及降解速度的观察

背景组织工程支架是骨组织工程研究的重要部分,但目前还未开发出理想的骨组织工程支架.目的检验快速成型工艺制作的聚左旋乳酸/磷酸三钙[Poly(L-lactic acid)/Tricalcium phosphate,PLLA/TCP]支架修复兔桡骨缺损的效果,寻找一种新型的生长因子载体. 设计随机对照实验研究.单位一所军医大学骨科研究所.材料实验于2001-05/2002-02在第四军医大学全军骨科研究所完成.对象为清洁级新西兰兔20只,雌雄不限,体质量(2 5±0.5)由第四军医大学实验动物中心提供.随机分为实验组10只,对照组10只.干预实验组和对照组分别采用复合牛骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)及单纯快速成型工艺制作的聚左旋乳酸/磷酸三钙(PLLA/TCP)支架修复兔桡骨15 mm缺损.主要观察指标主要结局①两组植骨材料光镜观察结果.②降解率.次要结局①大体观察.②影像学结果.③骨密度值.结果12周时实验组骨缺损愈合良好,X射线显示骨痂连续,有不同程度的部分塑形,支架降解率为39.6%,缺损部位骨密度值达到正常值的70%.各检测指标均优于对照组,对照组骨缺损未愈合.结论复合BMP的PLLA/TCP支架具有良好的成骨效果,可以很好的修复兔15 mm长骨骨缺损.     

Controlled release of BMP‐2 from a sintered polymer scaffold enhances bone repair in a mouse calvarial defect model

Sustained and controlled delivery of growth factors, such as bone morphogenetic protein 2 (BMP‐2), from polymer scaffolds has excellent potential for enhancing bone regeneration. The present study investigated the use of novel sintered polymer scaffolds prepared using temperature‐sensitive PLGA/PEG particles. Growth factors can be incorporated into these scaffolds by mixing the reconstituted growth factor with the particles prior to sintering. The ability of the PLGA/PEG scaffolds to deliver BMP‐2 in a controlled and sustained manner was assessed and the osteogenic potential of these scaffolds was determined in a mouse calvarial defect model. BMP‐2 was released from the scaffolds in vitro over 3 weeks. On average, ca. 70% of the BMP‐2 loaded into the scaffolds was released by the end of this time period. The released BMP‐2 was shown to be active and to induce osteogenesis when used in a cell culture assay. A substantial increase in new bone volume of 55% was observed in a mouse calvarial defect model for BMP‐2‐loaded PLGA/PEG scaffolds compared to empty defect controls. An increase in new bone volume of 31% was observed for PLGA/PEG scaffolds without BMP‐2, compared to empty defect controls. These results demonstrate the potential of novel PLGA/PEG scaffolds for sustained BMP‐2 delivery for bone‐regeneration applications. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Synergistic delivery of bFGF and BMP-2 from poly(l-lactic-co-glycolic acid)/graphene oxide/hydroxyapatite nanofibre scaffolds for bone tissue engineering applications

One of the goals of bone tissue engineering is to create scaffolds with excellent biocompatibility, osteoinductive ability and mechanical properties. The application of bioactive proteins, such as bone morphogenetic protein (BMP)-2 and basic fibroblast growth factor (bFGF), has been showed to be an effective way to improve the osteoinductivity and biocompatibility of bone scaffold materials. Therefore, the development of novel materials capable of delivering multiple growth factors is urgent and essential for bone defect repair. In this study, a composite nanofibre scaffold composed of poly(l-lactic-co-glycolic acid) (PLGA), hydroxyapatite (HA), and graphene oxide (GO) has been fabricated to deliver basic fibroblast growth factor (bFGF) and bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) simultaneously. The data show that the incorporation of GO and HA into PLGA nanofibres significantly improved the mechanical properties and hydrophilicity of the nanofibre scaffolds. More importantly, compared to PLGA and PLGA/HA nanofibre scaffolds, the PLGA/HA/GO nanofibre scaffolds could more efficiently immobilize bFGF and BMP-2. Moreover, biological assays indicated that the loaded bFGF and BMP-2 loaded in the composite nanofibre scaffolds have a synergistic differentiation effect on the cell adhesion, proliferation, and osteogenesis differentiation of MC3T3-E1 cells. In contrast to the PLGA/HA/GO/bFGF and PLGA/HA/GO/BMP-2 nanofibre scaffolds, the PLGA/HA/GO/bFGF/BMP-2 scaffolds have shown higher ALP activity and higher expression levels of osteogenesis-related genes. In summary, our findings indicated that the incorporation of GO into nanofibre scaffolds is an effective method to immobilize growth factors onto biomaterial surfaces, and the synergistic effects of a combination of BMP-2 and bFGF may have potential use in bone regenerative therapeutics.

One of the goals of bone tissue engineering is to create scaffolds with excellent biocompatibility, osteoinductive ability and mechanical properties.     

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15mm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。     

低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定

背景：低温快速成型技术具有支架成型可控性、保持材料生物学活性和易于实现支架材料的三维多孔立体结构等优势,被迅速用于骨组织工程支架的制备。目的：采用低温快速成型制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,并检测其性能。方法：采用低温快速成型设备分别制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石与聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,通过电镜观察支架超微结构,以介质（乙醇）浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机检测支架力学性能;将两种支架材料分别与大鼠成骨细胞共培养,培养12 h采用沉淀法检测细胞黏附率,培养1,3,5,7,9,12 d采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论：两组支架孔径均在理想范围内并具有较高孔隙率,但聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的孔径波动范围大,孔径均值较聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架小且部分有闭塞现象。聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的细胞黏附率及表面细胞增殖活性高于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）,力学性能低于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）。表明聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性。     

磷酸钙人工骨联合雷洛昔芬修复兔下颌骨缺损

背景：雷洛昔芬是第3代选择性雌激素受体调节剂,可减少骨量的丢失,增加骨组织中的矿物质含量,降低骨折风险。目的：观察雷洛昔芬结合自固化磷酸钙人工骨修复兔下颌骨缺损的效果。方法：在36只新西兰大白兔左侧下颌骨制作8 mm×4 mm×3 mm的缺损模型,随机分组,实验组12只植入自固化磷酸钙人工骨,并给予雷洛昔芬7.5 mg/（kg·d）;药物组12只给予雷洛昔芬7.5 mg/（kg·d）;人工骨组12只植入自固化磷酸钙人工骨。分别于治疗4,8,12周取下颌骨标本,免疫组织化学法观察骨形态发生蛋白2的表达,激光共聚焦显微镜观察转化生长因子β的表达。结果与结论：实验组治疗后4,8周时的骨形态发生蛋白2免疫组织化学染色阳性细胞数明显高于药物组与人工骨组,治疗后12周时实验组骨改建基本完成,骨形态发生蛋白2免疫组织化学染色阳性细胞数目低于其他两组。实验组转化生长因子β免疫荧光染色表达为逐步升高,到第8周时达到峰值,而药物组和人工骨组的转化生长因子β免疫荧光表达从4-12周一直呈上升状态,趋近于最高峰。说明雷洛昔芬能够促进自固化磷酸钙人工骨在骨缺损过程中骨形态发生蛋白的早期表达及早期骨痂的形成,加快骨缺损修复。