骨组织工程技术修复骨缺损的研究进展

骨缺损的修复一直是骨科临床的难题,经过40余年的发展,骨组织工程最终确立了将骨再生相关分子、成骨活性细胞与支架材料三者复合,构建组织工程骨的基本模式,这种基因增强的组织工程技术使修复骨缺损的各种因素在时间和空间上达到了完美的结合。本文对应用骨组织工程技术促进骨缺损修复研究的近期进展予以综述。     

骨缺损修复中干细胞成骨分化调控因素研究进展

干细胞因来源广泛、可自我更新、拥有多向分化潜能等优点,目前已广泛用于组织修复实验和临床研究,特别是在骨缺损修复中展现出良好的应用前景。在骨组织工程中,干细胞作为缺损修复支架的组成要素,为缺损修复提供细胞来源和活性基础,因此探究骨缺损修复中干细胞成骨分化的主要调控因素尤为重要。本文将从支架的材料组成、材料表面微观结构、空间宏观结构、外源性药物、体外刺激等因素综述骨组织工程中干细胞成骨分化调控因素、作用机理与研究进展,为骨缺损修复的基础研究与临床应用提供新思路。     

柚皮苷对骨细胞的作用以及负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架治疗骨缺损的研究

由外伤、感染、肿瘤等因素引起的骨缺损是骨科常见的疾病,也是世界性的难题。随着医疗技术的提高,对骨缺损修复材料的要求也越来越高。在骨缺损处植入支架材料可以恢复损伤局部的组织结构,促进骨缺损的修复。柚皮苷是中药骨碎补的有效活性单体成分,具有促进成骨细胞增殖、分化、修复骨缺损的作用。研究表明,负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架具备良好的生物相容性、骨传导性、可降解性以及缓释性等性能,可用于骨缺损的修复。笔者通过总结柚皮苷对骨细胞的作用以及负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架治疗骨缺损的研究进行概括,为临床和科研上研究柚皮苷及复合支架修复骨缺损提供相关依据。     

羟基磷灰石/聚合物支架修复骨缺损研究进展

羟基磷灰石/聚合物复合支架具有良好的机械性能、降解性、成骨活性、缓释功能，将其作为细胞生长因子、细胞和药物载体用于骨修复成为了骨组织工程的研究热点之一。文章主要就近几年羟基磷灰石/聚合物支架负载生长因子、细胞和药物在骨损伤或骨缺损治疗中的研究进展进行综述。     

骨组织工程支架的研究进展

骨组织工程支架最初用于骨组织的结构性修复,现在负载生物活性物质用于骨诱导和血管形成,促进骨组织生长、修复骨缺损,并呈递生物活性物质。骨组织工程支架负载生物分子或药物等促进成骨和血管生成特性逐渐成为现在研究的热点。在对骨组织工程支架的构建方面,3D打印技术以设计方便,构建不需要模具,可以轻易制备结构复杂、孔隙均匀、几何形态各异的骨组织工程支架,被业内广泛认可。     

兔脂肪源性干细胞在颅骨缺损修复中的应用

目的:探讨脂肪源性干细胞作为骨组织工程的种子细胞在修复兔颅骨缺损中的应用前景.方法:提取兔脂肪源性干细胞,成骨诱导并检测,将成骨诱导前后的脂肪源性干细胞种植到自制松质骨支架上,将细胞-支架复合物和单纯支架材料分别移植至兔颅骨缺损部位.结果:与未诱导的脂肪源性干细胞复合支架、单纯支架以及空白处理对比,成骨诱导后的脂肪源性十细胞复合支架修复骨缺损面积最大,差异具有统计学意义(P<0.05).结论:脂肪源性干细胞可作为骨组织工程的种子细胞,其成骨诱导后与自制松质骨复合植入体内,能显著促进骨缺损的修复.     

腺病毒载体在骨组织工程中应用的研究进展

近年来骨组织工程学的迅速发展为骨组织损伤修复提供了新的思路和方法，其内容主要包括以下几个方面：(1)具有成骨潜能的细胞成分；(2)能够诱导细胞增殖和分化的细胞因子；(3)提供细胞依附并引导细胞生长的基质支架；(4)起阻挡和引导作用的生物膜。其中细胞因子的作用越来越突出，有学者直接将骨形成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)、转化生长因子-β(transforming growth factor-βTGF-β)、骨保护素(osteoprotegein，OPG)等因子注射到骨缺损区来修复骨缺损，     

组织工程骨构建的研究进展

 近年来组织工程技术的迅速发展为骨缺损的治疗开辟了新的思路,其基本原理为在体外构筑支架材料-种子细胞-生长因子复合物,然后移植到骨缺损处,经过材料的吸收和组织的增生,实现自身骨组织代替组织工程骨,最终实现骨的形态和功能上的修复。种子细胞及支架材料是组织工程骨构建的核心,通过对种子细胞的成骨诱导以及对支架材料理化性能的改良可以提高组织工程骨促进骨生成及修复的效能。既往研究表明血管及神经分布对骨形成具有一定的促进作用,因此对组织工程骨进行血管化和神经化也能达到相似效果。随着组织工程技术的发展,目前通过复合构建已制造出具有一定功能的简单组织结构。     

猪松质骨支架兔体内移植后周围组织Th1，和Th2细胞因子的变化

骨缺损修复是临床治疗的难题之一、骨组织工程学的研究发展为此提供了新的思路。天然生物骨材料具有类似人体骨骼的三维网状结构，作为人体的异种组织，直接植入人体必然引起强烈的免疫排斥反应而导致骨修复的失败，而通过深低温冷冻、脱脂、脱钙、脱蛋白等方法处理获得的生物衍生骨，因其具有良好的骨传导性能、生物相容性和一定的成骨诱导能力，已被单独或作为其它成骨诱导因子的载体，广泛地应用于骨组织工程。但天然生物骨在处理过程中没有完全也不可能完全消除抗原成分，因此，以生物衍生骨为支架构建组织工程骨植入机体后必然引发宿主产生移植免疫反应。     

脐血干细胞在骨组织工程学中的应用

骨组织工程学是综合生命科学和工程学原理，通过将体外培养的组织细胞与人工或生物性支架复合构建植骨材料，用于解决骨折及骨缺损的修复和重建问题。     

骨组织工程支架材料及其表面修饰的研究进展

骨组织工程可有效地解决骨组织缺损修复难题。而其支架材料是组成骨组织工程的重要因素之一,不同单一支架材料表现出不同的优势与缺点。目前,研究得较多的由复合材料制作的支架可有效地保留单一材料支架的优势并规避其缺点,提升骨组织工程支架的性能,诱导骨形成与血管化,达到修复骨缺损的目的。而骨组织工程支架的表面修饰可有效改善支架的机械性能,提高支架与骨组织的整合。因此,制造具有最佳性能的骨组织工程支架材料及完善其表面修饰将成为未来研究的热点。     

磷酸钙陶瓷在骨组织工程中的应用

颌面骨缺损的修复，尤其是大范围骨缺损的修复一直是颌面外科领域面临的难题。虽然目前临床应用最广泛的植骨材料是自体骨及同种异体骨，但存在着骨源不足、供区不良反应、免疫排斥反应、术后感染等缺陷。这些缺陷促进了骨替代材料的研究发展。骨组织工程采用生长因子与生物材料复合，在体内诱导成骨，取得了一定的成功，但也存在着许多技术难题。难题之一是支架材料的选用，许多的材料均存在着强度不足、降解速度与骨形成速度不协调等缺点。而生物陶瓷可加工成多孔隙结构，有良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性等优点，因而磷酸钙陶瓷材料用于骨组织工程载体支架一直是研究的热点且取得了很多成果。     

脱钙骨基质的临床应用与研究进展

脱钙骨基质是一种具有骨传导和骨诱导性质的生物材料,以多种形式应用于临床治疗四肢长骨骨缺损,并取得了令人满意的效果。脱钙骨基质是由胶原蛋白、非胶原蛋白以及较低浓度的生长因子(如骨形态发生蛋白)等组成的复合物,具有良好的生物学特性、骨诱导及骨传导活性,可生物降解,促进新骨形成及骨组织矿化,加速骨愈合,是骨组织工程比较理想的支架材料,可以单独或者与自体骨及其他生物材料或者生长因子联合运用有效修复骨缺损。     

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力.方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力.结果PHBv/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P＜0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P＞0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%.结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料.     

富含血小板血浆在骨组织工程中的应用进展

富含血小板血浆（PRP）中的血小板浓度比全血高4～5倍以上，含有高浓度促进骨组织和软组织再生修复的生长因子。PRP可促进骨髓间质干细胞和成骨细胞的增殖；与β-磷酸三钙、生物陶瓷或自体骨复合，可明显促进骨缺损的修复；PRP单独填充拔牙创可促进牙槽骨的再生；与自体骨、异种骨或羟基磷灰石（HA）复合，适合于修复齿槽突裂或牙周骨缺损；与自体骨髓间质干细胞复合而形成的可注射组织工程骨能加快成骨牵引的成骨速度。PRP中的血小板通过脱粒方式分泌生长因子。所用的PRP中血小板浓度、质量、是否来源于自体以及骨缺损模型所用的动物等均会影响研究结果和结论的可靠性。PRP在骨组织工程中有广阔的应用前景。     

新型纳米支架并MSCs修复兔桡骨缺损影像学观察

目的 采用富含血小板血浆(PRP)的新型纳米活性组织工程支架复合骨髓基质干细胞(MSCs)修复兔桡骨中段骨-骨膜缺损,通过影像学手段评价其成骨能力。方法 取健康成年新西兰大白兔20只,随机分为实验组(A组,8只)、对照组(B组,8只)和空白组(C组,4只)。建立双侧桡骨骨缺损模型。A组将PRP纳米支架与MSCs在体外复合培养后植入兔的骨缺损中,B组将PRP纳米支架植入骨缺损处,C组不植入任何材料。分别于术后4、8、12周通过大体观察、X线检查及影像学评分等方法观察骨缺损修复情况。结果 A组复合材料有良好的诱导成骨能力,治疗4周即有明显的成骨反应和新骨形成,治疗12周基本修复骨缺损;B组修复能力较A组差;但A、B组均优于C组。A组和B组对工程支架无明显异物反应。结论 新型纳米活性组织工程支架是修复兔骨缺损的良好移植材料,复合MSCs后能促进骨缺损的修复。     

GelMA水凝胶在骨组织工程中的研究进展

 种植修复目前是牙列缺损、牙列缺失首选的修复方法。患者因牙周炎、长期牙缺失、全身疾病、外伤及肿瘤手术后的重度牙槽骨缺损是种植修复术的难点。充足的骨量是种植体完成骨结合并维持其长期稳定的必要条件,因此临床上需要可有效填补骨缺损的材料。明胶甲基丙烯酰基（gelatin methylacryloyl,GelMA）水凝胶因其独特的光交联特性,可以加工成不同形貌的水凝胶支架材料。同时,因其降解性能可控,力学性能可控,生物相容性好,在骨缺损修复材料领域具有广阔应用前景。本文将对GelMA水凝胶在骨组织工程中促进成骨生成和血管化的研究进展进行综述。     

骨形态发生蛋白2缓释载体的研究进展

自体骨移植一直是骨修复的"金标准",但仍存在一些问题。异体骨移植同样存在着骨愈合缓慢及排斥反应等问题。随着组织工程学的发展,应用骨组织工程方法来修复骨缺损成为研究热点。骨组织工程主要包括支架材料、种子细胞、生长因子三个方面。骨形态发生蛋白2是目前最强的促骨生长因子,其在体内半衰期很短,必须依靠缓释载体才能发挥其较长效的促骨生长作用。     

纳米羟基磷灰石/胶原骨在骨折后骨缺损中的应用

目的：评估纳米羟基磷灰石／胶原骨(nano—hydroxyapatite／collagen，NHAC，简称人工骨)材料在骨折后骨缺损应用中的临床效果。方法：对2l例骨折后骨缺损患者应用NHAC骨修复材料进行手术植入治疗，连续6-13个月临床观察随访。结果；21例中2例失访。获随访的19例患者无局部或全身不良反应。19例中2例因外伤或过早负重，致内固定钢板折断再骨折，予重新手术内固定，其余17例均达临床愈合。X线片显示，术后1—3个月材料植入区与缺损周围的骨组织间界限模糊有新骨形成，3—6个月材料植入区内有明显的新骨长入，骨修复材料与骨组织融合一体，达到骨性连接，骨缺损己基本修复。6～12个月植骨塑形改建。结论：NHAC骨修复材料具有良好的生物相容性和骨传导性；其良好的材料一细胞界面使材料本身便具备与骨键合的能力；其三维多孔结构便于骨组织的长入；其生物降解性有利于骨组织的改建和塑形，具有良好的临床应用前景。     

组织工程骨修复长骨骨缺损的护理

骨组织工程是通过将骨髓干细胞接种在可生物降解的支架材料上,先在体外复制得到有生命的骨组织,再将其植入体内完成骨缺损的修复与功能的替代.临床上长骨骨缺损非常常见,如骨囊肿、骨纤维结构不良、骨不连、骨肿瘤等,传统治疗方法骨的来源非常有限,组织工程骨的应用为解决骨源这一难题提供了保障与便利.2002年10月～2004年12月,我科共收治19例骨缺损病例.经组织工程骨修复治疗,均完全修复,创面Ⅰ期愈合,功能完全恢复正常.