不同成分配比聚酯-磷酸三钙复合仿生骨修复骨缺损的实验研究

目的　通过研究复合仿生骨中各组分的最佳配比 ,探索使植入材料降解与新骨形成相匹配的新途径。方法　采用快速成型工艺 (RapidPrototypingManufacturing ,RPM)制备不同成分及配比的聚酯和磷酸三钙 ,分别复合骨形态发生蛋白 (bBMP)后植入兔桡骨缺损 ;于 8、1 2、2 4周进行骨缺损部位X线摄片并取材 ,作大体和组织学观察 ,以Lane SandhuX线和组织学评分标准记分 ,计算机图像分析计算材料降解率。结果　不同时间点作上述检查 ,均见骨缺损部位有不同程度的材料降解及新骨形成 ;所得相关结果分别用SPSS1 0 .0作组间t检验分析 ,以P <0 .0 1为有显著性差异 ;聚去消旋乳酸 (PDLLA) /磷酸三钙 (TCP) (5 :5 )组分别与PDLLA/TCP((7:3)组和PDLLA/TCP(6 :4 )组比较有显著性差异 ,聚丙交酯 乙酯共聚物 (PLGA) /TCP(5 :5 )组分别与PLGA/TCP(7:3)组和PLGA/TCP(6 :4 )组比较有显著性差异 ,PDLLA/TCP(5 :5 )组与PLGA/TCP(5 :5 )组之间亦存在显著性差异。结论　复合材料PLGA/TCP(5 :5 )组和PDLLA/TCP(5 :5 )组骨缺损修复效果良好 ,其成分及配比的选择可作为筛选和构建复合仿生骨支架材料的重要参考指标     

活性人工骨填充修复兔涂层多孔钛周围骨缺损的生物固定效果

目的评估骨形态发生蛋白（BMP）复合仿生人工骨三维多孔框架材料[聚（乳酸-羟基乙酸）共聚物（PLGA）／磷酸三钙（TCP）]修复多孔钛周围骨缺损的可行性。方法将仿生人工骨与提取的BMP复合制备活性人工骨材料。建立修复兔股骨下端多孔钛周围骨缺损模型，应用扫描电镜、能谱分析及生物力学研究该材料的生物固定效果及其特点。结果术后6周，实验组样品孔隙内的能谱图上Ca、P元素的峰已经明显。12周时，实验组样品孔隙内部及其周围的Ca、P含量高于对照组（P〈0．05）。生物力学测定结果显示，所有样品的剪切应力都随时间延长而增大。其中在6周、12周，实验组多孔钛在所有时相点均表现出了比对照组高得多的剪切力（P〈0．05）。结论应用BMP复合PLGA／TCP材料修复假体周围骨缺损，早期能够更好地形成新骨，促进假体生物固定，说明BMP早期骨诱导作用在假体生物固定方面至关重要，具有一定的临床应用潜力。     

磷酸钙骨水泥／聚磷酸钙纤维复合不同配比的颗粒骨修复兔桡骨缺损

目的 探讨不同纤维配比的复合人工骨修复兔桡骨缺损的成骨效果。方法 选用新西兰大白兔36只,完全随机化设计分为A、B、C、D四组,将其双侧桡骨制备成骨缺损模型,取其自体髂骨制成直径为300 - 500 μm的微小颗粒骨,将磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)/颗粒骨与聚磷酸钙纤维（calcium polyphosphate fiber,CPPF）均匀混合成CPC/CPPF复合材料,按照CPPF占CPC/CPPF复合材料重量的0、10％、30％、50％分为四组,将上述四组CPC/CPPF复合材料与微小颗粒骨以6:4固定比例混合均匀,分别植入A、B、C、D四组兔桡骨缺损处,在4,8周分别行大体、X线片和组织学观察,8周时行力学测试。结果 当CPPF占CPC/CPPF复合材料的30％时,最大抗压负荷及抗弯负荷均优于其他组(p＜0.05),组织学显示人工复合材料与骨组织界面结合最为紧密,材料降解速率与组织成骨速率最接近,成骨性最佳,比例最优。结论 通过向CPC/CPPF中加入一定比例颗粒骨来调节复合材料降解速率,使之与兔桡骨成骨速率相适应,以获得修复兔桡骨缺损的最佳复合人工骨。     

聚乳酸-羟基乙酸／磷酸三钙人工骨的体外构建

目的体外构建兔骨髓间充质干细胞与聚乳酸一羟基乙酸（PLGA）／磷酸三钙（TCP）及PLGA支架材料的复合体,初步评价人工骨构建效果。方法股骨骨穿获得兔骨髓,传代至3～4代,成骨诱导后进行成骨性能检测。同时转染腺病毒介导增强型绿色荧光蛋白（EGFP）后分别与PLGA及PLGA／TCP支架材料复合,采用激光扫描共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对细肜支架复合物进行形态学观察。结果与结论种子细胞在两种支架上均可黏附、生长：PLGA／TCP复合支架材料较PLGA更有利于细胞生长,为下一步兔自体骨缺损修复提供了良好的实验基础。     

复合骨形态发生蛋白-2的人工骨与带血供组织修复羊大段骨缺损

目的研究组织工程化人工骨结合不同自体带血供组织(长段自体尺骨或屈指长肌)移植修复大段骨缺损的效果。方法手术造成绵羊桡骨30mm骨缺损,A组植入[聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)-磷酸三钙(TCP)-骨形态发生蛋白-2(BMP-2)]人工骨及带血运的长段尺骨,B组植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨及带血运的屈指长肌肌腹,C组仅植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨,D组不植入任何材料。4组均以钢板固定桡骨缺损区。术后24周行手术部位X线摄片,24周处死动物行组织学检查。结果术后24周时,X线检查示A、B组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔的轮廓较为清晰;C组亦能完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度均不如A、B组;D组无有效骨痂形成。组织学检查结果显示,A组新生骨完全修复骨缺损区;B组骨痂为较成熟的板层骨,骨陷窝较多;C组新生板层骨及骨陷窝排列较为紊乱;D组无骨连接表现。A、B、C组均未见人工骨材料残留。结论 PLGA-TCP-BMP-2人工骨结合带血供的长段自体骨或自体肌肉移植能够很好地修复绵羊桡骨30mm的骨缺损。     

支架材料聚乳酸-羟基乙酸/磷酸三钙的细胞毒性检测

目的 检测新型支架材料——聚乳酸-羟基乙酸/磷酸三钙( PLGA/TCP)的细胞毒性.方法 采用扫描电子显微镜观察PLGA/TCP支架材料的表面及内部结构,并选用小鼠L929细胞株,用MTT法体外检测PLGA/TCP复合体的细胞毒性,与已被美国FDA批准应用于临床的PLGA支架材料进行比较.结果 扫描电镜下PLGA/ ...     

异种脱蛋白骨修复山羊长骨大段缺损的成骨观察

目的 评估改良法制备异种脱蛋白骨(deproteinzated bone,DPB)作为组织工程支架材料修复大动物大段长骨缺损的能力,为异种DPB的临床应用提供实验依据.方法 山羊24只,在每只山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20%形成节段性骨缺损,按分组情况植入不同材料.A组为单纯异种DPB,B组为自体骨,C组为异种DPB+自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)+重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP2),均采用半环槽式外固定器固定.术后4～24周每隔4周进行X线及术后24周取新生骨进行双能X线(DEXA)、组织学、生物力学检测,评价骨缺损修复效果. 结果 术后4～24周,在同一时相点,X线Lane-Sandhu法评分B组》C组》A组,并且术后24周新骨的骨密度、骨矿含量、组织学和生物力学检测经统计学分析,C组与B组比较,差异无统计学意义(P>0.05). 结论 改良法制备的异种DBP复合自体BMSCs和rhBMP2修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当,可以作为组织工程支架材料试用于临床.     

转基因修饰的组织工程骨在兔腰椎横突间融合中的应用

目的 探讨以携带有人骨形态发生蛋白（BMP）-2基因片段的复制缺陷重组腺病毒（Ad—BMP-2）转基因修饰的骨髓间充质干细胞（BMSCs）作为种子细胞，以脱细胞脱钙骨基质材料为支架构建组织工程人工骨用于兔腰椎横突间融合的可行性。方法选择18只日本大耳白兔，在L5,6行单节段双侧横突间融合术，依植入融合材料分为3组：A组为转基因修饰的组织工程骨组；B组为自体髂骨组；C组为单纯支架组。每组12侧。术后12周取出融合节段脊柱，通过大体观察、组织学、影像学及生物力学等方法检测脊柱融合情况。结果三组横突间融合成功率分别为84％（10／12）、75％（9／12）和8％（1／12）；组织学、影像学及生物力学检测证实，A、B组成骨活跃，脊柱融合的硬度和强度显著高于C组。结论 转基因修饰的组织工程骨用于脊柱融合可以达到很好的治疗效果。     

牛BMP骨修复材料对兔桡骨缺损修复的研究

 目的 了解以纤维蛋白胶(FS)为载体复合牛骨形态发生蛋白的注射型骨修复材料修复兔桡骨节段性骨缺损的能力,为其临床的应用提供实验依据.方法 实验分组为:实验组(FS+bBMP组)、对照组(FS组).于28只新西兰白兔右侧桡骨干处造成1.5 cm缺损,然后严密缝合皮下组织及皮肤,将各组材料经正常皮肤注射骨缺损处,术后不同时间进行放射学、组织学和骨密度等方法检查,对其成骨效应进行研究.结果 实验组(FS+bBMP组)骨缺损区在成骨活跃程度、骨密度和再生髓腔结构等方面均显著优于对照组(FS组),使骨缺损得到了彻底的修复(P＜0.01);对照组不能产生骨性愈合.结论 以FS为载体复合bBMP的注射型骨修复材料具有高效的骨修复能力.     

MRI、CT、X 线对兔腰椎融合术后的比较性实验研究

目的:对兔采用自体骨、异体骨及组织工程骨移植进行腰椎后外侧横突间融合手术,比较分析 MRI、CT、X 线3种影像手段在早期骨移植中的诊断价值.方法:分别在30只健康新西兰大白兔的双侧腰椎横突间植骨并制备模型,依据填充的材料不同随机分为三组.A组:组织工程骨材料;B组:自体移植骨材料;C组:异体移植骨材料.术后2、4、6周行骨密度检测,CT及MRI检测.结果:X线及CT显示术后6周用组织工程骨作为移植材料的骨密度值、横突间融合率明显高于自体骨及异体骨.MR 动态增强扫描(DCE-MRI)能早期无创监测移植骨新骨形成的骨基质中原始微血管的形成过程,判断移植骨存活情况.结论:MRI、CT、X线联合应用能监测兔腰椎融合术后的移植骨修复过程.动态增强 MRI 对早期骨移植是否成功有很好预测作用.     

牛骨形态发生蛋白复合纤维蛋白促进骨质疏松性椎体骨折愈合的实验研究

目的探讨以纤维蛋白为牛骨形态发生蛋白(bBMP)载体促进大鼠骨质疏松性椎体骨折愈合的机制。方法选择雌性SPF级8月龄SD大鼠81只,随机选取54只经去除卵巢建立骨质疏松模型,27只行伪手术。3月后以腰5椎体手术开窗刮除术区内松质骨的方法建立骨折模型,去除卵巢建立的骨质疏松模型随机分为两组:A组为骨质疏松椎体骨折bBMP治疗组,B组为骨质疏松椎体骨折空白组。每组各27只,C组为伪手术组。于术后1,2,4,6,8,12周观察影像学、组织学与力学性能。结果(1)影像学观察:术后两组X线片示腰5椎体有一骨折缺损透光区。A,C组在术后6周时透光区与周围骨质无明显差别,而B组仍清晰可见,于8周时无明显差别。(2)组织学观察:三组软骨细胞在骨质愈合1周时出现,形成软骨岛,但B组软骨细胞每高倍镜下数量明显少于A,C组,另外,软骨细胞改建成成熟骨细胞,骨小梁形成数量,胶原纤维排列较A,C组有明显差异。(3)力学性能测定:在骨质愈合6~12周,腰5椎体的最大载荷、弹性模量、最大应力明显高于同期B组,差异显著(P<0.05),而A,C组之间无统计学意义(P>0.05)。结论bBMP复合纤维蛋白明显促进骨质疏松性椎体骨折愈合,证明在骨质疏松性松质骨骨折修复过程中bBMP以纤维蛋白为载体作用显著,骨折愈合质量明显增高。     

术中富集骨髓细胞构建组织工程骨成骨能力的研究

目的 观察术中富集骨髓干细胞构建的组织工程骨在山羊脊柱横突间融合的成骨效果,为组织工程骨探索一种新型的构建方法.方法 将多聚左旋赖氨酸(poly-L-lysine,PLL)修饰于山羊脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)制备成基质材料(PLL-DBM);以山羊横突间隙为植骨模型,观察PIL-DBM富集骨髓细胞构建的组织工程骨(Ⅰ A组)的成骨能力;对照组为自体髂骨组(Ⅰ B组)、DBM富集骨髓组(Ⅱ C组)、空白DBM组(Ⅱ D组).于术后第16周取融合段标本行X线片、三维CT及CT值检测和生物力学检测,对比分析、评价其成骨能力.结果 X线表现:ⅠA组、Ⅰ B组融合范围基本相同,明显较ⅡC组宽,Ⅱ D组基本无融合.三维CT:Ⅰ A组的CT值为(696.76±102.75)HU,ⅠB组的CT值为(766.03±69.24)HU,二者差异无统计学意义(P>0.05),均明显较ⅡC组高(P<0.05),Ⅱ C组CT值较ⅡD组高(P<0.01).生物力学性能:Ⅱ A、Ⅰ B两组最大载荷、抗弯强度比较差异均无统计学意义(P>0.05),ⅠA组较Ⅱ C组高(P<0.01,0.05),Ⅰ B组较ⅡC组高(P<0.01),ⅡC组较ⅡD组高(P<0.01). 结论 PLL-DBM术中富集骨髓干细胞快速构建的组织工程骨是一种理想的组织工程骨,其成骨能力与自体髂骨相当.     

激素性股骨头缺血坏死MRI诊断的实验研究

目的：建立股骨头缺血坏死(ANFH)动物模型，将磁共振成像(MRI)表现与组织病理学结果对照，探讨早期ANFH的病理变化和删表现的病理学基础。方法：成年新西兰兔36只，随机均分成三组。A组：为正常对照组，静脉注射生理盐水。B、C组为实验组，B组：单纯静脉注射地塞米松10mg／kg／d连续7天，间隔两周再重复一次。C组；马血清与激素共用，先静脉注射马血清10g／kg，间隔2周再重复一次；继之重复B组给药。之后4、8、16、26周后分别从3组随机各取3只，先拍X线平片再进行删，然后取双侧股骨头做组织病理检查。结果：实验组兔股骨头第8周T1WI信号强度明显降低，T2WI呈不均匀高信号，对应病理改变为骨髓水肿，骨髓腔内少量出血和少量骨细胞坏死。16、26周T1WI信号强度增高，病理显示骨髓脂肪细胞肥大并融合成大泡状，大量骨细胞坏死，骨小梁变细、中断。16、26周兔股骨头X线平片示骨质稀疏，骨小梁模糊。C组上述变化较B组显著。结论：1．采用马血清和肾上腺皮质激素共用，比单纯用肾上腺皮质激素更易诱导出较典型的ANFH动物模型。2．删能够较全面反映早期激素性ANFH的病理变化。     

Evaluation of early tissue reactions after lumbar intertransverse process fusion using CT in a rabbit

Objective

The objective of the study was to evaluate tissue reactions such as bone genesis, cartilage genesis and graft materials in the early phase of lumbar intertransverse process fusion in a rabbit model using computed tomography (CT) imaging with CT intensity (Hounsfield units) measurement, and to compare these data with histological results.

Materials and methods

Lumbar intertransverse process fusion was performed on 18 rabbits. Four graft materials were used: autograft bone (n?=?3); collagen membrane soaked with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) (n?=?5); granular calcium phosphate (n?=?5); and granular calcium phosphate coated with rhBMP-2 (n?=?5). All rabbits were euthanized 3 weeks post-operatively and lumbar spines were removed for CT imaging and histological examination.

Results

Computed tomography imaging demonstrated that each fusion mass component had the appropriate CT intensity range. CT also showed the different distributions and intensities of bone genesis in the fusion masses between the groups. Each component of tissue reactions was identified successfully on CT images using the CT intensity difference. Using CT color mapping, these observations could be easily visualized, and the results correlated well with histological findings.

Conclusions

The use of CT intensity is an effective approach for observing and comparing early tissue reactions such as newly synthesized bone, newly synthesized cartilage, and graft materials after lumbar intertransverse process fusion in a rabbit model.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/成骨细胞/血管内皮生长因子165组织工程骨修复骨缺损再血管化与成骨活性

目的 探讨以转染血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor,VEGF165)基因的成骨细胞为种子细胞复合纳米网孔羟基磷灰石/聚酰胺66(nano-hydrxyapatite crystal/polyamide 66,n-HA/PA66)支架,构建的n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165组织工程骨修复兔桡骨缺损早期快速再血管化和成骨的能力。 方法 选新西兰大白兔56只,采用随机数字表法分成A、B两组,制作双侧桡骨骨缺损模型。A1组：将n-HA/PA66复合材料植入A组左侧骨缺损;A2组：将n-HA/PA66/ VEGF165复合材料植入A组右侧骨缺损;B1组：将n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165复合材料植入B组左侧骨缺损;B2组：将n-HA/PA66/成骨细胞复合材料植入B组右侧骨缺损。术后2,4,8,12周进行大体观察,数字X线摄片(DR)、组织学切片、血管计数、扫描电镜观察。 结果 B1组各个时相点各种观察指标均表明其成骨活性及再血管化明显优于其他各组,差异有统计学意义(P＜0.05)。A1、A2组成骨活性及再血管化远不如B1、B2组,A1、A2两组之间差异无统计学意义。 结论 n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF1 65组织工程骨具有良好的诱导成骨作用,在早期骨愈合中能促进新生血管快速形成,加快骨缺损的愈合。     

游离骨折块移位距离对骨折愈合影响的实验研究

目的 探讨长骨干粉碎性骨折游离骨折块移位距离对骨折愈合的影响. 方法 在120只新西兰大白兔右桡骨中部截取楔形骨块,制成实验模型,用2枚克氏针将骨块复位固定并使之与主骨存有一定的间距,并分为五组:A组(原位固定)、B组(骨块与骨干间距为桡骨干直径1/5)、C组(桡骨干直径2/5)、D组(桡骨干直径3/5)、E组(桡骨干直径4/5).每组动物分别于术后2,4,6,8周分批处死,摄X线片观察各组骨折愈合情况,用改进Gary X线评分标准评分;取材HE染色,观察骨折愈合的组织形态学变化,免疫组化测定BMP-2的表达. 结果 (1)X线摄片显示:A、B组骨折愈合无差异,C、D组骨折愈合延迟,E组骨块吸收骨不连.(2)组织形态学观察:A、B组骨折局部形态学变化相同,而其他各组与A组相比,骨痂出现及改建的时间明显较晚,呈延迟愈合和不愈合的表现.(3)BMP-2表达:2周时BMP-2表达B组与A组差异无统计学意义(P＞0.05),C、D、E组与A组比较差异有统计学意义(P＜0.01),4周时只有E组与A组差异有统计学意义(P＜0.01);6周和8周时各组之间差异无统计学意义(P＞0.05). 结论游离骨折块移位距离会影响骨折的愈合,移位距离越大,对骨折愈合产生的影响越明显,当游离骨折块移位距离达到其骨干直径的2/5以上时,骨折将发生愈合障碍.     

局部植入BMP对去势大鼠股骨近端生物力学强度及髓腔面积变化的影响

目的探讨去势大鼠股骨近段植入牛骨形成蛋白(bone morphorgeneic protein,BMP)后其骨生物力学强度及髓腔面积的变化。方法随机选取6月龄wistar雌性大鼠22只,摘除卵巢制作绝经后骨质疏松模型成功后,同一只动物双侧肢体对照,试验侧股骨颈植入牛骨形成蛋白及纤维蛋白(FS)复合物,对照侧植入纤维蛋白,术后4周、8周处死取材,测量股骨近端生物力学强度及髓腔面积和截面面积。结果4周后,试验侧与对照侧股骨近端骨生物力学强度和髓腔面积无明显差异;8周后,试验侧股骨近端生物力学强度较对照侧增高;髓腔面积较对照侧有较明显的减小(P<0.05)。结论股骨近端局部植入BMP可提高去势大鼠股骨近端局部的生物力学强度和减小近端髓腔面积和截面积,其可能减少骨质疏松性髋部骨折置换后假体的松动,成为骨质疏松性骨折假体置换中新的辅助治疗方法。     

转基因骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白凝胶修复兔桡骨缺损

目的：探讨以复制缺陷重组腺病毒介导人骨形态发生蛋白(BMP)-2转基因的骨髓间充质干细胞(MSCs)复合纤维蛋白凝胶来修复节段性骨缺损的可行性。方法：于14只日本大耳白兔双侧桡骨中段造成10mm骨缺损，采用四种方法进行处理：A组植入转基因MSCs与纤维蛋白凝胶的复合物；B组植入单纯MSCs与纤维蛋白凝胶的复合物；C组植入纤维蛋白；D组不做处理，留作空白对照。每组7条桡骨。术后12周进行组织学、放射学检查及生物力学检测。结果：A组缺损区在成骨活跃程度、骨再生量和再生髓腔结构等方面均显著优于B组，其骨缺损得到了较彻底的修复。C、D两组均不能产生骨性愈合。结论：转基因MSCs复合纤维蛋白凝胶修复节段性骨缺损可达到较好的效果。