瓦楞状组织工程骨支架对种子细胞接种和成骨的影响

背景：不同形状工程骨支架负载种子细胞修复骨缺损的研究效果评价不一,而负载细胞数量的多少是影响疗效的重要因素之一,目前该方面研究证据不多。目的：自制瓦楞状组织工程骨支架和其他3种形状的支架,比较4种不同形状支架负载种子细胞的数量,以及瓦楞状组织工程骨支架体内成骨时凹槽的优势及特点。方法：①体外实验：将体积和样本数相同的4组支架分为单纯瓦楞状支架组、无瓦楞支架组、圆柱状支架组和带中空管柱状支架组,分别以相同密度、相同容积的成骨诱导兔骨髓间充质干细胞悬液接种于支架表面,孵育、培养、消化、收集,进行细胞计数、吸光度值检测以及碱性磷酸酶和茜素红染色。②体内实验：将兔随机分为重组人骨形态发生蛋白2/瓦楞状自固化磷酸钙人工骨组,瓦楞状自固化磷酸钙人工骨组和松质骨组,将体积相同的3组支架植入兔L_（5-6）两侧横突间,植入后4,8,12周行大体、组织学观察。结果与结论：体外实验显示,瓦楞状工程骨支架上滴注的细胞液能充分停留在表面,由于表面瓦楞状凹槽和液体的表面张力以及支架本身的无孔隙性使得细胞液不向培养皿流失,每个样本平均消化下来的正常形态的细胞数量高于其他3组（P〈0.05）,吸光度值差异无显著性意义（P〉0.05）。体内实验显示,各时间点重组人骨形态发生蛋白2/瓦楞状自固化磷酸钙人工骨组的成骨量比瓦楞状自固化磷酸钙人工骨组明显多（P〈0.05）,与松质骨组之间比较差异无显著性意义（P〉0.05）。结果证实,实验自制的瓦楞状工程骨支架的形状特点有利于种子细胞负载,从数量上保证了接种种子细胞的有效性,可促进支架大量成骨和段状骨缺损的愈合。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

目的:介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用.方法:以"骨组织工程,支架材料,骨缺损"为中文关键词;以:"bone tissue engineering,scafold,bone defect"为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章.纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章.选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点.并应用硫酸钙人工骨进行验证.结果:用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类:生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点.随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一.一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料.至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料.临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好.结论:相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床.     

组织工程骨修复骨缺损的研究进展及临床应用

背景:随着生物技术的兴起,以生物材料来制作移植替代物的组织工程学正在不断地发展,因此组织工程骨修复骨缺损也成为当前的研究热点.目的:概述国际上关于骨组织工程研究的现状及临床应用的进展.方法:应用计算机检索PubMed数据库、Springer Link数据库、Science Direct数据库2000-01/2009-03文献,检索词为"tissue engineering of bone,bone defect,clinical applications".选择与组织工程骨修复骨缺损相关的种子细胞、支架材料、动物模型、血管化和临床应用的文章, 无论观察对象为人或动物均纳入检索标准.结果与结论:骨缺损的修复是临床上的难题之一,传统吻合血管的自体骨移植是治疗局部骨缺损的金标准,但是其存在供骨区并发症及数量有限的缺点.而无活性的异体骨虽然不受数量的限制,但是存在排异和传染疾病的可能.因此利用组织工程技术构建组织工程骨是修复骨缺损的趋势.组织工程骨包含具有骨传导性的支架、释放诱导成骨的生长因子、负载具有成骨潜能的细胞及组织工程骨血管化或充足的血供4个关键元素,因此要准确地评估组织工程骨修复骨缺损的作用,需要进一步理解参与骨再生的各种因素及其相互作用,同时还要在标准化动物模型研究中衡量积极因素和可能的有害影响.骨组织工程在实验研究领域已经显示出了积极的作用和相当大的发展前景,但在进入临床应用以前还有很多问题等待解决.     

活性煅烧骨复合骨水泥修复骨缺损：修复后的血管化及结构变化

观察活性煅烧骨（TBC）复合骨水泥（BC）修复骨缺损后的血管化及结构变化。方法 将活性TBC和BC复合后植入兔尺骨缺损部位，不同时间行印度墨汁动脉血管灌注及材料断面扫描电镜观察，观察血管生成情况及结构变化。结果 墨汁灌注2周时见TBC周围血管形成密集，并向材料中长入，4、8和12周时新生血管逐渐增多，并深入材料中央。电镜观察4周时TBC周围及内部孔隙被胶原纤维束充填，部分胶原矿化。8－12周新生骨组织附于TBC颗粒及BC表面，原孔隙接近消失，TBC颗粒少量降解。结论 活性TBC复合BC具有骨诱导作用，新生血管及新生骨组织生成良好，是理想的骨缺损修复材料。     

生物衍生骨支架材料制备及在体内的组织相容性

背景：理想的支架材料必须对机体无毒性，无免疫排斥反应，并能适时地降解，具有良好的生物相容性，生物衍生骨支架材料能否长期存留体内并发挥功能值得研究。 目的：观察生物衍生骨支架材料植入鼠体内后机体局部组织生物相容性及对免疫功能的影响。 设计：随机对照动物实验。 单位：吉林大学基础医学院病理生物学教育部重点实验室。 材料：实验于2006-03／2006-07在吉林大学基础医学院病理生物学教育部重点实验室完成，选用18只雄性BALB／C小鼠，体质量（202）g，雌雄各半：1只昆明小鼠，体质量20g：1只雌性家兔，体质量2．5kg，以上实验动物均由吉林大学基础医院实验动物部提供，实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。猪松质骨（髂骨）为市售。实验用IMDM培养基为美国Hycolone公司产品，FBS购自美国GIBCO公司，四甲基偶氮唑盐及ConA均为美国Sigma公司产品。 方法：采用猪髂骨制备生物衍生骨支架材料。①采用随机抽签法将BALB，C小鼠分成支架材料植入组、异种骨植入组及对照组，每组6只。支架植入组将支架植入到BALB／C小鼠的下肢肌肉内，异种骨植入组将昆明鼠骨植入到BALB／C小鼠下肢肌肉内，对照组仅将局部肌肉损伤。②术后21d取材料植入部位及周围组织，大体及苏木精-伊红染色法进行观察材料与组织相容性：采用刀豆蛋白A诱导各组脾淋巴细胞转化，酶联免疫检测仪在λ570nm波段检测并记录淋巴细胞刺激指数。以补体依赖性细胞毒实验评估各组小鼠免疫功能，即采用酶联免疫检测仪在λ570nm波段检测并记录各组吸光度值，计算细胞杀伤率。 主要检测指标：①植入物周围组织相容性。②刀豆蛋白A诱导后淋巴细胞刺激指数。③补体依赖性细胞毒实验各组细胞杀伤率。 结果：18只BALB／C小鼠均进入结果分析。①?     

组织工程修复骨及软骨缺损的现状及展望

随着组织工程技术的快速发展,组织工程骨软骨复合组织构建修复骨软骨缺损成为研究热点.骨软骨复合组织的构建仍存在很多难题,还需日臻完善.文章从支架材料设计的种类,包括单层和一体化双层支架;种子细胞的来源和类型,包括自体或异体来源软骨及骨细胞、骨髓基质干细胞和胚胎干细胞;生物反应器技术的应用等方面综述了目前骨软骨缺损修复的研究进展,指出组织工程骨软骨修复骨软骨缺损存在的主要问题,并对日后该方面研究的发展方向提出展望.     

组织工程骨材料在运动性骨缺损修复中的评价

目的：评价组织工程化人工骨材料的性能和应用,寻找合理的骨缺损修复材料。方法：以＂组织工程,骨缺损,人工骨,纳米材料＂为中文关键词;以＂tissue engineering,bone defect,artificial bone,biological degradation＂为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关组织工程相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以30篇文献为主,重点进行了讨论组织工程纳米级人工骨材料的种类及其性能。结果：可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料可作为一种较理想的支架材料应用于骨缺损修复组织工程。修复效果相当或接近自体骨,来源充足,既无免疫排斥反应,又避免取自体骨给患者带来的痛苦和并发症,不影响运动员重返赛场,运动员患者乐于接受。复合材料人工骨在解除运动员患者的后顾之忧的同时,也带来巨大的社会效益。基于纳米羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白2制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能提高了骨诱导活性,能够促进新骨的形成。可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料在临床使用的初步情况表明,与人体生物相容性良好,无免疫排斥反应,愈合情况良好。结论：骨缺损是常见的运动损伤,一直为运动损伤研究热点。组织工程化骨缺损修复的研究近年来发展迅速,为运动损伤骨缺损修复带来了契机。组织工程复合材料可以发挥不同材料的优势,弥补单一材料的不足,是一种比较理想的支架材料。     

组织工程骨材料在运动性骨缺损修复中的评价

目的:评价组织工程化人工骨材料的性能和应用,寻找合理的骨缺损修复材料。方法:以"组织工程,骨缺损,人工骨,纳米材料"为中文关键词;以"tissue engineering,bone defect,artificial bone,biological degradation"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关组织工程相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以30篇文献为主,重点进行了讨论组织工程纳米级人工骨材料的种类及其性能。结果:可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料可作为一种较理想的支架材料应用于骨缺损修复组织工程。修复效果相当或接近自体骨,来源充足,既无免疫排斥反应,又避免取自体骨给患者带来的痛苦和并发症,不影响运动员重返赛场,运动员患者乐于接受。复合材料人工骨在解除运动员患者的后顾之忧的同时,也带来巨大的社会效益。基于纳米羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白2制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能提高了骨诱导活性,能够促进新骨的形成。可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料在临床使用的初步情况表明,与人体生物相容性良好,无免疫排斥反应,愈合情况良好。结论:骨缺损是常见的运动损伤,一直为运动损伤研究热点。组织工程化骨缺损修复的研究近年来发展迅速,为运动损伤骨缺损修复带来了契机。组织工程复合材料可以发挥不同材料的优势,弥补单一材料的不足,是一种比较理想的支架材料。     

软骨缺损组织工程修复组织中细胞凋亡的初步研究

目的：了解采用自体软骨细胞和异体软骨细胞构建的工程软骨修复软骨缺损后，修复组织中是否存在细胞凋亡，以及凋亡细胞分布的区域。方法：以自体软骨细胞和异体软骨细胞作为“种子细胞”与聚乳酸(PLA)载体构建工程软骨，修复兔膝关节股骨髁关节软骨全层缺损，进行细胞凋亡原位观察(TUNEL法)。结果：采用自体软骨细胞和异体软骨细胞构建的工程软骨均可以较好地修复关节软骨的缺损，修复组织为类透明软骨组织，修复组织与受区软骨的交界区以及修复组织的深层均可见细胞凋亡，异体软骨细胞组织工程修复组的修复组织表层也可见细胞凋亡现象。结论：修复组织中的细胞凋亡可能与组织的退行性变及钙化有关。     

组织工程双相支架修复关节软骨及软骨下骨缺损研究进展

通过回顾近年来国内外采用的组织工程双相支架修复软骨及软骨下骨缺损的文献,比较不同双相支架修复软骨及软骨下骨效果差别,分析其优势及存在的主要问题,并初步探讨软骨修复的合理方式和发展趋势。研究结果表明,以双相支架作为载体材料一体化修复软骨及软骨下骨缺损,较之传统方式以及其他组织工程修复途径有着不可比拟的优越性,而复合理想的种子细胞及合适生长因子后,更能促进修复效果。由此可见,双相支架有利于修复骨软骨缺损,而构建仿生化多相支架是未来研究的趋势。     

磷酸钙骨水泥／骨形态蛋白人工骨复合骨髓基质细胞构建组织工程骨

背景:体外实验证明磷酸钙骨水泥/骨形态蛋白人工骨具有较强的骨诱导作用,但足磷酸钙骨水泥/骨形态蛋白人工骨能否作为骨髓基质细胞的生长支架报道较少.目的:验证磷酸钙骨水泥/骨形态蛋白人工骨做为骨组织工程支架材料的可行性.设计、时间及地点:观察实验,于2008 03/2009-03在上海市第九人民医院口腔组织工程实验室完成.材料:磷酸钙骨水泥/骨形态蛋白人工骨产品由瑞邦公司提供,大孔径200～500μm,小孔径1～5μ m,孔隙率为70%.两岁的健康毕格犬1只.方法:抽取成年毕格犬的骨髓,贴壁法获得骨髓基质细胞,经成骨诱导培养液体外培养、扩增、诱导后观察细胞增殖情况.将培养的第2代细胞接种于多孔型活性磷酸钙骨水泥,进行超微结构观察,并将多孔型活性磷酸钙骨水泥/骨髓基质细胞复合物植入毕格犬背部皮下,2,4周后进行组织学检测.主要观察指标:倒置相差纤维镜下观察细胞的生长、增殖情况;碱性磷酸酶染色、Von Kossa染色、骨钙素免疫细胞化学染色鉴定骨细胞的形成标志:扫描电镜观察细胞材料复合情况;苏木精-伊红染色观察体内异位成骨情况.结果:碱性磷酸酶染色呈阳性;Von Kossa染色可见钙结节形成;骨钙素免疫细胞化学染色呈阳性;超微结构观察可见细胞生长附着于材料网孔内表面;组织学检测提示4周时复合物内有新骨形成.结论:多孔型活性磷酸钙骨水泥/骨髓基质细胞复合物显示良好的成骨活性,磷酸钙骨水泥/骨形态蛋白人工骨可以用于骨组织工程支架材料.     

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。     

骨及软骨组织工程支架材料

生物降解性三维支架材料在骨组织工程制备中起着十分重要的作用,它与种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体。目前取得较好效果的骨及软骨组织工程支架材料,主要由L-聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等加工而成的纤维网状或微孔海绵状材料。     

骨形态发生蛋白2复合异种脱蛋白骨支架材料修复山羊大段骨缺损

背景：单纯骨形态发生蛋白2修复骨缺损只有骨诱导性，单纯异种脱蛋白骨只有骨传导性。目的：评估异种脱蛋白骨复合骨形态发生蛋白2修复山羊大段长骨缺损的效果。设计、时间及地点：随机分组设计、动物对照观察实验，于2005—03／2007—02在解放军第三军医大学创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室完成。材料：山羊24只用于制备大段长骨缺损模型。市售猪股骨用于制备脱蛋白骨。重组骨形态发生蛋白2为美国Biosource公司产品。方法：山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20％制备节段性骨缺损模型。24只山羊按植入材料的不同分为3组，单纯异种脱蛋白骨组、自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组，每组8只。主要观察指标：植入后4，8，12，16，20，24周X射线评估骨缺损情况。植入后24周取新生骨组织进行双能X射线、组织学、生物力学检测修复效果。结果：植入后12，24周自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组X射线评分均高于单纯异种脱蛋白骨组，差异有显著性意义（P〈0．05）。植入后24周自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组骨密度和骨矿含量均高于单纯异种脱蛋白骨组，差异有显著性意义（P（0．05）。自体骨组和异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组之间比较差异均无显著性意义（P〉0．05）。植入后24周生物力学测试表明，自体骨组〉异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组〉单纯异种脱蛋白骨组。植入后24周，自体骨组、异种脱蛋白骨＋重组骨形态发生蛋白2组，新生骨与最初两断端连成一体，新生骨骨小梁排列整齐有序。单纯异种脱蛋白骨组，新生骨与最初两断端部分相连。结论：重组骨形态发生蛋白2复合异种脱蛋白骨修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当。     

以钛网为支架的组织工程骨修复羊下颌骨节段性缺损

目的构建钛网为支架增强的组织工程骨,修复下颌骨节段性缺损(25mm),观察下颌骨修复形成情况。方法羊骨髓基质干细胞转化的成骨细胞与高孔隙率滨珊瑚颗粒复合后,钛网为加强外支架,修复自体下颌骨缺损,行X线观察、大体及组织学观察下颌骨修复情况。结果X线观察实验组随时间延长,密度逐渐增加,大体观察见下颌骨下缘连续性恢复,组织学见支架中有大量新骨形成,并与钛网相融合。结论利用钛网加强的方法可以有效修复下颌骨节段性骨缺损。     

复合材料为支架的组织工程骨修复羊胫骨骨缺损的实验研究

目的 探讨复合材料为支架的组织工程骨修复羊胫骨骨缺损的可行性。方法 利用聚乳酸与磷酸三钙复合材料复合经培养的骨髓基质细胞形态组织工程化骨来修复羊胫骨3cm的骨缺损，并以X线，组织学切片进行观察。结果 组织工程化骨表现出较强的成骨能力，在12周时以基本修复羊胫骨3cm的骨抽损。结论 展示出复合材料在修复骨缺损过程中的广阔前景。     

骨诱导性磷酸钙陶瓷为支架的组织工程骨修复狗下颌骨箱状缺损

背景:应用不外加生长因子或细胞而具有骨诱导性的生物材料,在非骨部位构建骨移植物,即体内组织工程骨,其在修复箱状及节段性骨缺损方面,具有更可行的前景.目的:采用骨诱导性钙磷陶瓷材料构建体内组织工程化类骨移植物,探索其应用于修复实验动物下颌骨箱状骨缺损的可行性.方法:以骨诱导性磷酸钙陶瓷材料为支架植入狗肌肉内构建体内组织工程骨,同期在狗自体下颌骨左右两侧各拔除牙弓中段牙2颗,形成约20 mm无牙区.8周后在无牙区形成箱状缺损,同期取出支架即刻移植入一侧自体下颌骨缺损区,对侧骨缺损区直接移植入未经体内构建的磷酸钙陶瓷作为对照.结果与结论:经肌肉内构建的体内组织工程骨移植物的力学性能较单纯磷酸钙陶瓷有明显提高.颌骨缺损区的核吸收强度明显强于对照区,其移植物内长入的骨组织较多,两者的成骨面积差异有非常显著性意义(P < 0.01).说明在修复颌骨大范围缺损中,体内组织工程骨移植物较单纯骨磷酸钙陶瓷替代材料表现出明显的力学和生物学优势,修复效果显著,有良好的应用前景.     

应用膜引导非细胞型组织工程化骨再生技术修复超临界骨缺损研究进展

由创伤、感染、骨肿瘤切除等造成的骨缺损一直是骨科领域的研究热点,而超临界骨缺损(exceed critical size defect,ECSD)的修复和功能重建更是骨科所面临的难题,因其治疗难度大,骨不愈合率很高,备受国内外学者关注。目前治疗骨缺损的方法为骨移植,其移植材料有自体骨、异种骨、同种异体骨、人工骨及组织工程骨。     

细胞支架与骨形态发生蛋白及血管内皮生长因子复合修复大鼠股骨缺损

背景:随着骨组织工程学研究的深入,细胞因子对千细胞向成骨细胞转化和对骨愈合的影响越来越受到重视.目的:观察骨形念发生蛋白(bone morphogenic protein,BMP)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)复合骨髓间充质工细胞(marrowmesenchymal stem cells,MSCs)和纳米晶胶原基骨(nano-Hydroxyapatite/collagen,nHAC)复含物修复大鼠股骨骨缺损的效果.设计、时间及地点:完全随机分组设计,对比观察实验,于2007-12/2008-08在江苏大学临床医学院实验室完成.材料:将培养的第3代大鼠MSCs密度调整为5×109 L-1,接种到nHAC材料表面,制成MSCs/nHAC复合支架.取复合培养的支架分别与BMP混悬液、聚乙烯吡咯烷酬、VEGF溶液混匀,负压下真空抽吸,冻干24 h备用(每鼠所植入支架含BMP15mg,VEGF0.8 μg).方法:将30只SD大鼠按照随机数字表法分3组制成股骨缺损模型:单纯nHAC组骨缺损处单纯植入nHAC:MSCs/nHAC组植入MSCs/nHAC复合物:VEGF/BMP,MSCs/nHAC组植入VEGF/BMP/MSCs/nHAC复合物.主要观察指标:术后2,4,8,12周行影像学和组织学观察:术后12周行环境扫描电镜观察.结果:①各时间点动物均未出现排斥及炎症反应,创口愈合良好.②术后各时间点VEGF/BMP/MSCs/nHAC组放射学评分高于与其余2组(P<0.05).③组织学检查结果显示MSCs/nHAC组、VEGF/BMP/MSCs/nHAC组较单纯nHAC组能更快的促进大鼠股骨缺损处骨再生;VEGF/BMP/MSCs/nHAC组的促进作用更明显.④术后12周扫描电镜观察单纯nHAC组骨纤维排列小规则,可见大量骨陷窝;MSCs/nHAC组可见大量成骨细胞,中量骨小梁结构,但仍可见间隙;VEGF/BMP/MSCs/nHAC组可见哈佛系统,大量骨小梁排列规则.结论:VEGF/BMP/MSCs/nHAC复合物较单纯nHAC或MSCs/nHAC复合物有更好的成骨能力.     

组织工程中种子细胞粘附的研究进展

1987年美国麻省理工学院化学工程师Rober Langer与波士顿麻省大学医院医生Josephe P Vacanti等Ⅲ共同提出组织工程学(tissue engineering)的概念，并与1988年由美国国家科学基金会的一个专门工作小组对组织工程的内涵做了如下界定：应用组织工程学和生命科学的原理和方法来解释正常和病理的哺乳动物组织器官的结构功能关系，并且发展具有生物活性的人工替代物来恢复、维持或提高组织器官的