骨组织工程支架材料的研究现状与应用前景

背景：目前组织工程骨修复骨缺损在临床应用中较为关键的问题是建立血管网,为新骨的形成提供氧气及营养物质,并为机体提供代谢途径。 目的：综述近年组织工程骨支架材料的特点,并着重介绍复合支架材料的研究现状。 方法：以“骨组织工程,血管化,支架材料,复合支架材料”为中文检索词,以“bone tissue engineering, vascularization,scaffold,composite scaffold”英文检索词,应用计算机在中国期刊全文数据库和PubMed数据库检索2001年1月至2014年1月的相关文章,将所有文章进行初步筛选后,对保留的文章进一步详细分析、归纳并总结。 结果与结论：按照组织工程骨支架材料的来源不同,可将其分为人工合成材料、天然衍生材料和复合支架材料,单一支架材料难以作为最理想的材料修复骨缺损,复合支架材料能在不同程度上弥补单一支架材料的缺陷,因此近年来组织工程支架材料的发展由单一材料发展为复合材料,并呈现人工合成材料与天然材料有机结合的趋势。但复合支架材料在临床应用中仍然有许多尚待解决的问题,主要有控制复合材料比例,使材料降解速率与组织细胞的生长速率相适应,保持复合材料的多孔隙和高机械强度。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

生物降解材料复合成骨因子在骨科应用研究中的进展

背景：生物可降解植入物不仅可重建骨缺损部位,而且随着材料的逐步降解,新生骨组织可完全替代移植材料,填充骨缺损处。目的：总结生物降解材料复合成骨因子在骨科的研究进展。方法：以“可降解材料,成骨因子,细胞活性因子,骨组织工程;Biodegradable materials,factors,cell active factor,bone tissue engineering”为检索词,应用计算机检索PubMed、万方、CNKI数据库2000至2015年的相关文献。结果与结论：生物可降解医用高分子材料可分为天然高分子材料和人工合成可降解材料。天然高分子材料具有良好的生物相容性,但其机械强度较差;人工合成可降解材料械强度较天然高分子材料高,但容易造成局部酸性物质堆积,产生局部炎症反应。将生物可降解医用高分子材料与成骨因子复合,可提高材料的力学强度与骨诱导能力,但将其作为骨修复材料应用于临床还有很多问题需要解决。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

异种脱蛋白松质骨支架在脊柱横突间融合中应用的可行性

背景：现如今关于组织工程骨的相关研究大多集中在骨干临界性骨缺损方面,关于其在脊柱融合中的相关研究和报道相对较少。 目的：探讨在脊柱横突间融合治疗中异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程支架的应用可行性。 方法：取成年猪股骨远端松质部分,制备异种脱蛋白松质骨材料,与重组人骨形态发生蛋白复合后,再复合骨髓间充质干细胞制备组织工程骨。取24只山羊,制备横突间植骨床,随机均分为2组,观察组左侧植入组织工程骨,右侧植入载重组人骨形态发生蛋白的异种脱蛋白松质骨;对照组左侧植入自体髂骨,右侧植入异种脱蛋白松质骨。植入后4,8,12周获取融合节段,进行大体观察、X射线观察、组织学观察及生物力学检测。 结果与结论：X 射线显示,两组植入材料均固定良好,固定效果可靠。植入后不同时间点,各组植入材料均处于良好位置,材料周围组织未出现化脓或者坏死等,且均出现软组织长入、包裹,植入材料周围均未出现积液和坏死等,其中组织工程骨组影像学表现与组织学表现优于载重组人骨形态发生蛋白异种脱蛋白松质骨组、异种脱蛋白松质骨组,与自体骨最接近。植入后12周,组织工程骨组最大弯曲载荷最接近自体髂骨组,两组间比较差异无显著性意义。表明在脊柱横突间融合治疗中,异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程支架具有一定的应用可行性。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。 目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。 方法：以“关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性”为中文关键词,以“ tissue enginneering ,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。 结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾*

背景：目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。 目的：总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。 方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为“natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering”,中文检索词为“天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程”。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。 结果与结论：软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

构建人工椎间盘组织工程支架

背景：组织工程技术的发展为已退变椎间盘功能的恢复提供了可能。 目的：综述椎间盘组织工程中支架的研究进展。 方法：由第一作者检索PubMed 数据库中1990-01-01/2012-12-31 有关椎间盘组织工程中支架的文献,以 “tissue engineering, intervertebral disc, scaffold”为检索词。 结果与结论：支架材料是组织工程研究中的一项重要组成部分。椎间盘纤维环支架材料有3大类,包括天然生物材料、人工合成材料及复合材料。椎间盘纤维环支架材料种类繁多,各有优缺点,尚无公认的最合适的支架材料,支架材料选择仍需进一步的实验研究。纳米级生物材料是研究发展的一个必然趋势,另外,利用仿生学原理,在模拟人椎间盘组织的过程中对支架材料进行改进同样是一个发展趋势;此外,可注射型支架同样是另一个研究热点,可注射型支架材料的选择范围主要集中在壳聚糖、Ⅱ型胶原、透明质酸、纤维蛋白、弹性蛋白、藻酸盐身上,目前将壳聚糖作为支架的研究相对较多。     

骨形态发生蛋白复合支架的体外缓释性能

背景：临床试验证明纳米晶胶原基骨支架材料具有较好的组织相容性、合适的孔隙率及降解性能,但缺乏缓释生长因子的作用,且无成骨诱导性。 目的：将聚乙稀吡咯啉酮与骨形态发生蛋白复合后形成复合颗粒,再修饰纳米晶胶原基骨制备复合支架,观察骨形态发生蛋白的体外缓释效果。 方法：实验分3组,实验组取冻存管2支,每支放入5 mm×5 mm×5 mm 纳米晶胶原基骨1块,滴加聚乙稀吡咯啉酮混匀,-4 ℃冻存过夜,再滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存;对照组1取冻存管2支,每支放入5 mm×5 mm×5 mm 纳米晶胶原基骨1块,滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存;对照组2取冻存管2支,每支放入5 mm×5 mm×5 mm未脱钙的大鼠松质骨1块,滴加聚乙稀吡咯啉酮混匀,-4 ℃冻存过夜,再滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存。观察14 d,采用ELISA法检测3组复合物骨形态发生蛋白的体外释放活性。 结果与结论：观察到14 d时,两对照组骨形态发生蛋白A值趋近于0,而实验组上清液中骨形态发生蛋白仍保持较高的A值,组间比较差异有显著性意义(P < 0.05)。表明经聚乙烯吡咯烷酮修饰后纳米晶胶原基骨支架具有明显缓释骨形态发生蛋白的作用。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

磷酸钙材料在骨软骨缺损修复支架中的应用

背景：磷酸钙材料与天然骨矿物质相似,具有良好的生物活性、骨传导性和可降解性,在金属植入物涂层及骨缺损修复材料中已有大量研究与应用。 目的：综述不同物相磷酸钙材料的特点及在骨软骨支架中的应用。 方法：应用计算机检索PubMed数据库、中国学术期刊网络出版总库、维普数据库2000年1月至2015年2月的有关文章,中文检索词为“骨软骨,磷酸钙(包括羟基磷灰石、磷酸三钙、聚磷酸钙等),组织工程”,英文检索词为“osteochondral;calcium phosphate;tissue engineering”。 结果与结论：由于磷酸钙具有多种物相和晶型,通过不同工艺方法调控磷酸钙的结构尺寸可以得到丰富的材料体系,如羟基磷灰石、磷酸三钙、聚磷酸钙、无定形磷酸钙等,其生物学性能和力学性能均有所差异,其中以羟基磷灰石的应用最为广泛。将磷酸钙与其他材料复合制备多层的复合支架是骨软骨组织工程研究的一个趋势。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

重组人骨形态发生蛋白2复合骨在腰椎融合中的效果

背景：诸多研究已证实重组人骨形态发生蛋白2在骨形成及骨折愈合中发挥十分重要的作用,但单纯予以重组人骨形态发生蛋白2植入容易出现扩散和降解,无法对新骨形成予以持续性的影响。 目的：观察重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中的融合效果。 方法：取30只新西兰大白兔,构建后路腰椎横突间植骨融合模型,随机均分为3组,分别在L5-6横突间植入自体髂骨、同种异体骨及重组人骨形态发生蛋白2复合骨(重组人骨形态发生蛋白2与同种异体骨复合物),植入后6周,进行大体观察、X射线检查及组织学观察。 结果与结论：重组人骨形态发生蛋白2复合骨组融合率、新生骨组织在总面积中所占百分比高于自体髂骨组、同种异体骨组(P < 0.05);重组人骨形态发生蛋白2复合骨组、自体髂骨组拉伸强度大于同种异体骨组(P < 0.05),前两组拉伸强度无差异。X射线显示3组植骨区均可见骨痂形成;组织学显示,自体髂骨组移植物已消失,形成大量软骨,有少量骨小梁,并有一定编织骨形成;同种异体骨组有较多的纤维组织包裹材料,有骨岛形成,有数量较少的骨小梁及软骨形成;重组人骨形态发生蛋白2复合骨组存在大量骨小梁和少量软骨,形成编织骨且有皮质骨形成。表明重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中可以获得良好的融合效果。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

异体皮质人工骨复合物治疗骨折不愈合及骨缺损

背景：异体皮质干燥异体骨为多孔状结构,孔均匀且相互贯通,孔径200 µm 左右,在形态结构上与人类无机骨极为相似。 目的：观察应用骨形态发生蛋白-骨髓间充质干细胞-异体皮质人工骨复合物治疗骨折不愈合及骨缺损的临床效果。 方法：选择33例创伤性骨缺损患者,其中男19例,女14例;年龄26-85岁。首先提取患者自体骨髓间充质干细胞,进一步以异体皮质人工骨为支架材料,同时导入骨形态发生蛋白和骨髓间充质干细胞,通过人工合成方式制成骨形态发生蛋白-骨髓间充质干细胞-异体皮质人工骨复合物,植入骨缺损处,每例植入人工骨复合物20-45 g。 结果与结论：随访6个月-2.5年,根据Mankin及Komender等对同种异体骨移植结果的评分标准,满意32例,不满意1例。复查X射线片示32例达骨性愈合,其中新鲜骨折愈合时间2-7个月,陈旧性骨折愈合时间4-9个月。同种异体松质骨6-9周开始与自体骨融合爬行替代。1例感染性骨缺损移植后迟发性感染,去除内固定及同种异体骨,置管冲洗、局部稳定后再次植骨愈合,随访2年1个月骨感染未复发;1例钢板松动致骨折未愈合,再次行内固定、自体骨移植后骨折愈合。表明应用骨形态发生蛋白-骨髓间充质干细胞-异体皮质人工骨复合物治疗骨折不愈合及骨缺损无明显不良反应,修复效果良好。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：