HA梯度涂层复合BMP人工股骨柄的研究

目的研究新型HA梯度涂层人工股骨柄假体及其复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)后的界面生物学特征。方法将15只健康成年杂交犬随机分成三组,行右侧人工股骨头置换,分别植入钛合金人工股骨柄(Ti组)、HA涂层钛合金人工股骨柄(HA组)和复合rhBMP-2的HA涂层钛合金人工股骨柄(BMP-HA组),12周后处死动物,取有植入假体的股骨上段进行X线检查和界面组织学观察,处死前肌内注射盐酸四环素行荧光标记。结果X线检查显示Ti组中有1例假体周围出现局部透亮带。HA组及BMP-HA组股骨柄假体周围可见新骨形成。光镜下新型HA梯度涂层无明显降解和碎裂,性质稳定。Ti组、HA组和BMP-HA组界面骨结合率分别为4.05%±7.66%、71.04%±9.81%和88.86%±6.56%。显示HA组和BMP-HA组界面骨结合良好,骨结合率显著高于Ti组(P<0.01),BMP-HA组界面骨结合率也显著高于HA组(P<0.01)。BMP-HA组的界面有较强的四环素荧光标记,显示界面成骨活跃。结论新型HA梯度涂层假体可引导骨组织长入涂层,与骨组织结合良好,结合率高,能增加假体的稳定性。该涂层可复合rhBMP-2发挥协同作用,明显增加涂层假体的骨整合,有望成为可供临床使用的新型涂层假体。     

三维连通多孔钛修饰的人工股骨复合骨形态发生蛋白的实验研究

目的将人工股骨柄表面贴敷复合了骨形态发生蛋白的三维连通多孔钛,观察早期骨长入情况。方法将表面贴敷三维连通多孔钛的犬人工股骨柄直接或通过纤维蛋白胶与骨形态发生蛋白复合,植入犬股骨,植入后2、5周荧光标记,3、6周取材病理观察。结果植入后3周,骨已长入多孔材料一半,植入后6周,宿主骨与假体成为一体,骨长入多孔材料全层;第6周时成骨量明显高于第3周。结论具有三维连通多孔钛表面的假体与骨形态发生蛋白复合后能使骨长入加快,骨整合的程度提高,达到机械锁定和骨整合的双重固定,减少假体松动。     

骨形态发生蛋白复合明胶羟基磷灰石涂层多孔钛修复兔骨缺损的实验研究

目的 研究骨形态发生蛋白-2（BMP-2）复合明胶羟基磷灰石（HA）涂层多孔钛对兔股骨远端骨缺损的修复作用。方法 以多孔钛粉末为原料，制备三维多孔结构钛载体，然后运用碱热处理＋模拟体液等化学方法进行HA涂层，制备具有三维空间结构的HA涂层多孔钛复合材料。36只新西兰兔随机分为实验组及对照组，制备股骨远端圆柱状骨缺损模型，实验组植入复合BMP-2的HA涂层多孔钛材料，对照组单纯植入HA涂层多孔钛材料。分别于6、12、24周取材通过组织学和生物力学分析。结果组织学观察显示于各时间点实验组骨生成均不同程度优于对照组；生物力学测试显示在推出实验中所有样品的剪切应力都随时间增长而增大。其中在6周、12周实验组多孔钛在所有时间点均表现出了比对照组高得多的剪切力（P〈0．05），在24周实验组和对照组差异无统计学意义（P〉0．05）。结论 BMP-2复合明胶HA涂层多孔钛较单纯HA涂层多孔钛植入早期具有更良好的生物相容性、骨传导性及骨诱导性，可成功修复兔股骨远端骨缺损。     

多孔β-磷酸三钙和骨形态发生蛋白复合物异位诱导成骨的实验研究

目的 研究β-磷酸三钙(β-TCP)和骨形态发生蛋白(BMP)的复合物(β-TCP/BMP)诱导成骨的作用.方法 在理化性质检测和生物安全性评价的基础上进行小鼠体内诱导成骨的实验,评价该材料的骨诱导能力.结果 多孔β-TCP钙磷比为1.5,平均孔径为400μm,平均气孔率为42.3%,抗压强度为0.826MPa(1MPa=7777.8mm Hg),在生理盐水中有一定的溶解度.溶血、急性毒性和致热源检测均在安全范围内.植入小鼠大腿肌袋72h有大量间充质细胞增生,1周可见软骨生长,4周有造血骨髓的板层骨出现,4周可见早期降解.结论 β-TCP/BMP是一种有骨诱导能力的人工材料.     

复合rhBMP-2可注射磷酸钙骨水泥在椎体成形术中应用的实验研究

目的 探讨自主研发的复合rhBMP-2可注射磷酸钙骨水泥(复合材料)替代注射型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)应用于猕猴椎体成形术的可行性.方法 将4只成年猕猴分为Ⅰ、Ⅱ两组,每组2只.每组猕猴T10～L7的20个椎体经皮穿刺,按处理方法不同分为复合材料组(A组,8个椎体)、可注射型PMMA组(B组,6个椎体)和手术空白对照组(C组,6个椎体).分别于术后即刻和术后1、2,4、6个月行放射学检查.Ⅰ组于术后2个月、Ⅱ组于术后6个月处死,取出单个椎体,每个椎体取含材料骨样本2份,1份用于光镜检查,另1份用于扫描电镜.观察两种材料强化椎体的早期和后期效果和变化.结果 A组2个月时材料部分降解,未见界面缝隙、纤维增生、炎性浸润或硬化骨痂现象,大量类骨质形成并长人材料,可见新生血管;6个月后大部分材料吸收完全,大部分软骨钙化形成成熟骨组织,有完整的骨小梁及哈佛系统.B组2个月时未见材料降解,中度炎性浸润,纤维组织膜包裹,界面缝隙明显,未见新骨生长;6个月时,炎性浸润消失,纤维界膜变薄,界面缝隙变窄,仍无材料降解和新骨生长.C组2个月后椎体骨隧道被新生骨质填充,骨小梁排列紊乱,边界硬化骨痂形成;6个月后,骨小梁排列整齐,边界骨痂消失,不能辨认,骨重建完成.结论 复合rhBMP-2的注射型磷酸钙骨水泥植入椎体后能够获得良好的诱导生长活性,材料降解和新骨替代同步,周期接近于正常椎体的骨愈合,可望替代PMMA获得椎体成形后早期和远期更好的组织学效果.     

同一设计的骨水泥和非骨水泥股骨假体的效果比较

观察同一设计的骨水泥和非骨水凤骨假体的临床效果。１９９３年１月～１９９５年８月,应用同一设计的骨水泥和非骨水泥股骨人假体,施行２４６髋全髋关节置换。骨水泥组１１７髋,平均随访４．５年;非骨水泥组１２０髋,平均随访４．１４年。骨水泥组Ｍｅｒｌｅ ｄ‘ Ａｕｂｉｇｎｅ评分平均１０．４（５～１２）,优良率８８．９;日常行为评分平均１９．４（７～２４）,优良率８０．３％,无一髋假体松动。非骨水泥组Ｍｅｒｌ     

羟基磷灰石涂层股骨柄假体全髋关节置换术的中期疗效

目的 评价羟基磷灰石涂层股骨柄假体伞髋关节置换术的中期疗效.方法 2000年2月至2001年2月,采用U2钛合金羟基磷灰石涂层股骨柄假体行非骨水泥全髋关节置换术65例(70髋),男20例,女45例;年龄40～82岁,平均63岁.术前诊断:股骨颈骨折30例,髋关节骨关节炎15例,股骨头缺血性坏死9例,人工股骨头术后松动8例,类风湿髋关节炎2例,髋关节融合术后1例.分别于术后1周、3个月、6个月随访,以后每年随访1次,对髋关节功能(Harris评分)和X线片进行复查.结果 4例死于癌症,余61例(66髋)获7～8年随访,平均7.5年.末次随访时髋关节Harris评分85～100分,平均96分.3髋(4.5%)出现轻度大腿痛,无一髋需行翻修术治疗.术后1年内假体下沉小于1.5 mm者7髋,此后未再出现假体下沉.术后3～6个月在Gruen 2区和6区近段羟基磷灰石涂层部位出现典型的骨锚固征及松质骨和皮质骨密度增高影像.此后所有患者包括年龄大于70岁和Dorr C型髓腔者均无柄端周围的骨质增生或"底座征",也尤股骨近段或远段髓内骨溶解及假体松动.按Engh标准评定全部患者均获骨性固定.结论 羟基磷灰石涂层能增强股骨柄假体的初始固定,促进早期骨长入和生物学固定,阻止聚乙烯磨屑的髓内迁移和远段髓内骨溶解,用于非骨水泥全髋置换术中期疗效满意.     

新型纳米级rhBMP-2磷酸钙骨水泥修复股骨假体翻修时骨缺损的组织学研究

目的探讨新型纳米级复合人类基因重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）／磷酸钙骨水泥（CPC），合称CCPC，在修复股骨假体翻修时骨缺损的成骨作用。方法选择8只健康成年杂种犬，每只犬双侧股骨通过配对，均进行人工股骨头置换手术，一侧为实验组，即CCPC组；另一侧为对照组，即同种异体颗粒性松质骨组（MCA组）。术中按临床上AAOS分型Ⅱ型Ⅱ度行股骨近端骨缺损造模，然后分别应用CCPC和MCA两种材料填充股骨近端骨缺损区，同时固定股骨假体。术后3、6个月分别取出各组骨缺损区标本进行大体及组织学切片观察，了解骨缺损的修复情况。结果术后3个月CCPC组与MCA组骨缺损区均见有新骨形成，术后6个月两种植入材料基本被吸收替代，骨一材料结合良好，骨缺损修复良好。结论纳米级复合rhBMP-2／CPC的骨缺损修复能力与MCA相似。     

羟基磷灰石涂层股骨柄假体全髋关节置换术的中期疗效

目的 评价羟基磷灰石涂层股骨柄假体伞髋关节置换术的中期疗效.方法 2000年2月至2001年2月,采用U2钛合金羟基磷灰石涂层股骨柄假体行非骨水泥全髋关节置换术65例(70髋),男20例,女45例;年龄40～82岁,平均63岁.术前诊断:股骨颈骨折30例,髋关节骨关节炎15例,股骨头缺血性坏死9例,人工股骨头术后松动8例,类风湿髋关节炎2例,髋关节融合术后1例.分别于术后1周、3个月、6个月随访,以后每年随访1次,对髋关节功能(Harris评分)和X线片进行复查.结果 4例死于癌症,余61例(66髋)获7～8年随访,平均7.5年.末次随访时髋关节Harris评分85～100分,平均96分.3髋(4.5%)出现轻度大腿痛,无一髋需行翻修术治疗.术后1年内假体下沉小于1.5 mm者7髋,此后未再出现假体下沉.术后3～6个月在Gruen 2区和6区近段羟基磷灰石涂层部位出现典型的骨锚固征及松质骨和皮质骨密度增高影像.此后所有患者包括年龄大于70岁和Dorr C型髓腔者均无柄端周围的骨质增生或"底座征",也尤股骨近段或远段髓内骨溶解及假体松动.按Engh标准评定全部患者均获骨性固定.结论 羟基磷灰石涂层能增强股骨柄假体的初始固定,促进早期骨长入和生物学固定,阻止聚乙烯磨屑的髓内迁移和远段髓内骨溶解,用于非骨水泥全髋置换术中期疗效满意.     

扩展型转子截骨技术在骨水泥型股骨柄翻修中的临床应用

目的探讨扩展型转子截骨技术在较困难的骨水泥型股骨柄翻修手术中的作用和临床效果。方法2002年2月至2006年5月采用扩展型转子截骨翻修股骨侧假体12例，应用扩展型转子截骨技术取出所有骨水泥和假体柄，重新植入翻修用假体柄，以多道金属线缆环扎固定。其中1例选择的是骨水泥股骨假体，11例是非骨水泥股骨假体。结果所有患者均获得随访，时间16～24个月，术后6个月所有截骨处均愈合，无大转子移位。Harris评分由术前平均（48．4±7．5）分上升至术后平均（89．3±8．1）分（为术后1年的评分），假体无松动、下沉、假体周围未见骨吸收、骨溶解。结论扩展型转子截骨对骨水泥取出困难的股骨侧翻修术具有骨水泥取除彻底，安全可靠，手术时间短，并发症少的优点。     

rhBMP-2诱导界面骨长入中空金属植入物的初步实验研究

目的：探讨界面骨质经孔洞长入中空金属植入物及以rhBMP-2/载体复合物诱导增效的可能性。方法：以兔胫骨干骺端植入集骨器（bone harvest chamber,BHC)为动物模型，在其中分别加载rhBMP-2和rhBMP-2/透明质酸钠凝胶（Healon GV)复合物10μl（均含rhBMP-2 1mg)，并以单纯置入等量Healon GV和注射用水作为对照。2,4,6周取出BHC中组织，行组织学观察并行MMA包埋不脱钙骨切片，计算机图像分析测算小梁骨总体积密度（trabecular bone volume,TBV)进行骨形态计量学分析，组间比较成骨量。结果：rhBMP-2/Healon GV复合物组和rhBMP-2组于植入2周后BHC内均已有交织骨形成，前者骨质较密集；4周时为成熟骨小梁间以髓样组织填充；6周时骨质更为密集。而Healon GV组和注射用水组4周的表现与前两组2周时接近，6周时才形成成熟的骨小梁和髓样组织。结论：界面骨质可通过也洞长入中空金属植入物的空腔内并形成成熟的骨质，rhBMP-2可促进骨长入效应及成骨质量，rhBMP-2载体Healon GV不影响且可增强骨诱导作用。     

五种多孔生物陶瓷支架的肌肉植入实验研究

 目的 观察多孔生物玻璃(Bioglass)、β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate, β-TCP)、羟基 磷灰石(hydroxyapatite, HA)、β-硅酸钙(β-calcium silicate, β-CS)、α-硅酸钙(α-CS)五种生物陶瓷支架 植入家兔肌肉的生物学表现。 方法应用添加造孔剂工艺烧结制备得到多孔Bioglass、β-TCP、HA、β-CS 和α-CS 支架, 通过X 线衍射、孔隙率测定、生物力学测定进行特征分析。将五种支架植入家兔背部肌肉 中, 4、8、12、16 周取材, 通过X线、Micro-CT、组织学、扫描电镜和能谱分析进行观察分析, 并取材与支架 接触肌肉进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)分析骨形态发生蛋白-2 (bone morphogenetic protein-2, BMP-2)和BMP-7 含量。 结果 五种支架特征分析表明, 抗压强度:Bioglass>α-CS>βCS>β-TCP>HA;弹性模量:α-CS α-CS>β-TCP>Bioglass> HA。组织学观察五种支架中均未出现新生骨组织。Bioglass、α-CS、β-CS 表面有钙磷层形成, 说明具有体 内生物活性。16 周时, 只有β-CS 出现BMP-2和BMP-7 表达。 结论 多孔硅酸钙支架具有良好体内生 物活性、可降解性, 但无体内骨诱导性。     

股骨质量对人工股骨头置换术后股骨应力改变的生物力学影响

目的 探讨股骨质量对人工股骨头置换术后股骨应力改变的影响。方法 对１０具尸体２０侧股骨标本分别行非骨水泥有肩托（ｎｏｎ－ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃｏｌｌａｒｅｄ,ＮＣＣ）、非骨水泥无肩托（ｎｏｎ－ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｎｏｎ－ｃｏｌｌａｒｅｄ,ＮＣＮＣ）、骨水泥有肩托（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃｏｌｌａｒｅｄ,ＣＣ）、骨水泥无肩托（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｎｏｎ－ｃｏｌｌａｒｅｄ,ＣＮＣ）假体置换。在生物力学试验机上行     

假体四种表面处理的体内植入实验

目的探讨骨形态发生蛋白(BMP)与植入体的复合方法及植入体复合BMP后对骨-植入体界面的骨长入与结合强度的作用,为人工关节生物固定方法的改进提供实验依据。方法取12只成年杂种犬,随机分成三个时间组,取双侧股骨为种植区。将多孔金属表面(PCA)植入体、BMP2复合PCA植入体、喷涂羟基磷灰石(HA)的PCA植入体及喷涂HA的光滑金属表面植入体植入犬皮质骨后,分别于术后4、8及12周取出,通过X线摄片、不脱钙骨磨片、荧光显微镜、软X线摄片、骨计量学等方法对骨-植入体界面进行组织学和形态学的综合观察分析。结果各种植入体均具有良好的组织相容性。植入体表面复合BMP后,骨长入植入体界面的时间早于其它方法,新生骨组织成熟也较早。各时间段BMP复合PCA植入体组的新生骨形成率均较其它组高,但仅在4周时差异有显著性(P<0.05)。结论实验中采用的BMP与植入体的复合方法简单有效,BMP的应用可使骨与假体界面之间较早达到牢固固定。HA涂层方法能够促进骨组织长入及增强骨-植入体界面结合强度,并在中晚期有一定的优势,但是其喷涂工艺对固定效果有较大的影响,在假体的制造过程中应予以重视。     

重组人骨形态发生蛋白-2/万古霉素/硫酸钙药物缓释系统体外释放的实验研究

目的 研究生物可降解材料硫酸钙对万古霉素和重组人骨形态发生蛋白-2( rhBMP-2)体外缓释特性. 方法 利用高效液相色谱分析和抑菌实验检测缓释材料中万古霉素的浓度及活性,利用ELISA试验和ALP实验检测缓释材料中rhBMP-2的浓度及生物活性. 结果 rhBMP-2/万古霉素/硫酸钙药物缓解系统可释放高于55.8 μg/mL万古霉素长达144h,活性达70％以上;可释放活性rhBMP-2长达30d,对骨髓基质干细胞无抑制增殖作用,具有较高的生物安全性. 结论 rhBMP-2/万古霉素／硫酸钙药物缓解系统能缓慢释放活性万古霉素与rhBMP-2,且不会抑制骨髓基质干细胞的增殖,具有较高的临床应用前景.     

In vivo strength enhancement of hydroxyapatite combined with rhBMP-2

Combinations of hydroxyapatite (HAP) and bone morphogenetic protein (BMP) are anticipated to provide potent alternatives to autogenous bone grafts. In this study, porous HAP rods were treated with 1 μg or 5 μg of rhBMP-2 subperiosteally implanted on the cranial bone of rabbits. The HAP rods were then removed 3, 6, or 9 weeks after implantation and subjected to physical strength determinations. Even the control group, without addition of rhBMP-2 to the rods, demonstrated significantly increased three-point bending strength at 9 weeks compared with that before implantation. Groups receiving rhBMP-2-treated rods showed significant increases in strength beginning at 3 weeks. In histological examination, a slight degree of bone formation was seen around the HAP rods in the control group; however, clearly visible bone formation was found penetrating the rod pores of the rhBMP-2 groups. Histological examination also revealed that bone formation was inclined to be greater at the higher dose, 5 μg, of rhBMP-2. Results indicated that rhBMP-2, even in a small dose, increases the strength of porous HAP, which is basically a ceramic and thus has the characteristic disadvantage of being fragile, at a relatively early stage following implantation as the result of bone ingrowth to the pores of HAP. Received: Sept. 22, 1997 / Accepted: Nov. 6, 1997     

BMP-2基因给药修复实验性羊股骨头坏死

目的利用人BMP-2基因转染的自体骨髓间充质干细胞复合多孔β-磷酸三钙材料治疗股骨头坏死。方法对22只羊建立股骨头缺血性坏死模型。未治疗组4只;治疗组18只于3周后刮除坏死骨组织,右侧植入BMP-2基因转染的自体骨髓间充质干细胞和多孔磷酸三钙复合物(BMP-2组),左侧植入β-半乳糖苷酶(β-gal,作为对照基因)基因转染的自体骨髓间充质干细胞和多孔磷酸三钙复合物(β-gal组)。植入后第1、2、3周用ELISA方法测定植入局部的BMP-2蛋白表达水平。植入前、植入后6、10、16周取股骨头标本,观察骨长入情况,并对16周标本行骨形态计量学分析和影像学观察。未治疗组动物于造模后16周摄Χ线片行影像学观察。结果植入后1、2、3周BMP-2组在股骨头局部有BMP-2蛋白的高表达,明显高于β-gal组。植入前软骨下骨部位出现大量空骨陷窝,骨髓腔纤维化。植入后6、10、16周BMP-2组均有明显成骨,16周时坏死区被完全修复;β-gal组只有较少新骨形成,16周时坏死区仍多为纤维组织。BMP-2组新骨体积明显大于β-gal组。造模后16周未治疗组双侧股骨头塌陷;植入后16周β-gal组股骨头存在囊状密度减低区;BMP-2组股骨头形态规则,无塌陷。结论BMP-2基因转染的骨髓间充质干细胞与多孔β-磷酸三钙复合后可修复早期股骨头坏死。