钛板固定的BMSC/松质骨基质复合物修复兔股骨缺损

目的: 观察钛板加强固定的骨髓基质细胞 (BMSC) /松质骨基质复合物修复股骨缺损的能力。方法: 体外培养兔BMSC经扩增, 诱导分化后复合同种异体松质骨基质, 植入自体股骨缺损区, 修复骨缺损, 钛板固定和加强, 植入 6、12周后经大体观察, 组织学检查, 骨磨片观察骨形成情况。结果: BMSC/松质骨基质复合物有很强的成骨作用, 实验组X线观察有骨形成, 组织学染色证实有新骨形成, 骨磨片显示钛板和新骨获得良好的结合。结论: 钛板加强的BMSC/松质骨基质可诱导修复兔股骨缺损, 为组织工程方法修复骨缺损提供了新的思路。     

微小颗粒骨复合细胞移植治疗大鼠颅骨缺损

目的 观察自体微小颗粒骨复合骨髓基质细胞(MSC)或成骨细胞移植修复大鼠颅骨缺损的治疗效果。方法 制作大鼠颅骨缺损动物模型，培养同种异体新生大鼠的骨髓基质细胞及成骨细胞，复合自体颗粒骨植入骨缺损区，X线摄片观察骨愈合情况；逆转录一聚合酶链反应(RT-PCR)检测骨钙素、转化生长因子-β1(TGF-β1)表达水平。结果植入微小颗粒骨复合成骨细胞组颅骨缺损愈合最快，骨钙素、TGF-β1表达出现早，与另两组差异有统计学意义(P＜0．05)。植入微小颗粒骨复合骨髓基质细胞组颅骨缺损愈合时间居中，骨钙素、TGF-β1表达早于单纯微小颗粒骨组(P＜0．05)。结论 微小颗粒骨复合细胞移植修复颅骨缺损，细胞因子表达早，缺损愈合明显加快，具有较好的治疗效果。     

骨组织工程研究中的美学考量

目的：分别以珊瑚羟基磷灰石(CHA)、藻酸钙为成骨细胞载体，观察裸鼠体内的构建特定形态和可注射组织工程骨的可行性。方法：取兔髂骨，获取骨髓基质干细胞，经体外扩增培养诱导后，获得骨髓基质成骨细胞，分别与CHA和藻酸盐复合，植入和注射于裸鼠背部皮下，6、8周后进行大体观察、组织学和X线检查，观察软骨和骨的形成。以单纯CHA和藻酸盐植入作为对照。结果：植入CHA／成骨细胞组和注射藻酸盐/成骨细胞复合物组均有骨样组织形成，具备骨髓腔样结构，而对照组无骨形成。结论：CHA和藻酸盐均是较好的骨组织工程支架材料，复合成骨细胞后可构建特定形态和可注射组织工程骨。     

组织工程化人工骨修复骨缺损的实验研究

[目的]观察兔骨髓基质细胞与生物活性玻璃联合培养构建的组织工程化人工骨修复兔桡骨缺损的效果,探讨组织工程化人工骨促进骨缺损修复的作用机制.[方法]体外分离培养兔的骨髓基质细胞,经过传代扩增后,与生物活性玻璃联合立体培养构建组织工程化人工骨后,植入兔桡骨缺损处.通过大体形态观察、影像学、组织学、扫描电镜检查及生物力学分析,分别与单纯植入生物活性玻璃、髂骨以及空白组进行对比,观察各组对骨缺损修复的效果.[结果]植入组织工程化人工骨的兔桡骨缺损完全愈合,成骨效果与自体髂骨相似明显优于其他组.[结论]骨髓基质细胞复合生物活性玻璃构建的组织工程化人工骨能很好的完成骨缺损的修复.     

可降解复合人工骨修复骨缺损的实验研究

[目的]探讨硫酸钙（CS）／骨基质明胶（BMG）复合人工骨修复节段性骨缺损的能力。[方法]分别制备CS、BMG，按一定比例复合，植入兔尺骨15mm骨缺损，并随机分为3组，CS／BMG组植入复合人工骨、CS组单纯植入硫酸钙、空白对照组缺损区旷置。标本于术后4、8、12周分批取材，经大体观察、影像学、组织学及四环素荧光示踪检测，观察修复骨缺损的效果。[结果]术后切口均一期愈合，植入区周围未见炎性细胞浸润。CS／BMG组植入4周，缺损区两端及中央均可见岛状新骨生长，8周时材料已完全降解，新骨生长活跃，并逐渐由编织骨重塑为板层骨，12周缺损区被新生骨替代，骨结构逐渐成熟，与宿主骨间形成骨性桥接，髓腔再通，完成骨性修复。CS组4周两端也见新骨生长，但较CS／BMG组成骨量少，中央部位新骨出现时间晚。8周时材料完全降解吸收，植入区可见大量骨痂生长，两端出现板层样新骨，12周缺损区得到基本修复，但骨髓腔轮廓不清。空白组术后形成骨不连。[结论]。CS／BMG复合人工骨具有良好的生物相容性和可降解性，能有效地修复兔尺骨骨缺损，是一种较为理想的骨移植替代材料。     

胶原化的煅烧骨与MSCs复合修复颅骨缺损的实验研究

目的 观察骨髓基质干细胞(MSCs)/煅烧骨/Ⅰ型胶原复合物修复颅骨缺损的能力.方法 18只成年Wistar大鼠颅骨分别制作直径8 mm圆形全层骨缺损.其中6只在全身麻醉及无菌条件下取其左侧股骨,诱导培养的骨髓基质干细胞与煅烧骨/Ⅰ型胶原复合制成复合物修复颅骨缺损,为实验组;6只以煅烧骨/Ⅰ型胶原修复为对照组;6只不修复为空白组.于植入复合物后4周和8周两个时间点处死大鼠,以组织学方法 观察骨修复情况.结果 4周时实验组的植入物与颅骨缺损创缘呈骨性连接,8周时实验组植人物与创缘呈骨性连接,小梁骨增多,小梁间有较多的骨髓组织形成.对照组植入物与创缘以纤维连接为主,极少部分边缘可见骨性连接.空白组颅骨缺损面积未见明显缩小.结论 MSCs和胶原化的煅烧骨有非常好的生物相容性,复合后植入体内能够成骨,可用于颅骨缺损的修复.     

骨髓基质细胞/藻酸盐凝胶复合修复骨缺损的研究

目的 探讨骨髓基质细胞(BMSCS)复合藻酸盐凝胶修复骨缺损的效果。方法 将体外培养的骨髓基质细胞与藻酸盐凝胶复合，实验组、对照组和空白组分别经皮注射BMSCS／藻酸盐凝胶复合物、BMSCS悬液和生理盐水，比较3者修复骨缺损的疗效。结果实验组术后12周时全部骨愈合，对照组有2例未愈合，空白组无1例愈合。结论 BMSCS／藻酸盐凝胶复合物有明显促进骨缺损修复的作用。     

以藻酸钙为载体的可注射组织工程骨行隆鼻术的实验研究

目的：研究可注射组织工程骨做为隆鼻术植入材料的可行性。方法：从兔髂骨中获取骨髓基质成骨细胞，将骨髓基质成骨细胞与25g/L藻酸钠溶胶混合形成藻酸钠/骨髓基质成骨细胞复合物，取其2mL与0.17g硫酸钙粉末混合均匀，注射于新西兰兔鼻背部骨膜下，观察成骨情况。结果：藻酸钙/骨髓基质成骨细胞复合物植入兔鼻背部皮下4周后有类软骨样组织形成，8周时有骨小梁、骨髓腔等骨组织结构。结论：以藻酸钙为载体的可注射性组织工程骨可用于隆鼻术植入材料。     

组织工程颅骨缺损修复过程中超微结构观察

目的 用组织工程骨修复SD大鼠颅骨极量骨缺损，并在透射电镜下观察骨修复过程中成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷支架的关系。方法 14只雄性SD大鼠，随机分成实验组和对照组，每组7只。取左侧腔、股骨骨髓，体外诱导培养骨髓基质细胞。实验组将已分化的成骨细胞与含孔磷酸钙陶瓷复合用于修复大鼠自体颅骨极量骨缺损；对照组颅骨缺损处仅置入无细胞的陶瓷材料。分别于术后4、8、12、16、20、24及28周每组各处死1只动物取材，制成脱钙超薄切片，透射电镜下观察成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷残余支架的关系。结果 实验组动物颅骨修复12周前成骨细胞或成骨细胞样细胞毗邻新生小血管、血管内皮细胞存在，16周后成骨细胞转变为骨细胞，并围绕血管被包埋于骨基质及胶原纤维中；陶瓷残余与新生骨间有一条明显的钙化沉积带，大量胶原纤维已伸入到陶瓷支架的纳米级结构中。对照组陶瓷中央部位有大量小血管及血管内皮细胞增生，其周围多为幼稚成纤维细胞，无成骨细胞与血管内皮细胞的依附关系。结论 新型含孔磷酸钙陶瓷作为组织工程细胞支架，其间的纳米级结构有利于骨的再生和血管形成；未见来源于植骨床血管的内皮细胞衍变为成骨细胞。     

自体成骨细胞的诱导培养及其生物学特性

目的 诱导培养来自自体骨髓间充质干细胞的成骨细胞或成骨细胞的前体细胞，进行自体成骨细胞异体骨复合移植实验研究。方法 抽取动物骨髓、抗凝稀释，以适当条件培养诱导，分化为成骨细胞并分析细胞生物学特性。成骨细胞生长在同种异体骨制成的载体上，形成复合物，植入人工缺损处，观察骨修复情况。结果 可以诱导培养出大量的成骨细胞或成骨细胞的前体细胞。自体成骨细胞异体松质骨复合物修复骨缺损的效果明显优于对照组。结论 本实验为自体成骨细胞异体骨复合移植的临床应用提供一个简单有效的方法。     

聚乳酸作为骨形态发生蛋白载体修复骨缺损的实验研究

目的 探讨聚乳酸（ｐｏｌｙｌｄａｃ ａｃｉｄ,ＰＬＡ）作为骨形态发生蛋白（ｂｏｎ ｅ ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ ｐｒｏ－ｔｅｉｎ,ＢＭＰ）载体的可行性及观察其诱导成骨能力。方法 手术造成日本大耳白兔左尺骨中上段１２ｍｍ骨缺损实验模型。随机分为实验。对照及空白组,实验组植入以ＰＬＡ为载体的ＢＭＰ１０ｍｇ、对照组植入以牛松质骨基质为载体的ＢＭＰ１０ｍｇ、空白组不做任何处理,术后摄Ｘ线片观察各组不同时相骨缺损修复情况,并于术后第４、８、１２周观察各组缺损内组织学变化。图像分析骨小梁的生成量。结果 实验修复情况优于对照组,无论是骨连接发生时间还是骨成熟时间,实验组均较对照组提前２周左右,同期骨生成量也明显多于对照组,而空白组缺损内主要形成纤维组织。结论 ＰＬＡ可以作为ＢＭＰ的载体修复骨缺损,它比异种松质骨基质载体的成骨效     

Treatment of nonunion by percutaneous injection of bone marrow and demineralized bone matrix. An experimental study in dogs

Successful treatment of nonunited fractures remains a major clinical challenge. Because bone marrow and demineralized bone matrix (DBM) are capable of stimulating osteogenesis, experiments were designed to test the effectiveness of bone marrow or DBM or both when injected percutaneously into a canine nonunion model. Six-millimeter segmental defects were created in the midtibial diaphysis of 24 adult mongrel dogs and held distracted by external fixation. For comparative purposes, a 0.5-mm osteotomy was created in five dogs. Five weeks later, the 6-mm defects were injected with either saline, autogeneic marrow, DBM powder, a composite of bone marrow and DBM, or treated by open grafting techniques with autogenic cancellous bone. Healing of the defect was evaluated roentgenographically, biomechanically (three-point bending), histologically, and biochemically 13 weeks postsurgery. Marrow and DBM stimulated defect healing. However, the combination of bone marrow with DBM produced a synergistic response in the defect, which was greater than the sum of either marrow or DBM alone. Healing in the composite-grafted dogs was comparable to those treated by standard cancellous bone grafting. These data suggest that percutaneous injection of bone marrow and DBM may be a potential alternative that offers numerous advantages over standard open grafting techniques in the treatment of fractures with nonunited defects.     

A radiographical and biomechanical study of demineralized bone matrix implanted into a bone defect of rat femurs with and without bone marrow

Repair of large bone defects represents a challenge to orthopedic surgery since autogenous graft is not available in large amounts. Demineralized bone matrix (DBM) which contains bone morphogenic protein, a potent osteoinductive glycoprotein, and collagen, an osteoconductive matrix, may be an effective substitute for these graft materials. Bone marrow which contains osteoprogenitor cells could potentiate the osteoinductive and osteoconductive properties of demineralized bone matrix. This study tested the ability of demineralized bone matrix with and without bone marrow to bridge large segmental defects, and evaluated the results both radiographically and biomechanically as compared to autogenous (isogeneic) cancellous bone graft. Demineralized bone-matrix segments implanted into a plated femoral segmental defect in rats resulted in firm union in most animals. Bone marrow significantly enhanced bone formation of demineralized bone-matrix implants at an early stage but with time, differences between bone marrow-augmented and bone marrow-deprived demineralized bone implants were no longer demonstrable radiographically and biomechanically. Newly formed bone had about 50% of the strength of the contralateral control bones. Femurs implanted with cancellous bone isografts had similar evidence of absolute union rate, radiographic and mechanical properties as DBM-implanted femurs.     

基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的研究

目的评价骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2,BMP-2）基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的效果。方法分离培养兔骨髓基质干细胞,经BMP-2基因转染后复合异种骨支架体外构建基因修饰的组织工程骨（gene modified tissue engineering bone,GMB）。建立兔双侧桡骨缺损（长2.5cm）模型,采用5种方法修复。A组：GMB＋带血管蒂骨膜移植;B组：GMB＋血管束植入;C组：GMB＋游离骨膜移植;D组：GMB;E组：单纯支架。于术后第4、8、12周行X线、组织学、生物力学测定和微血管墨汁灌注等观察血管形成及成骨情况。结果①A组血运建立快,第8周时即可修复骨缺损,其修复机制包括膜内成骨和软骨成骨两种机制;②B组血管束发出分支向移植骨内长入,但中心区成骨缓慢,第12周时骨缺损得到完全修复;③C组第4周时游离骨膜成活并发出微小血管,第8周时形成薄层外骨痂,第12周时骨缺损基本修复;④D组在BMP-2基因诱导下成骨速度和质量优于E组,可在第12周时使骨缺损部分修复,但中心区呈＂空心＂现象;而E组第12周时形成骨不连,缺损区内被纤维组织填充。结论带血管蒂骨膜与BMP-2基因修饰的组织工程骨联合移植,既提供了血运又提供了骨膜成骨细胞,同时具有良好的骨生成、骨诱导和骨引导作用,是治疗节段性骨缺损较为理想的方法。     

Spatiotemporal Analyses of Osteogenesis and Angiogenesis via Intravital Imaging in Cranial Bone Defect Repair

Osteogenesis and angiogenesis are two integrated components in bone repair and regeneration. A deeper understanding of osteogenesis and angiogenesis has been hampered by technical difficulties of analyzing bone and neovasculature simultaneously in spatiotemporal scales and in 3D formats. To overcome these barriers, a cranial defect window chamber model was established that enabled high‐resolution, longitudinal, and real‐time tracking of angiogenesis and bone defect healing via multiphoton laser scanning microscopy (MPLSM). By simultaneously probing new bone matrix via second harmonic generation (SHG), neovascular networks via intravenous perfusion of fluorophore, and osteoblast differentiation via 2.3‐kb collagen type I promoter‐driven GFP (Col2.3GFP), we examined the morphogenetic sequence of cranial bone defect healing and further established the spatiotemporal analyses of osteogenesis and angiogenesis coupling in repair and regeneration. We showed that bone defect closure was initiated in the residual bone around the edge of the defect. The expansion and migration of osteoprogenitors into the bone defect occurred during the first 3 weeks of healing, coupled with vigorous microvessel angiogenesis at the leading edge of the defect. Subsequent bone repair was marked by matrix deposition and active vascular network remodeling within new bone. Implantation of bone marrow stromal cells (BMSCs) isolated from Col2.3GFP mice further showed that donor‐dependent bone formation occurred rapidly within the first 3 weeks of implantation, in concert with early angiogenesis. The subsequent bone wound closure was largely host‐dependent, associated with localized modest induction of angiogenesis. The establishment of a live imaging platform via cranial window provides a unique tool to understand osteogenesis and angiogenesis in repair and regeneration, enabling further elucidation of the spatiotemporal regulatory mechanisms of osteoprogenitor cell interactions with host bone healing microenvironment. © 2015 American Society for Bone and Mineral Research.     

双相磷酸钙组织工程骨块重建股骨头内骨缺损的实验研究

目的 观察在体外构建的具有仿生结构的双相磷酸钙（biphasic calcium phosphate，BCP）组织工程骨块植入犬股骨头缺损内的骨再生情况及预防股骨头塌陷的效果。方法 以犬股骨头的松质骨样本Micro—CT（micro—computed tomography）图像为基础，提取其中的图像信息，利用三维凝胶叠层成形法制备出具有仿骨小梁结构的陶瓷支架。在体外利用诱导分化的自体骨髓间充质细胞与仿生BCP支架复合，构建组织工程骨块，将其植入10只犬的股骨头负重区骨缺损内；另取10只火作为对照组，在股骨头骨缺损区内打球植入自体松质骨粒，对比观察仿生BCP骨块的植入效果。结果 制备出的股骨头仿生BCP支架具有良好的三维空间结构，支架小梁具有一定的方向性，呈板状模型；细胞在支架表面大量生长。植入动物体内30周后，实验组火股骨头外形基本完整，新生骨质包绕支架小梁并沿支架表面生长，而对照组犬股坩头均出现不同程度的塌陷。结论 仿生BCP组织工程骨块具有良好的生物相容性，植入犬股骨头负曩区骨缺损后，能在一定程度上防止股骨头塌陷。     

成人骨髓源成骨细胞体内异位成骨的实验研究

目的　观察成人骨髓源成骨细胞与珊瑚羟基磷灰石 (CHA)复合构建的组织工程化骨组织的体内异位成骨能力 ,探讨适宜的组织工程化骨组织的构建方式。　方法　抽取健康成人骨髓 ,采用全骨髓法培养 ,使成人骨髓基质干细胞 (hBMSCs)定向诱导分化为成骨细胞 ,然后种植于CHA上 ,复合培养 5d后植入裸鼠股部肌袋内 ,以未种植细胞的CHA作为对照。术后 4,8,12周取材作一般观察、X线摄片、组织学检查和源于成人的碱性磷酸酶 (ALP)及骨钙素 (OCN)的RT PCR检测。　结果　原代和传代培养的细胞具有活跃的增殖能力 ,成骨细胞与CHA复合生长良好。实验组术后 4、8、12周均有新骨形成 ,随着时间延长 ,新骨生成量增多 ;对照组则均无新骨形成。术后 4周实验组RT PCR检测源于人的ALP及OCN表达均为阳性 ,对照组阴性。　结论　成人骨髓源成骨细胞与CHA复合培养后构建的组织工程化骨组织 ,具有良好的异位成骨能力 ,可望应用于临床修复骨缺损。     

经皮自体骨髓移植在骨缺损瘢痕组织内成骨作用的实验研究

目的 观察经皮自体骨髓移植在骨缺损瘢痕组织内的成骨作用。方法 选健康家兔１８只，建立双侧桡骨中段骨及骨膜缺损１ｃｍ模型，两骨断端髓腔用骨蜡封闭。６周后，实验侧（右）桡骨骨缺损区经皮注射自体红骨髓２ｍｌ，对照侧（左）桡骨骨缺损区注射自身外周血２ｍｌ。于注射前及注射后不同时间内分别行Ｘ线、组织学检查及骨缺损区瘢痕组织内钙磷含量的测定。结果 注射一１周，实验侧Ｘ线显示以骨缺损为中心形成一个密度增高的弧形     

人骨髓间充质干细胞复合不同载体的体内成骨

目的：探讨冻干松质骨与羟基磷灰石对骨髓间充质干细胞体内成骨的影响。方法：取人骨髓间充质干细胞,使其附着于冻干松质骨和羟基磷灰石,并植入裸鼠皮下。定期腹腔内注射四环素液。18只裸鼠分别在术后2、4、6周处死,取标本进行HE、甲苯胺蓝染色观察和四环素荧光观察。结果：2周时,可见到骨髓间充质干细胞贴附在细胞复合松质骨（MC）组的标本表面及较深部的骨小梁表面,而在细胞复合羟基磷灰石（MH）组,细胞仅贴附在标本的表面。4周时,MC组的贴附细胞呈规则排列的立方体形,而MH组的细胞为不规则的立方体,排列也比较紊乱。到6周时,仅MC组出现了类骨质和四环素荧光,在松质骨骨块的所有孔隙内都可见到来自宿主的纤维组织长入,而羟基磷灰石仅在邻近表面的孔隙内见到这种纤维组织。结论：作为间充质干细胞载体,目前冻干松质骨要优于羟基磷灰石。