多孔载因子CPC促进骨缺损愈合的实验研究

[目的]探讨磷酸钙骨水泥复合rhBMP-2/明胶微球复合材料在治疗骨缺损时的降解、成骨性能。[方法]制备携载rhBMP-2的明胶微球(GMs),与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备出rhBMP-2/GMs/CPC复合人工骨。取30只新西兰大白兔,在前臂桡骨中段制造人工骨缺损,随机分成3组,分别植入rhBMP-2/GMs/CPC/复合物(A组)、GMs/CPC(B组)、rhBMP-2/CPC(C组),术后6、12周分别进行X线检测、骨密度测定,术后12周处死动物,分别行生物力学测定,脱钙切片、HE染色,不脱钙切片进行荧光显微镜下观察双标间距,计算平均矿化率。[结果]与GMs/CPC、rhBMP-2/CPC组比较,复合材料植入后不同时间点的材料降解及成骨均高于对照组。12周A组标本生物力学实验测定结果表明指标接近正常,与B、C组比较有统计学差异。骨密度12周、新骨矿化率提示有统计学差异。[结论]rhBMP-2/GMs/CPC微球系统复合材料在体内易降解,具有良好成骨活性,是良好的骨修复材料。     

rhBMP-2/卵磷脂复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的实验研究

目的：观察rhBMP-2／卵磷脂复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的能力，检验rhBMP-2的诱导成骨活性，方法：手术造成20mm桡骨中上段骨缺损，实验组植入rhBMP-2／卵磷脂的复合材料片，对照组植入单纯卵磷脂片，通过影像学、组织学观察及骨密度测定，评价rhBMP-2／卵磷脂复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的效果，结果：影像学检查示实验组术12周骨痂桥接缺损，术后24周皮质骨连接；对照组无骨痂形成，组织学检查示实验组术后12周组织和肌组织充填，骨密度测定示术后12周骨痂密度达到正常值的76％，24周达正常值的85％，结论：rhBMP-2具有良好的诱导成骨活性，rhBMP-2／卵磷脂复合材料能够很好的修复犬桡骨20mm的骨缺损。     

大段仿生活性人工骨修复兔长骨缺损的实验研究

目的观察以聚左旋乳酸、磷酸三钙、重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)制备的大段仿生活性人工骨对骨缺损的修复效果。方法利用快速成形技术制备多孔状的聚左旋乳酸-磷酸三钙大段人工骨载体材料,负压复合rhBMP-2后制备成大段仿生活性人工骨。将36只新西兰大白兔随机等分为三组,手术造成右前臂桡骨中上段15mm骨缺损。实验组植入15mm仿生活性人工骨,对照组a为材料对照,对照组b为空白对照。通过影像学、组织学、骨密度检查及图像分析技术观察骨缺损的修复效果及材料的降解情况。结果①影像学结果表明,实验组术后12周新生骨痂将缺损修复,修复率100%,术后24周骨痂塑形良好。两对照组术后24周内均无骨痂形成,缺损未修复。②组织学显示:实验组术后12周骨痂外层为皮质骨,中央为含有骨岛的载体材料,术后24周骨痂皮质骨与材料之间形成贯通的髓腔;材料对照组术后12周缺损区为纤维组织包裹的载体材料,空白对照组形成纤维连接。③实验组术后12、24周的骨密度值分别为正常值的70.6%和96.8%。④术后12周实验组和材料对照组的降解率分别是38.3%和31.4%,术后24周分别为54.2%和43.4%。结论以聚左旋乳酸、磷酸三钙和rhBMP-2制备的大段仿生活性人工骨对骨缺损具有良好的修复作用。     

负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损的临床应用

目的 探讨负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损的临床应用,评价其临床使用效果和安全性.方法 2006年6月-2007年9月,采用负载rhBMP-2的CPC(rhBMP-2/CPC组)和单纯CPC(对照组)修复骨缺损112例,骨缺损范围为1 cm×1 cm×1 cm～4 cm×3 cm×3 cm.其中对照组63例,男31例,女32例;年龄17～70岁,平均47.4岁.骨缺损部位:跟骨19例,胫骨平台20例,肱骨近端8例,桡骨远端9例,胸腰椎7例.rhBMP-2/CPC组49例,男31例,女18例;年龄16～68岁,平均45.6岁.骨缺损部位:跟骨11例,胫骨平台16例,肱骨近端7例,桡骨远端2例,胫骨远端2例,胸腰椎11例.术中采用负载rhBMP-2/CPC(2～5 g)或单纯CPC(2～50 g)填充骨缺损.结果 术后108例伤口Ⅰ期愈合;术后2周对照组1例及rhBMP-2/CPC组3例伤口有淡黄色清亮稀薄分泌物渗出,经换药及激素治疗后愈合.所有患者未见毒性反应,无皮疹或高热,肝肾功能、血、尿常规及C反应蛋白均正常.112例均获随访,随访时间12～24个月,平均13.2个月.随访期间未发生骨髓炎,无再骨折,无明显骨缺损修复后再塌陷,无钢板及螺钉松动、断裂等并发症,脊柱手术的椎体前缘无高度不足发生.两组术后3个月骨折均达骨性愈合,无延迟愈合或骨不连发生.患肢活动情况良好,屈伸功能达正常活动水平.结论 负载rhBMP-2的CPC活性人工骨修复骨缺损安全、有效,是一种理想的骨缺损修复材料.     

局部应用CPC/rhBMP-2复合材料对骨质疏松大鼠骨折愈合的影响

目的研究磷酸钙骨水泥（Calcium Phosphate Cement，CPC）与重组人骨形态发生蛋白-2（Recombinant Human Bone Morphogenefic Protein-2，rhBMP-2）复合材料对骨质疏松大鼠骨折愈合的影响。方法取4月龄雌性清洁大鼠106只，随机分成实验组96只，对照组10只。实验组行双侧卵巢切除术，对照组行假手术，术后行双能X线骨扫描确定骨质疏松动物模型形成。然后将实验组96只大鼠制作右侧股骨远端松质骨骨折，将上述动物随机分成3组，每组32只：（1）克氏针组，从髁间窝穿入直径1mm克氏针固定；（2）CPC组，将CPC从12号针头注入骨髓腔，手法固定至骨水泥凝固；（3）CPC-BMP组，将CPC与rhBMP-2复合材料用12号针头注入骨髓腔，手法固定至骨水泥凝固。术后第2、4、6、8wk三组各取8只动物处死，取手术侧股骨远端标本行压缩实验。结果在上述4个时间点，CPC-BMP组的骨折段最大载荷较克氏针组及CPC组增高（P〈0．05）；第2周CPC组骨折段最大载荷较克氏针组增高（P〈0．05）。结论（1）局部注射CPC-BMP复合材料可以促进骨质疏松大鼠骨折的愈合，提高骨折愈合后的强度；（2）CPC局部应用可以对骨折起到即时固定作用。     

骨形态发生蛋白复合HA/TCP修复去势大鼠骨缺损的研究

目的研究羟基磷灰石/磷酸三钙（hydroxyapatite/tricalcium phosphate,HA/TCP）双相生物陶瓷与重组人骨形态发生蛋白-2（recombinant human bone morphogentic protein-2,rhBMP-2）的复合材料对骨质疏松骨缺损的修复作用。方法选用30只8个月龄雌性SD大鼠,随机分为两组。实验组（20只）行双侧卵巢摘除术,对照组（10只）行假手术。术后12周确定实验组骨质疏松模型建立成功,两组大鼠双侧股骨外侧髁上造成直径3 mm骨缺损。同时实验组随机植骨分为两组：单纯HA/TCP组和rhBMP-2/HA-TCP复合材料组;对照组全部植入rhBMP-2/HA-TCP复合材料。植骨术后4、8和12周取双侧股骨标本,进行组织学、X射线、骨密度及生物力学检测。结果实验HA/TCP组4周时材料周围存在密度减低区,缺损部位新生骨量明显低于实验复合材料组,12周时新生骨板界面可见类骨质,材料吸收较快;实验复合材料组12周时材料大部分降解转化为新骨,可见成熟的骨小梁和骨髓组织,有编织骨形成。与单纯HA/TCP组相比,4、8周时实验复合材料组缺损部位X射线、骨密度以及生物力学值明显提高（P〈0.05）,与对照复合材料组比较差异无显著性（P〉0.05）。结论HA/TCP双相生物陶瓷是rhBMP-2较理想的载体材料,复合后具有良好的骨诱导作用,能够明显促进骨质疏松骨缺损的修复。     

丝素蛋白/双相磷酸钙/半水硫酸钙/重组人骨形态发生蛋白-2骨水泥的制备及修复椎体骨缺损的实验研究

目的 研制丝素蛋白(SF)/双相磷酸钙(BCP)/半水硫酸钙(CSH)/重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)骨水泥,并探讨其在绵羊椎体内的成骨作用. 方法 制备SF/BCP/CSH/rhBMP-2骨水泥,分别在12只绵羊的L2 L3、L4椎体内制作直径为6.0mm、深度为10 mm的圆柱型骨缺损模型,在3个缺损处随机植入SF/BCP/CSH/rhBMP-2骨水泥作为实验组,植入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMP)作为对照组,另一椎体缺损处不植入任何材料作为空白对照组.术后3、6个月分别随机处死6只绵羊进行CT、组织学和生物力学检查.结果 CT和组织学检查显示:术后3个月实验组椎体密度与正常椎体相似,骨缺损修复基本完成,术后6个月骨缺损修复完成;对照组术后3、6个月时PMMP无降解,并与骨之间结合疏松,表面无新骨形成;空白对照组术后3、6个月时骨缺损一直存在.生物力学测试显示:术后3、6个月时实验组椎体抗压强度和刚度与正常椎体相比差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 SF/BCP/CSH/rhBMP-2骨水泥具有良好的成骨作用,在成骨过程中能维持椎体的力学性能,有望成为经皮椎体强化术的一种可降解、具成骨作用的填充剂.     

多孔磷酸钙人工骨与重组人骨形成蛋白2复合修复骨缺损的实验研究

目的研究多孔磷酸钙人工骨（porous calcium phosphate cement，PCPC）与重组人骨形成蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein2，rhBMP-2）复合后体外的缓释作用及其对兔骨缺损的修复作用。方法采用物理吸附法将rhBMP-2（0．4mg）溶液吸附至PCPC中，制备成PCPC／rhBMP-2复合材料。冻干后，扫描电镜观察复合材料内部形态。以包覆壳聚糖的PCPC／rhBMP-2为实验组，单纯PCPC／rhBMP-2为对照组，测试在模拟体液中的rhBMP-2缓释行为。取新西兰大白兔12只，股骨远端制成直径4．2mm，深5．0mm的骨缺损模型。将包覆壳聚糖的PCPC／rhBMP-2复合材料修复骨缺损作为实验组，以植入单纯PCPC作为对照组。术后观察动物一般情况，于4周和8周取材行X线片和组织学观察。结果扫描电镜显示PCPC／rhBMP-2复合材料孔隙中吸附了大量的rhBMP-2。rhBMP-2体外缓释：对照组rhBMP-2于150h基本全部释放；实验组rhBMP-2于350h缓释量约达99％，较对照组慢。动物实验：动物术后切口无感染，于4周行动自如。X线片示术后4周对照组骨缺损区材料清晰，实验组骨缺损区密度大部分接近宿主骨，材料模糊；8周对照组材料边缘较术后4周模糊，实验组骨缺损区密度已基本接近宿主骨。组织学观察，术后4周对照组可见少量成骨细胞和破骨细胞，实验组可见成熟骨组织和骨髓腔，新生骨逐渐取代材料；8周对照组可见大量成骨细胞和破骨细胞，少量新生骨并向材料内长入，实验组可见成熟骨小梁和骨髓组织。结论PCPC是rhBMP-2较理想的载体材料，复合后具有良好的诱导成骨作用，可作为一种新型复合人工骨修复骨缺损，具有良好的临床应用前景。     

rhBMP-2/CPC强化骨质疏松椎体力学强度的实验研究

目的观察人重组骨形态发生蛋白-2复合磷酸钙骨水泥(recombinant human bonemorphogenetic protein-2/calcium phosphate cement,rhBMP-2/CPC)强化骨质疏松绵羊腰椎生物力学强度的动态效果。方法成年雌性绵羊12只行去势手术后饲养1年,测量去势前后腰椎骨密度。取L1-L6为实验对象,空白组不给予任何处理;CPC组中,经椎弓根向椎体内注射CPC(2.0 ml);rhBMP-2/CPC组中,经椎弓根向椎体内注射rhBMP-2/CPC(2.0 ml)。于术后1天、6周、12周和24周四个时间点各随机处死3只绵羊,对椎体行压缩实验,分别测量各组中椎体的最大压缩应力(σult)和能量吸收值(EAV),对比分析同一时间点不同方法之间和同一方法的不同时间点之间的力学指标。结果去势1年后绵羊腰椎骨密度显著下降,差异有显著性(P<0.05),骨质疏松绵羊模型建立成功。在术后各时间点,CPC组和rhBMP-2/CPC组的σult和EAV均显著高于空白组(P<0.05);术后1天、6周和12周,rhBMP-2/CPC组和CPC组之间的差异无统计学意义(P>0.05),而rhBMP-2/CPC组中24周的σult显著高于CPC组(P<0.05)。空白组和CPC组中σult各时间点之间的差异均无显著性(P>0.05),而rhBMP-2/CPC组中24周的σult显著高于该组其他三个时间点(P<0.05)。结论 rhBMP-2/CPC不仅能提高骨质疏松椎体的即时强度,还能很好的维持椎体的动态力学强度和进一步提高椎体的远期强度,为脊柱达到坚强骨性融合提供了良好的力学环境。     

rhBMP-2在兔桡骨远端骨缺损模型中成骨效应研究

目的 评价大肠杆菌DH5α高度表达的重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）促进兔桡骨远端骨缺损骨愈合的有效性和剂量-成骨关系.方法 72只成年雄性新西兰白兔按照所设rhBMP-2剂量随机等分为空白对照组、0.5mg组和1.0mg组,右桡骨远端截骨构建骨缺损模型,分别于骨缺损处植入吸附rhBMP-2的纤维胶原蛋白载体复合物.术后2周、4周和8周每组分别处死动物8只,根据钼钯X线摄片、微CT检测、三点弯曲最大承载力测定和组织细胞学检查评估rhBMP-2成骨效应及剂量-成骨关系.结果 3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周Lane-Merchant评分所示骨愈合率有统计学差异（P＜0.05）.根据微CT检测,所有标本正常骨密度无个体差异（P＞0.078）,3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周缺损区骨密度均有统计学差异（P＜0.05）;3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周三点弯曲最大承载力均有统计学差异（P＜0.05）.组织细胞学检查结果也符合以上结果.结论 rhBMP-2（0.5 mg、1.0 mg）能有效促进兔桡骨远端骨缺损愈合,其成骨能力在一定剂量范围内存在剂量依赖性.纤维胶原蛋白载体有着良好的生物相容性,但降解速度相对较快,对rhBMP-2缓释、提高局部有效浓度维持时间的作用有限.