异种脱蛋白骨管移植修复大段骨缺损的力学评估

目的研究异种脱蛋白骨管移植修复大段骨缺损的生物力学变化。方法建立山羊双侧胫骨大段骨缺损模型,36只山羊(72只后肢)随机分为2组,实验组:异种脱蛋白骨管;对照组:异种脱蛋白骨粒;两组均在移植骨中添加了骨形态发生蛋白(BMP),并采用骨板、钢板双重固定修复骨缺损。术后5、10、15周对羊胫骨行影像学观察和生物力学的变化。结果影像学显示实验组在骨缺损修复及成骨方面较对照组高。生物力学测试结果表明,术后5、10、15周时实验组力学强度较对照组明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);术后15周,实验组的生物力学强度与正常胫骨已无差异。结论应用异种脱蛋白骨管支撑复合BMP修复大段骨缺损,能够有效加强移植骨修复负重骨缺损区的力学结构。     

异种脱蛋白皮质骨管复合组织工程骨修复大段骨缺损的实验研究

目的评估异种脱蛋白皮质骨管复合组织工程骨修复大段骨缺损的力学作用及成骨效果。方法 36只成年猪,随机分成3组,实验组植入异种脱蛋白皮质骨管复合骨基质明胶、骨形态发生蛋白及骨膜细胞,对照组植入异种脱蛋白骨皮质骨管复合自体髂骨微粒,空白对照组植入单纯异种脱蛋白骨管,三组均采用锁定钢板及异种皮质骨板固定。通过X线检查、病理组织学、生物力学及灰量测定检查观察骨缺损修复情况。结果术后24周,实验组及对照组骨缺损处新生骨生长良好,骨小梁排列整齐,空白对照组骨缺损新生骨较少,且与断端部分相连。植入后24周实验组与对照组的生物力学及骨矿含量相比无统计学差异,且均明显高于空白对照组。结论异种脱蛋白皮质骨管复合骨基质明胶、骨形态发生蛋白及骨膜细胞修复大段骨缺损具有良好的应力支撑作用,其成骨效果与自体松质骨相当。     

PRP/脱蛋白异种骨修复兔桡骨骨缺损的组织学研究

目的探讨富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)和脱蛋白牛松质骨复合物修复节段性骨缺损的疗效。方法新西兰大白兔28只,切除兔桡骨中下段1 cm的骨质,其中空白组骨缺损区不作处理,试验组骨缺损区植入PRP 脱蛋白牛松质骨,对照组骨缺损区单纯植入脱蛋白牛松质骨。于术后第2、4、8、12周分别处死7只试验动物,结果按Lane骨移植组织学评分标准评分,并进行图像分析,测其新生骨面积。结果术后实验组Lane骨移植组织学评分高于对照组,实验组新生骨面积明显高于对照组。结论复PRP异种脱蛋白骨可用于节段性骨缺损的修复,在骨缺损的修复中具有促进作用成骨方式为骨传导和骨诱导。     

异种脱蛋白骨管复合不同移植材料修复大段骨缺损的实验研究

目的 应用异种脱蛋白骨管复合骨基质明胶(BMG)、骨形态发生蛋白(BMP)、骨膜细胞与复合脱钙骨基质(DBM)、自体红骨髓(RBM)作比较,观察修复猪大段骨缺损的成骨差异.方法 建立猪双侧胫骨大段骨缺损模型.24只成年猪,随机分成2组,实验组A:异种骨管+BMG、BMP、骨膜细胞;实验组B:异种骨管+DBMLRBM;两组均采用锁定钢板及异种皮质骨板固定.分别于术后4、8、12、24周时通过大体标本观察.放射学及组织学观察评估其修复猪大段骨缺损的成骨情况.结果 植入后24周,异种骨管复合BMG、BMP、骨膜细胞完全修复.成骨活跃程度,骨再生量和重建髓腔结构等方面均显著;复合脱钙骨基质、自体红骨髓成骨能力较弱.结论 异种脱蛋白皮质骨管复合骨基质明胶、骨形态发生蛋白及骨膜细胞能够有效修复大段骨缺损.     

组织工程骨膜及脱蛋白骨修复兔桡骨大段骨缺损的早期观察

[目的]比较组织工程骨膜及脱蛋白骨对兔桡骨大段骨缺损的早期修复效果,研究组织工程骨膜移植修复大段骨缺损的可行性。[方法]分离兔骨髓间充质干细胞体外诱导增殖,制成细胞悬液接种于猪小肠黏膜下层表面,构建组织工程骨膜。3个月龄新西兰大白兔24只,随机分为3组各8只,手术制备单侧桡骨干30 mm骨膜-骨缺损模型,A组缺损区植入组织工程骨膜骨修复,B、C组则分别以猪小肠黏膜下层和脱蛋白骨作为对比。术后4周,行X线检查并杀取标本予以组织学染色及评分。[结果]经放射学和组织学观察,在A组中缺损区可见大量新骨形成并桥连两缺损端;而在B组和C组中无明显新骨产生。[结论]使用组织工程骨膜修复同种异体兔桡骨大段骨缺损是可行的,且明显优于脱蛋白骨。     

异种脱蛋白骨复合成骨细胞修复兔桡骨骨缺损的研究

目的 观察异种脱蛋白骨(DPB)复合皮质骨来源成骨细胞修复兔桡骨临界骨缺损的效果.方法 36只新西兰大白兔的桡骨建立1.5 cm临界骨缺损模型,随机分为A、B、C3组,分别植入:A组,异种脱蛋白骨与成骨细胞复合物;B组,自体髂骨;C组,异种脱蛋白骨.术后12周检测如下:X线观察、骨密度测量、标本大体观察、生物力学测试、组织学观察.结果 X线显示:A、B两组均可见植入体与桡骨融合,骨折线消失,C组成骨量少,骨折线仍存在.骨密度测量:A、B两组差异无统计学意义(F=2.388,P＞0.05);A、C两组的差异有统计学意义(F=10.869,P＜0.05).标本大体观察:A、B两组骨折线消失;C组骨折线存在.生物力学测试:A、B组差异无统计学意义(F=1.353,P＞0.05);A、C两组差异有统计学意义(F=4.395,P＜0.05).组织学观察:A组大量新生骨,B组被周围骨爬行替代,C组少量骨形成.结论 异种脱蛋白骨复合成骨细胞可以高效修复兔桡骨临界骨缺损.     

种植转染VEGF165基因骨髓基质细胞的脱蛋白异体骨在裸鼠体内的成骨

目的:探讨脱蛋白骨支架种植转染血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)165基因的骨髓基质细胞体内的成骨作用.方法:从狗的髂骨穿刺骨髓分离骨髓基质细胞,应用脂质体转染VEGF165基因,以RT-PCR检测转染的基因表达.随机选取4周龄BALB/C裸鼠30只,随机分为3组,各组10只.实验组A为脱蛋白骨 转染pcDNA3-hVEGF165基因的骨髓基质细胞;实验组B为脱蛋白骨 骨髓基质细胞;对照组C为单纯植入脱蛋白骨 DMEM.在脊柱两侧分开肌间隙,每只裸鼠植入2块脱蛋白骨材料至肌腹内.术后4、8周处死取材,经大体观察、组织形态学与免疫组化方法检查细胞材料复合物植入后的成骨作用及VEGF表达.结果:组织学检查A、B组均有成骨,并随时间延长而新骨增多,但其中转基因的A组其成骨作用明显,并在植入4周后免疫组化可见VEGF表达呈阳性;对照组C无成骨现象.结论:转染VEGF165基因骨髓基质细胞复合脱蛋白骨在体内具有较好的成骨作用.     

新型可注射性nHA/CS骨修复材料修复兔股骨髁骨缺损的X线评估

[目的]将可注射性羟基磷灰石/壳聚糖人工骨与自体骨移植用于修复兔股骨缺损,通过动物实验观察对骨缺损的修复作用。材料:新西兰健康成年大白兔24只,4个月龄,体重1.5～2.0 kg,雌雄不限。[方法]24只成年新西兰大白兔双侧股骨外侧髁均建立骨缺损模型,随机分为3组。(A)实验组:植入nHA/CS材料;(B)对照组:缺损处植入自体髂骨;(C)空白组:骨缺损旷置,不植入任何材料。术后第8、12周末取材,对实验组及对照组进行X线及组织学观察。并对8周、12周末标本缺损修复区行X线评分,实验组和对照组之间进行比较,评估该复合材料对骨缺损的修复效果。[结果]24只兔均进入结果分析,X线片检查实验组与修复疗效较满意,12周末组织学检查实验组有明显新骨形成。X线评分显示实验组与自体骨移植组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]在促进骨缺损的修复中,新型可注射性nHA/CS骨修复材料能明显促进兔股骨骨缺损的修复,与自体骨移植比较差异无统计学意义。新型可注射性nHA/CS骨修复材料具有确切的骨缺损修复能力,有良好的应用前景。     

骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的影像学研究

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨-骨膜缺损,以及修复负重骨缺损的可行性. 方法将18只12月龄健康杂种青山羊(雌雄不限),制备成双侧胫骨中段20 mm骨-骨膜缺损模型,常规钢板螺钉固定;MSCs与生物衍生骨于体外复合培养;对同一只山羊将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组,以单纯材料植入左侧胫骨缺损处作为对照组,空白组不植入任何材料;在8、12、16和24周各时间点分别行标本的大体观察、X线片观察和骨密度测试,比较其修复骨缺损的能力. 结果大体观察、X线片和骨密度测试显示:实验组8周骨缺损部分修复,12、16周骨缺损完全修复,8、12和16周其骨密度较对照组高,差异有统计学意义(P＜0.05);24周实验组与对照组骨密度差异无统计学意义;空白组骨缺损未修复. 结论组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,且较单纯材料成骨量大、迅速,能够对负重骨缺损进行有效的修复.     

应用血管内皮生长因子基因治疗股骨头缺血性坏死的实验研究

目的：通过建立犬股骨头缺血坏死模型，探讨应用脱蛋白骨复合转染血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）基因骨髓基质细胞植入治疗股骨头缺血坏死的可行性。方法：实验选取36只成年犬，随机分为3组，每组12只。A组为脱蛋白异体骨复合转染VEGF基因的自体骨髓基质细胞；B组为脱蛋白异体骨复合未转染基因的自体骨髓基质细胞；C组单纯植入脱蛋白骨材料。采用液氮冷冻法制作狗股骨头缺血坏死模型，将细胞骨材料复合物植入缺血坏死股骨头内。应用微循环灌注方法了解股骨头内的血运情况，组织形态学观察坏死股骨头的修复情况，免疫组化方法检测VEGF的表达，骨密度仪测定股骨头的骨密度。结果：A组4周后股骨头内有VEGF表达，12周后股骨头内有大量的树枝状血管生成，大量新骨形成，骨密度增高；B、C组均无VEGF基因表达，B组有部分新骨及血管生成，C组仅见少量类骨质形成，血管再生不明显。结论：利用脱蛋白骨复合转染VEGF基因的骨髓基质细胞可促进新骨形成与血管再生，有利于促进坏死骨的修复。     

生物衍生骨复合骨髓基质干细胞修复山羊胫骨缺损的血管化研究

目的研究生物衍生骨与骨髓基质干细胞(marrow stromal stem cells, MSCs)复合修复山羊胫骨缺损的血管化过程,了解其修复长段管状负重骨缺损的血管化情况. 方法制备生物衍生骨作为支架材料,培养、诱导MSCs作为种子细胞,二者在体外复合构建组织工程骨.20只山羊双侧胫骨中段制备成20 mm长的骨-骨膜缺损模型,采取自身左右侧对照,实验侧(右侧)缺损处植入组织工程骨,对照侧(左侧)植入单纯支架材料,采用钢板内固定.术后2、4、6及8周用墨汁灌注透明标本及血管面积图像分析方法观察血管化过程,组织学观察血管形成及成骨情况. 结果术后2、4周,实验侧血管形成较对照侧少(P<0.05);术后8周,两侧均完全血管化,差异无统计学意义(P>0.05).实验侧于术后6、8周新骨形成逐渐增加,材料降解吸收较对照组快;对照侧术后8周材料孔隙内仍无明显新骨形成. 结论生物衍生骨作为骨组织工程的支架材料,能够较快发生血管化;组织工程骨成骨能力较单纯支架材料强.     

体外构建与体内构建组织工程骨的血管化研究

目的比较骨髓基质干细胞(BMSCs)与生物衍生骨体内、体外复合所构建的组织工程骨修复山羊胫骨大段骨-骨膜缺损的血管化进程以及血管化与成骨的关系,以探讨修复大段负重骨缺损的最佳途径。方法22只山羊制备成胫骨中段20mm的骨-骨膜缺损,随机分为2组,分别植入BMSCs与生物衍生骨体外构建和体内构建的组织工程骨,常规钢板螺钉内固定,在2、4、6、12周时间点分别用墨汁灌注透明标本、血管面积图像分析和X线片观察血管化过程及成骨情况。结果体外构建组与体内构建组血管化进程无明显区别,各时间点血管面积差异无显著性意义(P>0.05),12周均能达到完全血管化,但X线片见体外构建组新骨形成较快,缺损区密度高,体内构建组以上各变化较前者慢大约2～4周。结论BMSCs与生物衍生骨体外构建和体内构建的组织工程骨均能快速血管化并成骨,但是体内构建方式成骨较体外构建慢。     

复合富血小板血浆新型可注射组织工程骨体内成骨研究

目的 以新型可注射生物材料壳聚糖β-磷酸三钙为支架,负载骨髓间充质干细胞(MSCs)与富血小板血浆(PRP)构建成新型可注射组织工程骨,观察其体内成骨效应.方法 采用中国青山羊双侧胫骨平台下腔穴型骨缺损模型.30只中国青山羊随机分为五组:空白组:骨缺损部不植入任何组织工程材料;单纯材料组:单纯植入组织工程材料壳聚糖β-磷酸三钙;PRP组:植入单纯复合PRP组织工程材料:MSCs组:植入单纯复合MSCs的组织工程材料;PRP/MSCs组:植入复合PRP、MSCs的组织工程材料.于术后第4、8周取出骨缺损区标本进行大体观察和组织学切片观察,图像分析骨缺损区域骨小梁的生成数量.结果 术后8周,大体观察显示PRP/MSC组骨缺损区域表面新生骨连续,外观类似正常骨.术后4、8周,组织学显示PRP/MSCs组骨缺损边缘区域类骨质数量明显增多,骨缺损部多为点片状新生骨组织,其中大的片状新生骨组织明显增多.术后4周空白组、单纯材料组、PRP组、MSCs组、PRP/MSCs组的成骨面积百分比分别为8.79±3.63、14.49±3.72、24.18±5.38、24.42±5.10、31.10±3.49:8周时分别为15.41±4.21、25.36±5.37、30.71±4.39、33.97±4.45、48.60±5.97,4周、8周PRP/MSCs组骨修复效果均优于其他各组(P<0.05).结论 负载PRP和MSCs的新型可注射组织工程骨具有良好的骨修复作用.     

骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的研究

目的　探讨骨髓基质干细胞 (marrow stromal stem cells,MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨 -骨膜缺损的可行性。　方法　将 12月龄山羊 35只双侧胫骨制备成中段 2 0 mm的骨 -骨膜缺损 ,其中 33只 ,将MSCs与生物衍生骨于体外复合培养后 ,将其植入右侧缺损处 ,常规钢板螺钉内固定作为实验组 ,以单纯生物衍生骨植入左侧作为对照组 ,另 2只为空白组不植入任何材料 ,在 2、4、6、8、12、16及 2 4周各时间点分别行大体标本、组织学观察 ,以及生物力学测试 ,比较 3组骨缺损修复的能力。　结果　 4周时实验组支架材料部分吸收 ,植入物表面有纤维骨痂形成 ,对照组支架材料少量吸收 ,植入物表面有少量骨样组织形成 ;8周时 ,大体标本、组织学观察 ,实验组中的支架材料已完全降解 ,骨缺损部分修复 ,对照组中植入物两端少量新骨形成 ,材料中为纤维骨样组织 ,但 8周时 ,实验组与对照组的生物力学强度差异无统计学意义 (P>0 .0 5 ) ;12周时 ,实验组骨缺损完全修复 ,对照组植入物两端有新骨包绕 ,与骨端连接紧密。 12～ 2 4周实验组弯曲应力大于对照组有统计学意义 (P<0 .0 5 ) ;2 4周时空白组骨缺损未修复。　结论　所构建的组织工程骨修复能力较强 ,成骨迅速 ,且量大 ,同期新生骨组织的生物力学强度优于单纯     

Biomechanical researches on tissue engineering bone constructed by deproteinated bone

Objective： To study biomechanical changes of newly formed bones 24 weeks after repairing large defects of long bones of goats using heterogeneous deproteinated bone （DPB） prepared by modified methods as an engineering scaffold. Methods： According to a fully randomized design, 18 goats were evenly divided into three groups： normal bone control group （Group A）, autologous bone group （Group B） and experimental group （Group C）. Each goat in Groups B and C were subjected to the periosteum and bone defect at middle-lower part of the right tibia （20% of the whole tibia in length）, followed by autologous bone or DPB plus autolognus MSCs ＋ rhBMP2 implantation, respectively and semi- ring slot fixation; while goats in Group A did not perform osteotomy. At 24 weeks after surgery, biomechanical tests were carried out on the tibias. Results： At 24 weeks after surgery, the results of anticompression test on tibias in three groups were recorded by a functional recorder presented as linear pressure-deformation curve. The shapes of the curves and their change tendency were similar among three groups. The ultimate pressure values were 10.74 MPa±1.23 MPa, 10. 11 MPa±1.35 MPa and 10.22 MPa±1.32 MPa and fracture compression rates were 26.82%±0.87%, 27.17%±0.75% and 28.22%±1.12% in Groups A, B and C, respectively. Comparisons of anti-compression ultimate pressures and fracture compression rates among three groups demonstrated no significant difference （PAB=0.415, PBC=0.494）. Three-point antibend test on tibias was recorded as load-deformation curves, and the shapes of the curves and their change tendency were similar among three groups. The ultimate pressure values of the anti-bend test were 481.52 N±12.45 N, 478.34 N±14.68 N and 475.62 N±13.41 N and the fracture bend rates were 2.62 mm±0.12 mm, 2.61 mm±0.15 mm and 2.81 mm±0.13 mm in Groups A, B and C, respectively. There was no significant difference between groups （PAB=0.7, PBc=0.448）. The ultimate anti-torsion torque values were 6.55 N.mi-0.25 N.m, 6.34 N＇m~0.18 N＇m and 6.42 N＇m~0.21 N＇m and fracture torsion rates were 29.51°±1.64°, 28.88±1.46° and 28.81°±1.33° in Groups A, B and C, respectively. There was no significant difference between groups （PAB=0.123, PBc=0.346）. Conclusions： The biomechanical characteristics of newly formed bones from heterogeneous DPB for repairing large segmental long bone defect are comparable to those of normal bones and autologous bones. DPB has the potential for clinical usage as bone graft material.     

脱蛋白骨复合纤维蛋白胶构建骨组织工程支架的体外实验研究

[目的]探讨复合纤维蛋白胶的脱蛋白骨与单纯脱蛋白骨作为骨髓基质干细胞（MSCs）支架材料的差异，为骨组织工程提供合适的复合支架材料。[方法]实验组使用复合纤维蛋白胶的脱蛋白骨与MSCs复合培养，对照组用单纯脱蛋白骨与MSCs复合培养，取不同时间点进行光学显微镜观察、扫描电镜观察、细胞DNA含量检测及钙结节染色比较两组细胞的情况。[结果]实验组骨髓基质干细胞在黏附能力与分泌情况明显优于对照组，细胞DNA检测表明实验组细胞增殖明显优于对照组（P〈0．05）。[结论]复合纤维蛋白胶的脱蛋白骨比单纯脱蛋白骨更适合细胞生长，可作为MSCs的载体应用于骨组织工程的构建。     

RGD多肽表面修饰生物陶瓷修复骨缺损BMP-2的表达

目的：了解精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp,RGD）多肽表面修饰的羟基磷灰石-磷酸三钙（hydroxyapatite-tricalcium phosphate,HA-TCP）修复节段性骨缺损局部骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）的表达。方法：以骨髓基质干细胞（marrow stromal cells,MSCs）复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP或单纯材料培养制备组织工程骨,选择60只新西兰白兔,制作15mm长的桡骨节段性骨缺损模型,实验根据植入不同的材料分为A、B、C和D组,A组：骨缺损区植入MSCs复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP培养制备的组织工程骨;B组：骨缺损区植入MSCs复合HA-TCP培养制备的组织工程骨;C组：骨缺损区植入RGD多肽表面修饰的HA-TCP;D组：骨缺损区植入HA-TCP。术后4周取材,行修复区局部BMP-2免疫组化分析。结果：术后4周各组骨缺损区均有新骨生成,修复区局部BMP-2表达水平依次为：A〉B〉C〉D（P〈0.001,P〈0.05）。结论：RGD多肽表面修饰对以HA-TCP为支架材料组织工程骨的修复作用有明显优化作用。     

同种异体间充质干细胞复合纤维蛋白修复骨缺损

[目的]探讨骨髓间充质干细胞(m esenchym al stem cells,MSCs)的体外培养,以及同种异体MSCs复合纤维蛋白修复兔股骨髁松质骨缺损的效果。[方法]在日本大耳兔双侧股骨髁制作0.6 cm×1.0 cm松质骨缺损,左侧植入同种异体MSCs纤维蛋白复合物,右侧单纯植入纤维蛋白。分别于术后2、5、8周行放射学、组织学检查,以了解骨缺损修复情况。[结果]单纯植入纤维蛋白的一侧不能自行愈合。植入复合物的一侧术后2周可见少量骨组织生成,5周可见大量模糊骨痂,术后8周骨缺损基本愈合。除少量炎性细胞浸润外,各期均未见明显免疫排斥反应。[结论]同种异体MSCs复合纤维蛋白可有效修复兔股骨髁松质骨缺损,8周内机体的免疫排斥反应较弱。