多孔β-磷酸三钙修复骨缺损的实验研究

目的 制备主要成分为β-磷酸三钙(β-TCP)的多孔颗粒并探讨其修复骨缺损和作为骨组织T程支架材料的可行性.方法 健康牛松质骨经脱细胞、脱脂处理后在高温下经2次煅烧制备主要成分为β-TCP的脱有机质骨多孔颗粒,在兔股骨髁制作包容性骨缺损模型并采用多孔β-TCP修复骨缺损.术后4、8、12周取材并采用X线检查、钼靶照相、荧光标记和组织学染色方法观察骨修复效果.结果 主要成分为β-TCP脱有机质骨多孔颗粒保持天然松质骨的孔隙结构,植入骨缺损后外形保持完整.术后4周材料与周边组织紧密结合,新生骨组织长入β-TCP孔隙内,原有骨缺损部位界限清楚,植入材料无明显吸收变小,中心部位无软组织或骨组织长入.植入8周β-TCP周边组织进一步向内部生长.β-TCP中心部位新生成的骨组织较少.植入12周β-TCP被周边新生骨组织严密包裹,且与新生骨组织界限模糊,植人材料部分吸收变小,新生骨小梁增多增厚并长入植入材料内部,但新骨形成量及形成速度降低.组织学检查显示β-TCP降解缓慢.结论 多孔β-TCP修复包容性骨缺损具有优良的成骨性能,可作为一种骨组织工程多孔支架材料,但需要改善其降解速度.     

优化配方的CPC/DBM/rhBMP-2复合材料修复兔大段长骨缺损的长期观察

目的 观察磷酸钙骨水泥(CFC)/脱钙骨基质颗粒(DBM)/重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)复合材料植入修复大段骨缺损的长期X线变化和组织学特征.方法 预制兔DBM,将其与rhBMP-2充分混匀,真空下形成DBM/rhBMP-2复合物,后者与CPC按质量比2:8(DBM:CPC)的比例制作CPC/DBM/rhBMP-2复合材料,其中含rhBMP-2的量约1.2mg/cm3.取健康成年新西兰兔36只,随机分为A、B、C三组,每组12只.制作15mm桡骨缺损模型,A组旷置骨缺损,B组植入CPC,C组植入复合材料.于术后6、12、24、36周追踪X线摄片,第36周全部处死行组织学观察.结果 X线摄片显示:A组术后各期骨缺损均未修复,最终骨断端萎缩.B组术后各期骨痂均稀少,CPC材料外形、密度无明显变化.C组术后6周复合材料周围形成少量骨痂,材料-骨界面模糊,材料边缘不规则、密度减低、体积缩小;第12周骨痂生长丰富,材料-骨界面消失,材料失去原有外形,轮廓变小;第24周骨痂连续通过骨缺损,桡骨一侧已形成连续的骨质,材料大部分被吸收,髓腔部分再通;术后36周桡骨缺损区两侧均形成连续的骨皮质,且髓腔完全再通,外形恢复满意.术后第36周组织学观察见A组骨缺损为瘢痕样软组织所填充;B组骨缺损部位仍为CPC填充,材料内部未见新骨和纤维组织出现;C组骨缺损已修复,材料残留少部分未被吸收,大部分被新骨替代.结论 优化配方的复合材料能够较好地修复兔大段桡骨缺损.     

复合骨形态发生蛋白-2的人工骨与带血供组织修复羊大段骨缺损

目的研究组织工程化人工骨结合不同自体带血供组织(长段自体尺骨或屈指长肌)移植修复大段骨缺损的效果。方法手术造成绵羊桡骨30mm骨缺损,A组植入[聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)-磷酸三钙(TCP)-骨形态发生蛋白-2(BMP-2)]人工骨及带血运的长段尺骨,B组植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨及带血运的屈指长肌肌腹,C组仅植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨,D组不植入任何材料。4组均以钢板固定桡骨缺损区。术后24周行手术部位X线摄片,24周处死动物行组织学检查。结果术后24周时,X线检查示A、B组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔的轮廓较为清晰;C组亦能完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度均不如A、B组;D组无有效骨痂形成。组织学检查结果显示,A组新生骨完全修复骨缺损区;B组骨痂为较成熟的板层骨,骨陷窝较多;C组新生板层骨及骨陷窝排列较为紊乱;D组无骨连接表现。A、B、C组均未见人工骨材料残留。结论 PLGA-TCP-BMP-2人工骨结合带血供的长段自体骨或自体肌肉移植能够很好地修复绵羊桡骨30mm的骨缺损。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/成骨细胞/血管内皮生长因子165组织工程骨修复骨缺损再血管化与成骨活性

目的 探讨以转染血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor,VEGF165)基因的成骨细胞为种子细胞复合纳米网孔羟基磷灰石/聚酰胺66(nano-hydrxyapatite crystal/polyamide 66,n-HA/PA66)支架,构建的n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165组织工程骨修复兔桡骨缺损早期快速再血管化和成骨的能力。 方法 选新西兰大白兔56只,采用随机数字表法分成A、B两组,制作双侧桡骨骨缺损模型。A1组：将n-HA/PA66复合材料植入A组左侧骨缺损;A2组：将n-HA/PA66/ VEGF165复合材料植入A组右侧骨缺损;B1组：将n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165复合材料植入B组左侧骨缺损;B2组：将n-HA/PA66/成骨细胞复合材料植入B组右侧骨缺损。术后2,4,8,12周进行大体观察,数字X线摄片(DR)、组织学切片、血管计数、扫描电镜观察。 结果 B1组各个时相点各种观察指标均表明其成骨活性及再血管化明显优于其他各组,差异有统计学意义(P＜0.05)。A1、A2组成骨活性及再血管化远不如B1、B2组,A1、A2两组之间差异无统计学意义。 结论 n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF1 65组织工程骨具有良好的诱导成骨作用,在早期骨愈合中能促进新生血管快速形成,加快骨缺损的愈合。     

3D打印纳米β-磷酸三钙修复海水浸泡兔胫骨缺损的效果

目的探讨负载万古霉素和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的3D打印纳米β-磷酸三钙(β-TCP)材料对海水浸泡兔胫骨骨缺损的修复效果。方法选取27只雄性新西兰大白兔, 按随机数字表法分为普通组、对照组、海水组, 每组9只。采用手术截骨的方法构建兔胫骨骨缺损模型。普通组不用海水浸泡, 对照组和海水组在术后8 h内用海水浸泡2 h。造模成功后, 三组动物术后5～7 d内伤口外观无明显红肿及脓性分泌物后行清创并植入填充物。对照组用负载万古霉素和 BMP-2的明胶海绵填充;普通组和海水组植入负载万古霉素和 BMP-2的3D打印纳米β-TCP支架。三组动物填充结束后, 逐层缝合, 碘伏消毒, 并注射硫酸庆大霉素抗感染, 石膏外固定。分别于术后4, 8, 16 周摄患肢胫骨正位 X 线片, 运用Lane-Sandhu X线评分标准评价各组骨缺损修复效果。取16周骨缺损组织行HE染色, 观察骨组织生长情况。结果术后4周, 普通组、对照组、海水组的Lane-Sandhu X线评分分别为(2.8±1.1)分、(1.1±0.9)分、(2.2±1.0)分, 其中对照组较普通组低(P<0.05), 海水组...     

杂化改性后快速成型支架对骨缺损修复的实验研究

目的 观察以PLGA／β-TCP为原材料,快速成型方法制备的支架为骨架,采用胶原杂化及表面磷灰石沉积对其进行改性的新型骨组织工程材料对骨缺损的修复效果。方法 使用骨髓基质干细胞（BM-SCs）分别与改性前后支架复合,对兔桡骨缺损进行修复。通过X-ray、MicroCT形态学及组织切片病理学,观察改性前后材料降解、新骨生成情况。结果 改性后材料的降解及骨缺损修复能力较改性前有显著性提高,修复1年后改性组骨缺损完全修复。结论 采用胶原杂化及磷灰石表面沉积改性后的PLGA／β-TCP快速成型支架可作为3-D支架应用于骨组织工程。     

腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2基因修复兔桡骨缺损

目的 评价腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2（Adv-hBMP-2)基因对兔骨髓间充质干细胞（BMSCs)的诱导成骨活性及修复长骨干骨缺损的效果。方法 （1）抽取兔骨髓行BMSCs培养，经Adv-hBMP-2转染后分别行免疫沉淀加Western印迹法和碱性磷酸酶（ALP）检测及von Kossa染色，并行裸鼠肌内诱导成骨试验。（2）修复兔桡骨缺损：15只兔30侧、1.5cm的骨缺损分为Adv-hBMP-2转染BMSCS加珊瑚及胶原载体组、β半乳糖苷酶（Adv-βgal)转染BMSCs加载体组、未转染BMSCs加载体组、载体组和未治疗组，术后行X线、组织学检查。结果 （1）Adv-hBMP-2组BMSCs表达hBMP-2，其ALP活性升高，并有钙结节形成,裸鼠肌内注射后有异位成骨。（2）在兔桡骨缺损处，Adv-hBMP-2转染组有明显骨痂形成，5个组的愈合率分别为4／5、2／5、2／5、0／5、0／5。结论 Adv-hBMP-2基因转染的BMSCs是修复骨缺损的好方法。     

可塑形组织工程骨体内成骨的实验研究

目的探讨用藻酸钙凝胶、成骨细胞、生物衍生颗粒骨复合构建可塑形组织工程骨及其修补兔颅骨缺损的体内成骨。方法24只日本大耳白兔,随机分为两组,用藻酸钙凝胶-成骨细胞-生物衍生颗粒骨和藻酸钙凝胶-生物衍生颗粒骨分别填补修复A组(16只)兔颅骨左右两侧直径1cm的圆形骨膜-全层颅骨缺损(左侧为A1组,右侧为A2组),B组(8只)为空白对照组。通过大体、组织学观察和图像分析、X线、钙磷含量测定评估其体内成骨状况。结果材料植入后,局部未见异常反应。(1)A1组手术后12周时颅骨缺损已基本被硬组织所修复,镜下见修复材料已大多被骨组织替代,颗粒骨被吸收,成骨面积百分比为(40.92±19.36)%,明显高于A2组(P<0.05)和B组(P<0.01)。X线片见兔颅骨缺损处有高密度骨痂影存在,布满整个缺损区。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(7.30±0.93)mg、(3.11±0.42)mg,明显高于A2组和B组。(2)A2组手术后12周,颅骨缺损部分被硬性组织所修复,镜下见材料部分转变成骨组织和纤维组织,成骨面积百分比为(18.51±6.01)%,高于B组,但差异无统计学意义,X线片见兔颅骨缺损处高密度骨痂影主要分布在缺损区的边缘部位。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(5.29±0.17)mg、(2.34±0.35)mg,明显高于B组。(3)B组骨缺损主要被膜样组织修复,在紧邻骨缺损处有硬组织形成,镜下见修复组织边缘有骨组织存在,中央大部为膜状致密纤维组织,成骨面积百分比为(12.72±9.46)%,X线片仅见靠近骨缺损边缘的部位存在致密骨痂影。缺损修复组织的钙、磷含量分别为(3.54±0.45)mg、(1.78±0.53)mg。结论藻酸钙凝胶-成骨细胞-生物衍生颗粒骨构建的可塑形组织工程骨可根据颅骨缺损的形态进行塑形填补,在体内有良好的成骨能力,可基本达到对兔颅骨缺损的骨性修复。     

优化配方的CPC/DBM/rhBMP-2复合材料在体内的超微结构和组织学特征

目的探讨磷酸钙骨水泥(CPC)/脱钙骨基质颗粒(DBM)/重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)复合材料在骨内的超微结构和组织学特征,评价该材料的成骨性能。方法预制兔DBM,按0.2的DBM质量比制作CPC/DBM/rhBMP-2复合材料。将复合材料(A组,n=12)、CPC(B组,n=10)、医用骨水泥(C组,n=7)分别植入兔股骨髁部骨缺损,在植入后第6、12、24周取材进行组织学和扫描电镜观察。结果术后第6周,A组中复合材料-骨界面模糊,宿骨发出纤维连续通过界面,编织骨样结构开始向材料内部长入。第12周,A组中血管和成骨细胞在复合材料内部生长,产生新骨。第24周,A组中骨缺损已修复,形成骨性连接,材料大部分被新骨替代。B组术后第6周CPC-骨界限清晰,未见新骨向材料内部长入,第24周骨缺损部位仍为CPC填充,材料内部未见新骨出现。C组材料直至第24周尚未与宿骨形成任何连接。A组材料在成骨细胞活性、血管化程度和新骨生长速度方面均优于B组。结论将DBM质量比为0.2的复合材料植入骨缺损内可以促进细胞、血管、新骨的长入,且易降解及被自体骨替代。     

应用生物反应器体外培养骨软骨复合体修复犬关节软骨损伤

目的 探讨应用灌注型生物反应器体外培养骨软骨复合体修复关节软骨损伤的可行性. 方法 体外分离犬骨髓间充质干细胞(MSCs),流式细胞仪鉴定.经过生长因子诱导生成软骨细胞和成骨细胞后,免疫组化及碱性磷酸酶等染色鉴定.将软骨细胞、成骨细胞接种到三维多孔β-磷酸三钙(β-TCP)陶瓷支架材料上,置于灌注型生物反应器中复合培养21 d,构建骨软骨复合体,扫描电镜观察细胞在支架材料上的黏附、伸展和增殖情况,并模仿马赛克骨软骨移植术用塑形良好的骨软骨复合体修复犬软骨缺损,切片染色观察其修复情况. 结果 扫描电镜显示软骨细胞、成骨细胞在β-TCP支架上的黏附、伸展和增殖良好,实验组缺损区软骨厚度与正常软骨组织接近.实验组与阴性时照组比较,差异有统计学意义(q=12.337 0,P＜0.01);与空白对照组比较,差异有统计学意义(q=31.5393,P＜0.01). 结论 灌注型生物反应器使软骨和成骨细胞在三维载体内存活并增殖,提高细胞在载体内的复合效率.     

高压氧辅助带蒂筋膜瓣为膜诱导骨修复兔尺骨缺损的实验研究

目的 研究高压氧辅助带蒂筋膜瓣为膜诱导的非细胞型组织工程化骨修复骨缺损的效果,为临床应用提供依据.方法 研究对象为24只成年新西兰大白兔左侧尺骨造骨缺损模型.取白体红骨髓与含BMP的骨诱导活性材料混合成非细胞型组织工程骨,利用显微外科技术在骨缺损邻近制备一个带有无名血管蒂所属毛细血管网的筋膜瓣,使其包裹组织工程骨并充填骨缺损,术后将造模兔按数字随机表随机分为对照组(A组)与实验组(B组)各12只,A组术后呼吸常压空气,B组术后高压氧治疗,术后4、8、12周进行X线检查、大体形态观察、组织学检查、修复区内骨形态计量分析和交界区血管图像分析.结果 X线片、大体形态观察和组织学切片多种方法,检测2组各时间段同一时间点植入物内部血管的长入、骨小梁及软骨组织形成的数量和速度,成熟骨结构的形成、骨干结构的重塑、骨髓腔的再通、植入物的吸收降解,并对修复区内骨形态计量分析,发现2组差异有统计学意义(P＜0.05),B组体内成骨的能力和修复骨缺损的效果明显优于A组.交界区血管图像分析仪动态测量2组各时间段同一时间点单位面积内血管的数量及质量,经统计学比较差异均有统计学意义(P＜0.05),B组较A组有明显的优势,提示高压氧对组织工程骨构建血管化进程有明显的促进作用.结论 高压氧辅助带蒂筋膜瓣为膜诱导的非细胞型组织工程化骨修复骨缺损,具有促进膜诱导骨再生和血管化双重作用,对缩短骨缺损修复时间,提高成骨的质和量有显著效果.     

聚乳酸管引导性骨再生修复骨缺损的实验研究

目的　观察可降解性材料膜管引导长管状骨骨再生的现象 ,并探讨其作用机制。方法　 6 0只成年新西兰大白兔双侧桡骨中上段截去 15mm ,包括骨膜 ,造成骨缺损。左侧为实验侧 ,采用聚乳酸管桥接 ,制作长管状骨引导性骨再生动物模型 ,右侧骨缺损不做处理作为对照。 6 0只兔随机分为 2组 :A组 12只兔分别于术后 1、2、4、8、12、16周时摄X线片观察 ;B组 4 8只兔随机分为 6组 ,分别于术后 1、2、4、8、12、16周时处死取材 ,进行组织学观察。结果　A组术后 1、2周时实验侧与对照侧无明显差异 ,实验侧 4周时有骨痂开始形成 ,16周时有 10例完成骨性连接、髓腔再通及板层骨改建。对照侧 4周时骨痂生长不明显 ,16周时无 1例愈合。B组实验侧 1周时即有骨及软骨再生 ,16周时在形态学特征、组织学特性方面均类似于正常骨 ,对照侧 16周时只在两截骨端有少量软骨细胞 ,缺损区为纤维组织充填。结论　聚乳酸管能够成功引导骨再生 ,有广泛的临床应用前景     

放射性核素显像在骨缺损修复研究中的应用

用ＳＰＥＣＴ检查骨缺损修复效果。４０只新西兰白兔均于两侧桡骨干造成１５ｃｍ缺损后分成４组，Ａ组植入２５ｍｇ骨形态发生蛋白（ＢＭＰ）与纤维蛋白的复合物；Ｂ组植入２５ｍｇＢＭＰ；Ｃ组单纯植入纤维蛋白；Ｄ组不植入任何材料。术后不同时间进行骨骼显像，同时进行放射学和组织学检查。结果术后１周发现再生性骨盐沉积活动，以Ａ组最为活跃，Ｂ组其次，所揭示规律与组织学和放射学检查结果吻合。因此，ＳＰＥＣＴ和常规检查方法联合应用，可以更早、更全面地评价骨缺损修复的效果。     

明胶、京尼平作为赋形剂黏合颗粒骨修复兔桡骨缺损

目的探究京尼平（C11H14O5）交联明胶的特性及其复合颗粒骨修复骨缺损的效果。方法从交联度、细胞毒性、溶胀度、体外降解率等方面，观察交联时间和京尼平浓度对京尼平交联明胶特性的影响。以兔桡骨缺损为模型，分为空白组、颗粒骨组、黏合颗粒骨组，通过X线、组织学切片观察各组骨缺损修复情况。结果随着交联时间和京尼平浓度增加，交联度增加，溶胀度和降解率降低；各组材料细胞毒性均很低；京尼平交联明胶可有效黏合颗粒骨并修复兔桡骨缺损。结论京尼平交联明胶材料细胞毒性很低，其特性可随交联时间和京尼平浓度调节；适宜比例的明胶、京尼平可黏合颗粒骨并修复兔桡骨缺损。     

聚乳酸-羟基乙酸／磷酸三钙人工骨的体外构建

目的体外构建兔骨髓间充质干细胞与聚乳酸一羟基乙酸（PLGA）／磷酸三钙（TCP）及PLGA支架材料的复合体,初步评价人工骨构建效果。方法股骨骨穿获得兔骨髓,传代至3～4代,成骨诱导后进行成骨性能检测。同时转染腺病毒介导增强型绿色荧光蛋白（EGFP）后分别与PLGA及PLGA／TCP支架材料复合,采用激光扫描共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对细肜支架复合物进行形态学观察。结果与结论种子细胞在两种支架上均可黏附、生长：PLGA／TCP复合支架材料较PLGA更有利于细胞生长,为下一步兔自体骨缺损修复提供了良好的实验基础。     

Bone marrow mesenchymal stem cells in a hyaluronan scaffold for treatment of an osteochondral defect in a rabbit model

The purpose of this study was to evaluate the efficiency of using mesenchymal stem cells (MSC) in a hyaluronan scaffold for repair of an osteochondral defect in rabbit knee. Bone marrow was harvested from the posterior iliac crest in 11 New Zealand White rabbits. MSC were isolated and cultured in autologous serum for 28 days and transferred to a hyaluronan scaffold 24 h prior to implantation. A 4 mm diameter and 1.5 mm deep defect was created in the medial femoral condyle of both knees and the scaffold with MSC was implanted in one knee while an empty scaffold was implanted in the contra-lateral knee. After 24 weeks the rabbits were killed and histological sections were subjected to semiquantitative and quantitative evaluation by observers blinded regarding treatment modality. High degree of filling was obtained, but there was no statistically significant difference between the two treatments. However, there was a tendency for a better quality of repair in the MSC treated knees. No hypertrophy was observed by either method. MSC in a hyaluronan scaffold may be a promising treatment approach, but further studies are needed to determine the best combination of scaffold and cells.     

磷酸钙骨水泥／聚磷酸钙纤维复合不同配比的颗粒骨修复兔桡骨缺损

目的 探讨不同纤维配比的复合人工骨修复兔桡骨缺损的成骨效果。方法 选用新西兰大白兔36只,完全随机化设计分为A、B、C、D四组,将其双侧桡骨制备成骨缺损模型,取其自体髂骨制成直径为300 - 500 μm的微小颗粒骨,将磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)/颗粒骨与聚磷酸钙纤维（calcium polyphosphate fiber,CPPF）均匀混合成CPC/CPPF复合材料,按照CPPF占CPC/CPPF复合材料重量的0、10％、30％、50％分为四组,将上述四组CPC/CPPF复合材料与微小颗粒骨以6:4固定比例混合均匀,分别植入A、B、C、D四组兔桡骨缺损处,在4,8周分别行大体、X线片和组织学观察,8周时行力学测试。结果 当CPPF占CPC/CPPF复合材料的30％时,最大抗压负荷及抗弯负荷均优于其他组(p＜0.05),组织学显示人工复合材料与骨组织界面结合最为紧密,材料降解速率与组织成骨速率最接近,成骨性最佳,比例最优。结论 通过向CPC/CPPF中加入一定比例颗粒骨来调节复合材料降解速率,使之与兔桡骨成骨速率相适应,以获得修复兔桡骨缺损的最佳复合人工骨。     

富血小板血浆对组织工程骨血管化的作用研究

目的探讨自体富血小板血浆（PRP）在骨缺损部位骨组织修复过程中局部血管化方面的作用。方法对新西兰大耳白兔进行自体PRP的制备,同时在双侧下颌角处制造骨组织缺损创伤模型,以骨组织缺损部位所加入移植材料的不同随机分为3组,A组（实验组）：PRP＋牛凝血酶＋羟基磷灰石生物陶瓷（HA）;B组（对照组）：全血＋牛凝血酶＋HA;C组（空白组）骨缺损部位不作任何处理,直接原位周围软组织缝合。分别在术后第2、4、8 w观察局部新生血管化情况。结果术后第2 w,A组和B组可见有大量的纤维结缔组织,其中A组可见较多新生血管,C组可见少量新生纤维结缔组织,但未见明显新生毛细血管;术后第4 w,A组和B组可见大量新生血管,但A组优于B组,C组仅见少量纤维结缔组织增生;术后第8 w,A组和B组骨缺损基本修复,A组血管数量较B组少。结论在促进骨组织缺损修复方面,PRP具有进一步加速局部血管化形成的作用。