携载rhBMP-2微球的新型复合人工骨的释药及成骨活性研究

目的 制备一种具有良好降解性和成骨活性，可注射的自凝固新型骨修复材料。方法制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合。制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。测定了复合材料释药速度，将复合材料及rhBMP-2-CPC分别植入兔双侧股骨髁骨缺损区域，通过X线、组织学观察比较不同时期材料的降解及成骨情况。结果 复合材料各时间点的体外释药量均大于单纯rhBMP-2／CPC组．与单纯rhBMP-2／CPC材料相比较，复合材料植入体内后不同时间点材料的降解和新骨生成均高于单纯rhBMP-2／CPC植入组。结论 rhBMP-2／PLGA微球的掺入可明显加快rhBMP-2的释放。提高材料的降解速度和成骨活性。     

携载rhBMP-2微球的新型可注射自凝固复合人工骨的制备及特性研究

[目的]制备一种具有良好降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。[方法]制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合，制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。探讨了材料的特性，包括形貌、固化时间、抗压强度及反映材料体外降解速度的指标一体外降解液Ca、P浓度变化，测定复合材料rhBMP乏的释药速度及体外诱导MSCs细胞成骨分化的能力。[结果]与单纯CPC-rhBMP-2相比，复合材料的固化时间少量增加，抗压强度下降明显。体外降解速度及体外释药明显提高，释放的rhBMP-2具有骨诱导活性。[结论]rhBMP-2／PLGA微球／磷酸钙骨水泥新型复合人工骨是具有良好应用前景的骨修复材料。     

复合rhBMP-2壳聚糖微球可注射磷酸钙骨水泥制备及成骨性能研究

[目的]研究复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)壳聚糖微球的可注射磷酸钙骨水泥的成骨性能,从而构建一种具有骨传导和骨诱导性的新型可注射性植骨材料.[方法]制备负载rhBMP-2壳聚糖微球磷酸钙骨水泥材料,并将单纯磷酸钙骨水泥和单纯壳聚糖微球磷酸钙骨水泥材料作为对照.检测负载rhBMP-2壳聚糖微球骨水泥的rhBMP-2体外释药.在体外将青山羊骨髓干细胞(MSCs)与3种材料浸提液共同培养,通过检测碱性磷酸酶活性和骨钙素含量评价MSCs成骨分化.在体内,将3种材料植入青山羊骨缺损模型,通过组织学检测研究复合材料成骨能力.[结果]rhBMP-2在1 d时的释放量为12.6%,随后呈持续缓慢释放.在培养7、14 d,负载rhBMP-2壳聚糖微球磷酸钙骨水泥复合材料浸提液可显著提高MSCs的ALP活性和骨钙素含量,差异有统计学意义(P<0.05).组织学显示负载rhBMP-2壳聚糖微球磷酸钙骨水泥复合材料的新骨形成均优于其他组.[结论]复合rhBMP-2壳聚糖微球的可注射磷酸钙骨水泥复合材料是一种有应用前景的新型可注射骨移植材料.     

明胶微球/rhBMP-2/CPC的制备及其异位成骨效应研究

目的：制备多孔复合材料明胶微球／rhBMp-2／CPC并研究其异位成骨效应。方法：双相乳化冷凝聚合法制备明胶微球,京尼平进行交联,喷金后电镜观察。交联微球携载rhBMP-2,以2．5％的比例掺入磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cements,CPC）固化,制成实验用多孔明胶微球／rhBMP-2／CPC,rhBMP-2／CPC作为对照组．两组材料固化后分别浸入生理盐水,1、3周后进行生物力学压缩实验,扫描电镜观察材料断面：ELISA法测定不同时间点生理盐水中rhBMP-2浓度,计算rhBMP-2的累积释放量。材料植入小鼠大腿肌袋,术后3周处死小鼠,切取材料及周围组织,HE染色后进行组织学观察,同时测定材料周围组织中碱性磷酸酶及钙含量。结果：交联的明胶微球呈规则圆形,粒径（62±18）um,分散性好。1、3周后实验组材料断面可见大量大孔形成,对照组未见明显大孔,实验组的总孔径率、大孔率及rhBMP-2的累积释放量均高于对照组：3周后实验组最大压缩强度（7．8±1．2）MPa,较对照组（11.2±1．6）MPa稍低。HE染色两组均可见软骨形成,但实验组更多,碱性磷酸酶及钙含量测定实验组分别为（4.33±0．52）IU／g和（6．12±1.22）ug／mg,高于对照组的（2．67±0．23）IU／g和（3．12±0．41）ug／mg。结论：明胶微球／rhBMp-2／CPC在微球降解后形成多孔磷酸钙复合材料,使rhBMp2的释放量增加,具有强大的异位成骨性能,是一种优秀的骨组织工程材料。     

新型可注射可降解磷酸钙骨水泥对成骨作用影响的实验研究

目的比较单纯的、添加锌锶等元素及复合rhBMP-2的新型可注射可降解磷酸钙骨水泥(CPC)植入机体后的降解及成骨作用,检验材料及其改进剂型在临床应用的可能性。方法将24只雄性新西兰白兔随机分为A,B,C三组,分别为9、9和6只,制备双侧胫骨结节骨缺损模型；于骨缺损处分别置入：A组为单纯新型可注射可降解CPC材料,B组为含锌锶等微量元素的该CPC材料,C组为该CPC材料与rhBMP-2的复合物。观察其全身及植入局部反应,术后4、8、16周取材CT扫描、肉眼及光学显微镜观察材料植入后的局部反应情况并对比观察该三种材料的降解及骨生长情况。组织切片摄像后,每组每时间点各取5幅相片用软件进行图文处理,求得术后骨组织切片中骨组织含量百分比。结果CT扫描、肉眼及光学显微镜观察发现单纯的和含锌锶等微量元素的CPC材料可引导新骨形成,但新骨形成少且慢,与材料降解不同步；复合rhBMP-2的CPC材料组新生骨形成多而早,基本与材料降解同步。术后骨组织含量百分比测定,A组为(41．7±16．6)%,B组为(31．2±12．2)%,C组为(71．7±21．0)%,复合BMP的CPC材料组术后骨组织切片中骨组织含量显著高于另外两组(P＜0．01)。结论复合rhBMP-2的可注射可降解CPC材料可较早地诱导新生骨生成,与单纯的及含锌锶等微量元素的可注射可降解CPC材料相比,更适合于临床使用。     

rhBMP-2/CPC对骨质疏松骨缺损的治疗作用的研究

目的 探讨磷酸钙骨水泥复合rhBMP-2对骨质疏松骨缺损的治疗作用.方法 以卵巢切除法对10只成年山羊去势,低钙膳食6个月后建立骨质疏松模型;手术去除每只动物L2、L4椎体部分侧方骨质,造成约5 mm×10 mm×10mm大小骨缺损,将动物随机分成2组,一组植入rhBMP-2/CPC作为实验组,另一组植入CPC作为对照组;术后1周、9周分别采用双能x线吸收骨密度仪检测手术椎体骨密度、CT三维成像观察骨缺损愈合情况,术后9周手术椎体进行牛物力学检测,制作椎体不脱钙切片进行骨组织计量学分析.结果 术后骨密度检测实验组与对照组间差异无显著性,但实验组在骨缺损愈合状况、骨小梁微结构及骨牛物力学性能等方面均显著优于对照组.结论 应用rhBMP-2/CPC能改善局部骨质疏松,促进骨质疏松骨缺损愈合,达到治疗骨质疏松骨折骨缺损的目的 .     

聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥复合材料修复骨缺损的实验研究

目的：探讨聚磷酸钙纤维（calcium polyphosphate fiber，CPPF）和磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cement．CPC）复合材料修复骨缺损的能力及作为人工骨修复替代材料的可行性。方法：选用新西兰大白兔双侧桡骨制作骨缺损模型，将CPPF／CPC复合材料植入左侧骨缺损处，右侧骨缺损以自体微小颗粒骨植入作为实验对照，另做不植入任何物质的骨缺损作空白对照。在2、4、8、12周时分别进行大体观察、X线摄片、组织学切片观察，8、12周时进行扫描电镜观察及骨密度测定，12周时进行力学测试。结果：CPPF／CPC人工骨组与微小颗粒骨组骨缺损均完全修复，空白对照组骨缺损未见修复，CPPF／CPC与微小颗粒骨两组间X线评分、骨密度及力学测试指标比较，差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论：CPPF／CPC复合材料具有良好的骨传导能力、力学特性及生物相容性，有望成为骨组织工程中修复骨缺损的理想材料。     

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。     

磷酸钙骨水泥作为骨形成蛋白载体修复节段性骨缺损及相关研究

目的 制备CPC/BMP复合人工骨，通过动物实验研究其对骨缺损的修复作用及相关问题，探讨临床应用的可能性。方法 参考有关文献方法合成CPC，并将其作为BMP的载体制成CPC/BMP复合物，植入兔桡骨15mm骨缺损处，术后不同时间处死动物。通过生物力学测定，组织学染色分析，电镜扫描及X射线电子能谱分析。X线摄片，无机质含量测定以及骨密度测定等手段观察新骨形成和材料降解情况。同时以单纯的CPC及空白组作为对照研究。综合评价CPC/BMP对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果 术后CPC/BMP和CPC两组动物均无毒性反应。随着时间的延长，血清中碱性磷酸酶浓度逐渐升高，尤以CPC/BMP组显著，提示CPC/BMP复合物和单纯的CPC均可以促进新骨形成，前者新骨形成量大，骨修复能力明显好于后者。CPC/BMP植入2周时可见大量间充质细胞分化，在材料与骨端之间出现一层软骨细胞。4周时软骨细胞向编织骨分化，16周时板骨层骨长人材料并与之相互分割包裹，24周时骨缺损初步修复，新骨密度明显高于CPC组，说明BMP的加入不仅有效地促进了新骨的形成，同时也加速了新骨的钙化。24周组标本生物力学测定结果表明，新骨形成的同时伴随材料的降解，CPC组材料降解速度缓慢，CPC/BMP组降解速度优于CPC组，但24周时仍有部分材料残存。在新骨形成和材料降解过程中可出现血清钙浓度的一过性升高。结论 CPC是BMP的理想载体。CPC/BMP生物活性人工骨对骨缺损有较强的修复能力，可望成为新型的骨缺损修复材料。     

骨形态发生蛋白-2壳聚糖微球复合组织工程支架修复兔股骨髁部骨缺损的实验研究

目的 探讨重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)壳聚糖缓释微球复合聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙(PLGA/TCP)支架修复骨缺损的可行性和有效性.方法 取健康成年新西兰大白兔45只,在40只实验动物股骨髁部制备0.6 cm×1.0 cm骨缺损.实验分4组:A组:缺损组,B组:用PLGA/TCP空白支架修复骨缺损,C组:用等量rhBMP-2复合PLGA/TCP支架修复骨缺损,D组:用rhBMP-2壳聚糖微球复合PLGA/TCP支架修复骨缺损,每组10只动物.另5只动物为正常对照组(E组).应用X线、Micro-CT和组织病理学等方法检测术后4、12 周各实验组骨缺损修复效果.结果 术后4周X线片示:A组无新骨形成.B组有少量新生骨影像形成,C、D组骨缺损部位均有新骨影像形成.术后12周,Micro-CT结果显示:D组骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数目等指标均优于B组和C组,差异均有统计学意义(P<0.05),A组末检测到上述指标.术后4剧,D组可见大量骨组织形成,有部分成熟的骨小梁,PLGA/TCP支架大部分被降解.吸收.术后12周,D组支架和微球完全降解.骨缺损被成熟骨取代;B、C、D组骨长入率分别为5.78%±1.21%、37.26%±6.45%、74.25%±8.91%,3组之间比较差异均有统计学意义(P<0.05).结论 复合rhBMP-2壳聚糖微球的PLGA/TCP支架具有良好的骨缺损修复效果,临床应用前景较好.     

载骨髓间充质干细胞的磷酸钙骨水泥的制备

[目的]观察载骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)明胶微球磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)的理化性质,探究新型CPC的制备。[方法]制备载MSCs的明胶微球后,分别以0%(A),2.5%(B),5%(C),10%(D)的质量比(w/w)与CPC复合。测定其抗压强度、初凝时间、孔隙率和大孔率等理化性质,进一步检测MSCs在CPC中的成长情况。[结果]在各组CPC中MSCs均生长良好,且与空白对照组比较,随着明胶微球比例的增大,各组CPC的抗压强度逐步降低,初凝时间延长,孔隙率增大,大孔率增高(P<0.05)。[结论]载MSCs的明胶微球与CPC的质量比为5%时,CPC的理化性质最为理想,细胞生长良好,此结果为下一步体内实验奠定了坚实的基础。     

多孔双相陶瓷复合重组人骨形态发生蛋白-2和碱性成纤维细胞生长因子缓释微球的异位成骨活性

目的 观察复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)缓释微球的多孔双相陶瓷(BCP)异位成骨活性.方法 A组(rhBMP-2+bFGF缓释微球/BCP)、B组(BCP)、C组(bFGF缓释微球/BCP)、D组(rhBMP-2缓释微球/BCP),其中bFGF和rhBMP的浓度各为5、15μg.规格均为3mm×8mm×28mm.将材料植入兔背部肌袋内,术后4、8、12周分别取材,行大体、组织学观察,测量新骨面积和血管生成.结果 8、12周A组成骨活性较其他组优,差异有统计学意义 (P<0.05).A组4周材料中有较多间充质细胞,并有少量毛细血管的生长;8周时可见散在分布的不成熟新生骨组织,材料基本降解;12周时出现成熟度较低的编织骨,为膜内成骨.结论 BCP复合rhBMP-2和bFGF缓释微球具有良好的异位成骨活性.

Abstract：

Objective To investigate the heterotopic bone formation ability of biphasic ceramics phosphate (BCP) combined with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) and basic fibroblast growth factor (bFGF) microspheres.Methods The rabbits were divided into group A (rhBMP-2+bFGF/BCP), group B (BCP), group C (bFGF/BCP), and group D (rhBMP-2/BCP). The concentrations of bFGF and rhBMP were 5 μg and 15 μg, respectively. All the samples were 3 mm×8 mm×28 mm in size. The muscle pouches of the rabbits were implanted with the samples. The ectopic bone formation was evaluated in the following aspects: histology, osteogenic area, and blood capillary number at 4th, 8th and 12th week after operation.Results At any specified time point, the value of the heterotopic bone formation was significantly higher in group A than other groups (P< 0.05). The histological analysis showed that group A had more mesenchymal (MES) cells and fewer blood capillaries at 4th week after operation. At 8th week, the composite was degradated and diffusely distributed, and the immature new bone was found. There were low-grade mature woven bones at 12th week, and the membranous bone formation occurred.Conclusion BCP combined with rhBMP-2 and bFGF microspheres has good heterotopic bone formation ability.     

微管仿生人工骨对犬骨髓基质细胞生物学行为的影响

[目的]研究不同微管结构仿生人T骨对犬骨髓基质细胞（BMSCs）增殖和分化的影响。[方法]仿生人工骨分为正交结构（A组）和同心结构（B组），以磷酸钙骨水泥（CPC）／重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）（C组）、单纯CPC（D组）为对照组：梯度密度离心法获取犬骨髓单个核细胞，取第3代与人工骨复合培养。通过荧光显微镜、扫描电镜观察细胞在人工骨表面附壁和生长情况；以MTT实验检测各组细胞增殖能力；测定碱性磷酸酶（ALP）检测BMSCs的成骨活性：[结果]细胞在各组人工骨表面黏附、生长，以A、B组数量较多；MTT法检测显示A、B、C组吸光度（A）值大于D组（P〈0．05）、A、B、C组A值相似（P〉0．05）；ALP测定显示ALP活性A、B组〉C组〉D组（P〈0．05），A、B组间差异无统计学意义（P〉0．05）。[结论]微管结构仿生人工骨与犬BMSCs有良好的生物相容性，是BMP的良好缓释载体，可以促进犬骨髓基质细胞向成骨方向分化.     

黄骨髓对兔骨折愈合影响的实验研究

[目的]研究自体黄骨髓一期移植对骨折愈合作用的实验疗效,观察黄骨髓是否具有成骨能力,为进一步临床应用提供理论依据。[方法]36只新西兰大白兔随机分为3组,建立左侧胫骨骨折延迟愈合模型,A组仅以钢板内固定;B组钢板内固定后,植入空白明胶海绵,C组钢板内固定后,植入黄骨髓与明胶海绵复合物。术后每组分别于2、4、8、12周各处死3只动物,进行影像学检测、大体观察及HE染色检查,观察骨折愈合情况及骨痂形成情况。[结果]A组及B组在术后4周只可见少量骨痂形成,而C组在术后2周即可见骨痂形成,术后4周可见大量骨痂形成,至术后8周C组骨折线消失,而A、B组骨折线仍可见;术后12周,A、B组仍可见骨折线存在。[结论]黄骨髓在骨折后能明显促进骨折愈合,在预防骨不连或骨折延迟愈合中具有重要作用。     

纳米化仿生诱导骨的构建及促进兔横突间融合研究

目的 探讨纳米化仿生诱导骨促进兔脊柱融合的可行性.方法 成骨化兔脂肪基质细胞(ADSCs)接种在纳米级β磷酸三钙/壳聚糖/聚已内酯基质,构建纳米化仿生诱导骨;建立兔腰5～6横突间融合模型,A组纳米化仿生诱导骨,B组自体髂骨,C组脂肪基质细胞移植,D组空白支架,E组rhBMP-2注射.行影像学、组织学、免疫组化、新骨及诱导因子定量分析等检查.结果 A组融合能力最强,融合率100%、新骨面积比(87.32±1.68)%、BMP含量及力学指标(128±19)、(331.56±3.21)N、(526.78±3.19)Nmm均高于其他组,差异有统计学意义(P＜0.05);B、C组次之,E组新骨生长不明显,融合相对延缓.D组未融合.结论 仿生诱导骨能强化骨再生,促进脊柱融合.     

多孔双相陶瓷复合重组人骨形态发生蛋白-2和碱性成纤维细胞生长因子缓释微球的生物相容性

目的 观察复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)缓释微球的多孔双相陶瓷(BCP)组织相容性.方法 A组(rhBMP-2+bFGF缓释微球/BCP)、B组(单纯BCP)、C组(bFGF缓释微球/BCP)、D组(rhBMP-2缓释微球/BCP)和E组(不含BCP).其中bFGF、dlBMP的浓度各为5、15μg,材料均为5 mm×5 mm×1mm.采用体外细胞培养的方法测定细胞黏附能力、浸提液对于兔骨髓基质细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响及体外诱导BMSCs成骨分化的能力.结果 细胞在材料上黏附、生长良好.各组噻唑蓝(MTT)吸光度值、碱性磷酸酶(ALP)值均随培养时间的延长而增大.A组与B、D和E组比较对MSC有显著的促增殖作用,但低于C组(P<0.05).A组ALP活性显著高于B、C和E组,但低于D组(P<0.05).结论 复合rhBMP-2和bFGF缓释微球的BCP具有良好的生物相容性.     

In vivo degradation and new bone formation of calcium phosphate cement-gelatin powder composite related to macroporosity after in situ gelatin degradation

Calcium phosphate cement (CPC) is reported to have excellent biocompatibility and osteoconductivity. However, its biodegradability must be improved to promote bone regeneration. We have mixed gelatin powder with CPC to create a composite containing macropores with interconnectivity. Sixty rabbits were grouped as follows: 85 wt% CPC to 15 wt% gelatin powder (C15), 90 wt% CPC to 10 wt% gelatin powder (C10), 100 wt% CPC (C0) as control group and Sham group. Trabecular bone defects of distal femurs were made and implanted with the composites. The femurs were harvested for histomorphometry at 4, 12, 24 weeks after implantation, and mechanical testing at 3 days, 1, 4, 12, 24 weeks. Compared with C0, X-ray and micro-CT results of the composites revealed a progressive increase in the amount of CPC-gelatin powder composite which was replaced by trabeculae. New bone area increased from 3.8 to 18% in C10, and 4.2 to 22% in C15, residual composite area decreased from 65 to 31% in C10, and 70 to 20% in C15. The compressive strength of C15 was 9.2 MPa, which was inferior to 14.6 MPa (normal cancellous bone), but was 27.4 MPa in C10 at 1 week. Further improvement of this composite may make a suitable scaffold for bone regeneration.     

兔自体骨髓间充质干细胞体内复合移植的成骨研究

目的 观察兔自体骨髓间充质干细胞（MSCs)体内复合移植的成骨能力，以寻求理想的MSCs载体。方法将10只新西兰大白兔随机分成A、B两组，从自体骨髓中分离出MSCs，体外培养并扩增后分别与相同大小的小牛脱钙骨（DBCB），自固化磷酸钙人工骨（CPC）复合移植于两组大白兔左侧骶棘肌中，同时右侧骶棘肌分别植入相同大小的DBCB，CPC作空白对照；16周后取出标本，观察成骨情况并行组织学检查。结果 A组5例：MSCs DBCB侧均发现有新骨组织形成，单纯DBCB侧3例被完全吸收，降解，2例大部分吸收，降解；B组5例；MSCs CPC侧和单纯CPC侧均未见骨组织形成，植入物也无明显吸收，结论 自体骨髓MSCs在适合载体负载下可在体内自动分化成骨，DBCB是MSCs的良好载体之一。