制动影响关节软骨愈合的实验研究

人们对关节软骨损害和修复的研究已有１５０多年历史。Ｈｕｎｔｅｒ〔１〕在１７４３年就对人体关节软骨的退行性变进行了观察，认为软骨的溃疡性改变几乎不可能修复。Ｓａｌｔｅｒ〔２〕等用石膏制动家兔膝、踝关节，观察到关节软骨的破坏。在后来的其他研究中，常用制动...     

关节软骨愈合和再生研究的现代进展(二)

3　关节面损伤的恢复根据关节面 (包括关节软骨和软骨下骨 )损伤的生物学恢复进行研究 ,即可发现要想达到关节面恢复可提出两种可能。一种方法是增强关节软骨和软骨下骨的自身愈合能力 ;另一种方法是通过软骨细胞、软骨原细胞或具有生长新软骨能力的组织移植 ,再生新的关节面 ,即关节面生物学重建。下面就这两种方法分别加以讨论。3 1　增强关节软骨和软骨下骨内在愈合能力的治疗　传统促进损伤关节软骨和软骨下骨内在愈合能力的方法 ,主要靠来自骨髓穿过软骨下骨的髓内多极细胞 (ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｅｌｌ)或通过力学的、电流…     

关于关节软骨愈合和再生研究的现代进展(四)

3 .2 .3　同种异体软骨细胞移植 (ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｇｅｎｉｃｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ)　同种异体软骨细胞移植治疗关节软骨缺损 ,在一些实验研究 (特别是兔 )中 ,获得成功[1] 。但是 ,那些成功的动物实验 ,并不包括马的实验在内[2 ,3] 。Ｆｒｅｅｄ等[1] 在观察研究同种异体软骨细胞移植修复关节软骨缺损时发现 ,将取自一个兔膝的关节软骨细胞经术后多羟基乙酸 (ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｌｉｃａｃｉｄ)培养 1个月 ,植于另一兔膝关节的关节软骨缺损上时 ,仅产生很轻微的免疫反应。实验研究者们指出培养可使由细胞…     

关节软骨愈合和再生研究的现代进展(一)

经过许多学者的大量长期研究观察已经证实 ,关节软骨损伤后愈合能力非常有限 ,如果关节软骨缺损的直径超过 2～ 4ｍｍ ,即使损伤关节采取连续不断的被动运动 ,也很少能起到促进关节软骨愈合的作用[1～ 12 ] 。Ｈａｒｄａｋｅｒ等[13 ] 于 1990年报告 ,膝关节损伤的 16% (2 1/ 132 )可引起关节内出血 ,关节内出血又进一步损伤关节面软骨 ,以致形成关节炎[14 ] 。Ｔｗｙｍａｎ等在骨骼成熟前 ,跟踪观察了膝关节剥脱性骨软骨炎 2 2例直到平均年龄 34岁时 ,发现 32 %有中度或重度骨性关性节炎的Ｘ线改变 ,仅 5 %膝关节功能良好 (Ｈａｒｄａｋｅ…     

关节软骨愈合和再生研究的现代进展(三)

3 2　关节面生物学重建治疗关节面生物学重建技术 ,又可分为使用单软骨原细胞的细胞移植与使用全组织的组织移植两种。由软骨基质游离的软骨细胞移植到培养皿上 ,使细胞数量增加 ,这就可以以少量组织达到软骨形成成为可能。本方法成功的关键是在移植后 ,将移植细胞保持固定在关节面的损伤部位。其难度决定于关节软骨缺损的大小 ,通常关节软骨大缺损或全关节面缺损大于小的边界清楚的关节软骨缺损。对于全组织移植固定较容易 ,因为用全组织移植时 ,可重建整个关节的关节软骨缺损的大体形状和大小。在这种情况下 ,移植组织可以缝线固定到软骨…     

同种异体兔耳软骨ECM复制兔耳软骨的实验研究——软骨组织工程的…

我们这项研究旨在寻求一种能够避免组织移植和人工材料的缺点，又能获得自体组织移植相同的效果的移植材料，选用１０只纯种新西兰大耳白兔，导体兔耳软骨细胞外基质，兔耳软骨缺损分别以下列四组方式修复：（１）兔耳软骨ＥＣＭ＋兔耳软骨骨膜。（２）兔耳软骨ＥＣＭ，（３）兔耳软骨膜，（４）空白，术后６、１２、２４、４８周分别切取修复区域标本，做ＨＥ、奥新蓝两种染色，结果显示，ＥＣＭ植入体内后６周有轻度的炎症反应，术     

同种异体兔耳软骨ECM复制兔耳软骨的实验研究──软骨组织工程的实验研究预试验报告

我们这项研究旨在寻求一种能够避免组织移植和人工材料的缺点，又能获得自体组织移植相同的效果的移植材料。选用１０只纯种新西兰大耳白兔，异体兔耳软骨细胞外基质（ＥＣＭ）。兔耳软骨缺损分别以下列四组方式修复：①兔耳软骨ＥＣＭ＋兔耳软骨骨膜，②兔耳软骨ＥＣＭ，③兔耳软骨膜，④空白。术后６、１２、２４、４８周分别切取修复区域标本，做ＨＥ、奥新蓝两种染色。结果显示，ＥＣＭ植入体内后６周有轻度的炎症反应，术后１２周炎症异物反应消失，ＥＣＭ周边无包裹现象，术后１２周骨膜细胞长入ＥＣＭ，但细胞排列不规则。术后２４周、４８周ＥＣＭ仍然存在，无吸收现象，软骨膜与ＥＣＭ覆着处细胞长入ＥＣＭ，排列较１２周时规则，呈奥新蓝反应强阳性。结论：①ＮＥＣＭ可以作为组织充填物而长期存在并有较好的组织亲和性和相容性，因此有希望成为新一代的组织替代物。②ＮＥＣＭ可以诱导软骨膜细胞向其中生长而重建软骨，因此软骨ＮＥＣＭ有可能是复合生长因子。③软骨膜可以作为软骨ＮＥＣＭ复制软骨组织的细胞来源。④根据本实验观察一年的结果证明应用兔耳软骨ＥＣＭ，可以复制出新的软骨。     

胎兔及成兔耳软骨创伤愈合的形态学观察

软骨创伤愈合是整形外科的一个重要问题。关节软骨破坏后依靠纤维组织愈合 ,直接影响到关节的抗压性能及关节活动 ,甚至造成关节强直。我们从胎儿皮肤无瘢痕愈合现象得到启示 ,在怀孕 2 3ｄ的胎兔耳上制作了胎兔软骨创伤愈合模型 ,并比较观察了胎兔和成兔耳软骨创伤愈合的过程。1　材料和方法1 1　动物选择　选择怀孕 2 3ｄ(孕期为 31ｄ)的日本大耳白兔 15只 ,成兔 15只。孕兔随机分为 5组 ,每组 3只。每只孕兔取两只胎兔于其左耳部做切口 ,右耳作对照。第 1,2 ,3组分别于创伤后第 1,3,6ｄ取材 ,第 4 ,5组于创伤后 14 ,2 1ｄ取材。成兔随…     

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。     

Expression and Role of Interleukin-6 in Distraction Osteogenesis

Distraction osteogenesis is a special form of bone healing in which well-controlled distraction stresses and consequent tensile strains within callus tissue induce very efficient new bone formation. Proinflammatory cytokines are involved during the early phase of fracture healing and callus remodeling. Temporal expression patterns of proinflammatory cytokines were assessed in Sprague-Dawley rat tibial models of distraction osteogenesis and acute lengthening, and only interleukin-6 (IL-6) was found to be specifically induced during the distraction phase. IL-6 immunoreactivity was detected not only in hemopoietic cells and osteoblasts but also in the spindle-shaped cells of the fibrous interzone, where most of the tensile strains are concentrated. In vitro study revealed that IL-6 did not affect the proliferation of C3H10T1/2 cells, mouse bone marrow stromal cells (MSCs), or MC3T3-E1 cells; but its blocking antibody reduced the proliferation of C3H10T1/2 cells and MSCs. The mRNA expression of COL1A1 and osteopontin were not changed by IL-6 or its blocking antibody, but the alkaline phosphatase activities of MC3T3-E1 cells were increased by IL-6 and decreased by its blocking antibody. These findings indicate that IL-6 is a proinflammatory cytokine that responds to tensile strain during distraction osteogenesis. IL-6 negatively affects the proliferation of primitive mesenchymal cells, whereas the differentiation of more mature osteoblastic lineage cells is enhanced by IL-6 in vitro. IL-6 appears to be one of the cytokines involved in the complex network of signal cascades evoked during distraction osteogenesis and may differentially affect immature and mature osteoblastic lineage cells.     

Demineralized Bone Matrix Injection in Consolidation Phase Enhances Bone Regeneration in Distraction Osteogenesis via Endochondral Bone Formation

Background

Distraction osteogenesis (DO) is a promising tool for bone and tissue regeneration. However, prolonged healing time remains a major problem. Various materials including cells, cytokines, and growth factors have been used in an attempt to enhance bone formation. We examined the effect of percutaneous injection of demineralized bone matrix (DBM) during the consolidation phase on bone regeneration after distraction.

Methods

The immature rabbit tibial DO model (20 mm length-gain) was used. Twenty-eight animals received DBM 100 mg percutaneously at the end of distraction. Another 22 animals were left without further procedure (control). Plain radiographs were taken every week. Postmortem bone dual-energy X-ray absorptiometry and micro-computed tomography (micro-CT) studies were performed at the third and sixth weeks of the consolidation period and histological analysis was performed.

Results

The regenerate bone mineral density was higher in the DBM group when compared with that in the saline injection control group at the third week postdistraction. Quantitative analysis using micro-CT revealed larger trabecular bone volume, higher trabecular number, and less trabecular separation in the DBM group than in the saline injection control group. Cross-sectional area and cortical thickness at the sixth week postdistraction, assessed using micro-CT, were greater in the regenerates of the DBM group compared with the control group. Histological evaluation revealed higher trabecular bone volume and trabecular number in the regenerate of the DBM group. New bone formation was apparently enhanced, via endochondral ossification, at the site and in the vicinity of the injected DBM. DBM was absorbed slowly, but it remained until the sixth postoperative week after injection.

Conclusions

DBM administration into the distraction gap at the end of the distraction period resulted in a significantly greater regenerate bone area, trabecular number, and cortical thickness in the rabbit tibial DO model. These data suggest that percutaneous DBM administration at the end of the distraction period or in the early consolidation period may stimulate regenerate bone formation and consolidation in a clinical situation with delayed bone healing during DO.     

应用外置式牵引成骨治疗中面部发育不良

目的应用外置式牵引成骨治疗中面部发育不良。方法选用LeFortIII型截骨法在眼眶、中面部截骨,完全脱开颅底和上颌骨的连接,在颅骨上安装外置式颅面牵引器。术后7d开始牵拉,每天前移1mm;中面部到达良好位置和咬合关系时,停止牵拉,固定颅面骨牵引装置2～4个月。结果完成的15例患者,中面部平均前移9.7mm,并下移1.5mm;术后面部外形明显改观,突眼度明显好转;2/3病人治疗后睡眠时呼吸阻塞症状明显好转。2例固定脚处有头皮感染。随访平均4月,中面部外形维持良好。结论外置式牵引成骨技术可以有效治疗中面部发育不良。     

rhBMPs对山羊下颌骨较大速率DO成骨的影响

目的研究在下颌骨较大速率牵引成骨术(DO)中应用重组人骨形成蛋白(rhBMPs)对成骨的影响,探讨下颌骨较大速率DO的可行性。方法12只山羊双侧下颌骨行DO,山羊及左右下颌骨随机化分为实验侧、对照侧,一只山羊作为正常标本。术中预置牵开间隙3.5mm,实验侧应用rhBMPs,延迟期为3d,牵引速率为1.5mm/d,分3次牵引,延长幅度为20mm。3、5、7、12周行大体、X线、骨密度、生物力学和组织学观察。结果延长幅度达到20mm,自固定期3周开始观察,牵引间隙新骨的再生形成及成熟改建仍是连续的骨愈合过程。固定期5周时,大体及X线观察表明实验侧已形成良好的骨皮质连续性,密度近于正常骨,而对照侧牵引间隙中间区却存在骨不连或间隙存在。组织学显示DO过程仍然是膜内成骨,对照侧牵引间隙中央可见中央区纤维连接、软骨改变,周边区可见新骨组织形成。生物力学三点弯曲实验显示实验侧在5周时接近正常骨,与对照侧有显著差异。骨密度随时间递增,实验侧在各时间点均高于对照侧。本实验条件下在5周后拆除牵引器较为可靠。结论较大速率DO的骨再生形成也是一个连续的膜内成骨过程。rhBMPs在较大速率和较大幅度DO中的应用能够加速骨的再生和愈合速...     

硫酸钙人工骨对山羊下颌骨牵引成骨的影响

目的建立山羊双侧下颌骨牵张成骨实验动物模型,探讨硫酸钙人工骨对山羊下颌骨牵引成骨区新骨生成的作用及局部使用硫酸钙对血清总钙的影响。方法8只山羊随机分为A组（硫酸钙组）和B组（对照组）．建立牵引成骨（Distraction Osteogenesis,DO）模型。A组预牵开3mm间隙,注入硫酸钙人工骨;B组常规牵引：两组均于术后第5天开始,以0．5mm／12h的速度牵引,A组连续牵引7d,B组连续牵引10d,两组颌骨总延长距离均达到10mm。术前及术后早期检测血清碱性磷酸酶（ALP）和血清总钙浓度。牵引结束后第6周取材,对新生骨大体标本、影像学、组织学、骨密度及生物力学等指标进行观察检测。结果所有山羊下颌骨均延长了约10／mm,A组血清ALP浓度、新生骨小梁面积百分比、骨密度及三点弯曲断裂最大载荷值均比B组高（P〈0．05）,而血清总钙浓度与B组相比差别无显著性（P〉0．05）。结论动物实验表明,硫酸钙人丁骨在牵引成骨的早期对新骨的形成具有促进作用．且局部应用硫酸钙对血清总钙浓度无明显影响．具有良好的生物相容性。     

较大速率牵引成骨术对山羊下牙槽神经的影响

目的 研究较大速率牵引成骨术(DO)对山羊下牙槽神经(IAN)的影响,探讨下颌骨较大速率DO的可行性.方法 9只山羊双侧下颌骨行DO,术中预置牵开间隙3.5 mm,延迟期为3 d,牵引速率为1.5 mm/d,分3次牵引,延长幅度为20 mm.3、5、7、12周行X线、大体和组织学观察.结果 下牙槽神经管周壁完整,血管神经束表面光滑,外观未见神经损伤,牵引完成后初期(3周),IAN表现为较为广泛的Waller变性,中后期(5～7周)神经有再生修复改变,神经内膜及束膜完整,12周时已趋于正常,亦无纤维化改变.结论 下颌骨DO术中预置间隙(3.5 mm),缩短延迟期(3 d),适当提高牵引速率和频率(1.5 mm/d,3次/天),IAN的退行性变是可逆的.     

下颌骨牵张成骨的有限元模拟

目的：建立下颌骨牵张成骨的有限元模型,以了解下颌骨牵张成骨形变发生的生物力学基础和形变规律。方法将下颌骨CT数据导入Mimics 10.1,按临床设计的截骨线位置进行模拟截骨,然后将数据输入Magics 9.9中进行模型优化。输入Ansys 12.0建模,并进行下颌骨牵张成骨的模拟。结果牵张成骨的位移变化、应力及软组织改变均可直观有效地模拟。结论有限元分析可以总结手术效果,分析应力分布及软组织阻力方向,提出治疗过程的改进意见。     

骨基质明胶影响狗下颌骨牵张成骨的实验研究

目的探讨在牵张区截骨部位加入骨基质明胶（Bone matrix gelatin，BMG），以诱导骨的再生，促进牵张区骨痂愈合，并缩短间歇期及固定期，提高成骨质量，减少并发症。方法选用6只雄性成年杂种狗，随机选取一侧作为实验组（牵张区截骨部位加入BMG），另一侧作为对照组。分别在下颌骨体部安放牵张器，共牵张7d，通过不同时间点的X线观察、组织学观察和灰度分析来评价骨牵张的程度。结果计算机辅助灰度间接计量统计学分析结果：第1周时，对照组和实验组的骨密度间接计量值，两者比较差异无统计学意义。第3周、5周、8周时，对照组和实验组的骨密度间接计量值，两者比较，差异有统计意义。结论在牵张区截骨部位加入BMG，能够诱导骨的再生，可促进牵张区骨痂愈合，缩短牵张成骨整个过程．提高成骨质量，减少并发症。     

bFGF对体外关节软骨细胞创伤愈合与增殖的影响

目的：探讨碱性成纤维细胞生长因子（ｂａｓｉｃ ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ,ｂＦＧＦ）对关节软骨细胞创伤愈合与增殖行为的影响。方法;采用体外创伤愈合模型及ＭＴＴ比色方法,对软骨细胞创伤愈合与增殖行为进行分析。结果：ｂＦＧＦ浓度为５ｎｇ／ｍｌ时,即可显著促进软骨细胞创伤愈合,浓度为５０ｎｇ／ｍｌ时,其促进作用达到最大值。     

Noninvasive Quantitative Assessment of Bone Healing After Distraction Osteogenesis

One of the greatest challenges of limb lengthening and deformity correction is deciding when the bone has healed enough to remove the external fixator. Standard radiography is the most common imaging method used to assess bone healing after distraction osteogenesis because it is widely available, cheap, and relatively safe. However, other imaging technologies and methods are being investigated that will help quantify bone healing after distraction osteogenesis, providing an objective method for deciding when it is appropriate to remove an external fixator. This review will examine the latest techniques used to assess bone healing after distraction osteogenesis including dual-energy X-ray absorptiometry scans, ultrasound, quantitative computed tomography, and digital radiography (X-ray). Recommendations for clinical practice will be outlined.