显微外科与血管化组织工程组织的构建

血运重建是组织再生的基础，要获得组织工程化组织必须保证植入体内的种子细胞尤其是材料内部的种子细胞能够获得及时充分的营养。因此血供的重建就成为组织工程由基础向临床应用的关键性环节。血液供应的重建方法主要有：利用血管内皮细胞生长因子促进血管生长，采用血管内皮细胞与成骨细胞联合移植的方法，或应用显微外科技术。利用显微外科技术，可通过带蒂筋膜瓣包裹、带血供肌瓣包裹或血管束植入的方法，在构建组织工程化组织的同时建立其血液供应。组织工程化组织在临床应用时，如果修复邻近的缺损，只需在原位进行血管化；但在缺损局部软组织条件差、常常无法找到可供利用的筋膜瓣、肌瓣或血管束的情况下，可异位构建血管化的组织工程组织，二期采用显微外科方法通过带血管的组织移植修复缺损。     

比较带蒂筋膜瓣包裹接种自体红骨髓的组织工程骨修复骨缺损时促血管化成骨与膜诱导成骨作用

目的比较带蒂筋膜瓣包裹组织工程骨在修复骨缺损时促血管化成骨与膜诱导成骨的作用,为临床修复骨缺损提供参考依据。方法采用兔自体红骨髓(autologous red bone marrow,ARBM)及含重组人BMP-2的骨诱导活性材料构建组织工程骨。将4～5月龄新西兰大白兔60只(体重2.0～2.5 kg),随机分为A、B、C 3组,A组16只,B、C组各22只。制备长1.5 cm的右尺骨长段骨-骨膜完全缺损模型,A组于骨缺损处植入组织工程骨;B、C组在骨缺损邻近处制备一筋膜瓣包裹组织工程骨后植入骨缺损,B组将筋膜瓣蒂部切断形成游离筋膜瓣,C组为带蒂筋膜瓣。术后4、8、12、16周,每组随机取4只实验动物,取骨缺损区组织进行大体观察、组织学及免疫组织化学染色观察;8、12、16周B、C组各另取2只实验动物行腋动脉墨汁灌注观察。结果大体观察示,术后4、8周A组有纤维结缔组织形成,B、C组筋膜瓣形成类似骨膜样纤维组织,其中B组有软骨样组织形成,C组有新生骨形成;12、16周A组骨痂形成少,B组新生骨较多,C组骨干形成。组织学观察示,术后4、8周A、B组新生血管和骨小梁极少,C组血管丰富且成熟骨小梁及软骨组织形成;12、16周A组新生血管及骨小梁仍较少,B组血管数量较多且成熟骨小梁显著增加,髓腔结构形成但闭阻;C组血管数量减少,成熟骨结构形成,骨髓腔再通。免疫组织化学染色示,C组各时间点CD105、CD34、Ⅷ因子表达均高于A、B组。骨形态计量分析显示,术后各时间点C组新生骨小梁体积明显大于A、B组(P<0.05);A、B组间除4周差异无统计学意义(P>0.05)外,其余时间点差异均有统计学意义(P<0.05)。血管图像分析显示术后各时间点C组骨修复区内血管再生面积比值明显大于A、B组(P<0.05)。墨汁灌注检查示,各时间点B组成骨区为稀疏的墨染区;C组成骨区墨染数量多且较密集,8周达高峰,之后逐渐减少。结论 带蒂筋膜瓣包裹复合自体ARBM的组织工程骨,早期以促血管化成骨作用占主导地位,后期血管化成骨作用逐渐消失,以膜诱导成骨作用为主。     

带血管肌筋膜包埋促进细胞载体复合体成骨效应与预构骨肌皮瓣的实验研究

目的　研究带血管肌筋膜包裹方法促进植入体种子细胞的成活作用。方法　经解剖分离裸鼠带背阔肌血管蒂的深筋膜 ,包裹人骨髓间充质干细胞 (MSCs)与载体 3 羟基丁酸、3 羟基己酸无规嵌段共聚物复合物 ,另将同样复合物植入裸鼠臀部肌袋中 (无血管蒂 )作为对照。经HE染色、骨桥素的原位杂交、Vonkossa钙染色与图像软件分析评价带血管肌筋膜包裹方法对促进植入体血管化与细胞成活的影响。结果　实验组术后 2周的骨桥素表达与 4周的钙染色程度均高于对照组。结论　带血管肌筋膜的包裹能促进组织工程植入物血管化与种子细胞的成活 ,从而能促进成骨。     

组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨研究

目的 研究仿生制备的组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法 采用人工合成双相羟基磷灰石(HA／β-TCP)为支架材料，与聚-DL-乳酸(PDLLA)复合后再复合Ⅰ型胶原及重组合人类骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)，与兔骨膜成骨细胞及肾脏血管内皮细胞复合培养。将仿生制备的组织工程化人工骨移植到日本大耳白兔桡骨完全骨膜-骨缺损区，分别于术后第4、8、12周进行大体解剖观察、X线观察、HE染色及Masson三色法染色组织学观察、图像分析、扫描电镜、X线能谱分析，研究骨缺损的修复情况。结果 术后第4周可见新生板层骨；第8周植入物与自体骨呈皮质骨融合，有新骨髓长入；第12周植入物外周被新生皮质骨完全替代，组织学新生骨呈数个连续过渡的条带样分布区。新生骨定量4周组与8周组及12周组比较差异有显著性，8周组与12周组差异无显著性。随植入时间延长，植入体中钙／磷比值趋向于自体皮质骨。结论 仿生构建的组织工程化人工骨植入体内修复长骨干缺损，修复效果好，其骨再生机制为软骨内化骨。     

带蒂筋膜瓣促组织工程骨修复兔大段骨缺损的动态研究

组织工程骨的血管化构建方法较多。我们利用带蒂筋膜瓣包裹组织工程骨的方法，采用自身对照，多种检测方法，从不同的角度对其修复兔桡骨大段骨缺损的过程进行动态观察，借以探索其一般规律。     

微小颗粒骨磷酸钙复合物作为骨组织工程支架材料的实验研究

目的探讨使用同种异体微小颗粒骨磷酸钙骨水泥（CPC）复合物作为骨组织工程支架材料的方法。方法采用同种异体微小颗粒骨CPC复合物作为支架材料，将rh—BMP与CPC液相混合，再与兔骨膜成骨细胞及毛细血管内皮细胞复合培养，制成组织工程化人工骨。将人工骨移植到兔骶棘肌肌袋内，于术后4、8、12周进行Masson三色法组织学观察、扫描及透射电镜观察，观察其骨化及血管化情况。再将兔的桡骨制成骨缺损模型，用组织工程人工骨进行修复，于术后4、8、12周摄X线片检查、苏木精-伊红染色，观察骨缺损修复情况。结果肌袋内成骨实验，除4周时A组与B组的新骨形成面积百分比无显著性差异（P〉0．05）外，其余时间段两组的新生骨面积及新生血管面积相比具有显著性差异（P〈0．05）。修复骨缺损实验，A组新骨形成的速度、质量均明显优于B组。结论同种异体微小颗粒骨CPC复合物是一种良好的骨组织工程支架材料，有利于组织工程骨快速完成骨化及血管化。     

成骨细胞的细胞社会学特性

成骨细胞与材料复合构建组织工程化人工骨，有可能为治疗骨缺损提供一种新方法。这一技术的关键是为成骨细胞功能活动提供最佳环境。在总结了成骨细胞的细胞社会学特性之后，认为，理想的人工骨组成成份包括有机材料、无机材料及成骨细胞、血管内皮细胞等细胞成份，并含有最佳组合的生长因子缓释系统，植入体内能快速血管化，并形成大量骨组织修复缺损。     

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.     

一种生物陶瓷体内血管化动物模型的建立

目的建立一种新的生物陶瓷（Bioceramics）体内血管化动物模型。方法选择体重2．5～3kg的成年新西兰兔24只进行动物手术，在生物陶瓷人工骨的中轴穿入兔腰背动脉后将其包埋入兔左侧腰背筋膜内，将其作为实验组，右侧单纯埋入生物陶瓷作为对照组。术后4周、8周、12周后对人工骨材料进行切片染色、骨扫描等检查，观察人工骨血管化及骨代谢情况。结果术后4周实验组人工骨材料内出现发育成熟的血管，并开始出现新生骨和骨代谢，术后12周骨小梁发育成熟，而对照组血管化及骨化程度较差。结论中轴穿入动脉的人工骨材料埋入兔腰背筋膜后可以显著地促进人工骨的血管化。     

显微外科技术预构组织工程骨血管化的比较

目的 比较3种带血管蒂组织瓣预构组织工程骨血管化的效果,探讨其影响血管化的方式.方法 设计以膝最下血管为蒂的股骨骨膜瓣包裹、贯穿,腹壁浅血管为蒂的筋膜瓣包裹体外培养的磷酸三钙(β-TCP)+骨髓间充质干细胞(MSCs)复合物等3种组织工程预构骨动物模型,以β-TCP+MSCs复合物和单纯β-TCP皮下埋放为对照,通过墨染透明标本、墨染苏木素-伊红(HE)切片、第8因子相关抗原免疫组织化学染色、铸型标本扫描电镜观察等指标,分析带血管蒂组织瓣对组织工程预构骨血管化的影响.结果 新生血管自组织瓣与材料结合的界面向材料内部生长,组织瓣处理各组的血管化指标均显著优于非组织瓣处理组(P＜0.05),前者中血管化的优劣递次为A、B、C组(P＜0.05);材料内部的孔隙中亦可观察到散在的血管,复合了MSCs的D组血管化优于单纯材料的E组(P＜0.01).结论 影响带血管蒂组织瓣组织工程预构骨血管化的因素有:(1)与材料复合的组织瓣血供及其与材料接触面积的大小;(2)提供给材料内部促进血管发生的细胞及细胞因子的种类及密度(包括内源性和外源性的);(3)材料本身的特性,如组织相容性、是否有贯通的微孔等.     

Genetic regulation of bone mass: from bone density to bone strength

Osteoporosis is a common disease characterized in adults by diminished bone density. Bone is an organ that evolves and grows throughout life, and establishing optimal bone density in childhood and adolescence serves to buffer bone loss later in life. Bone density, a measurable entity, is the clinical substitute for bone strength, or the ability to defend against fracture. Chronic diseases may adversely affect optimal peak bone density. Bone density is under genetic control, as revealed by three lines of investigations. These include (1) the finding of quantitative trait loci for bone density, (2) the finding that specific mutations in genes that are important in the development of osteoblast or osteoclast lineages alter bone density, and (3) the linkeage of known polymorphisms for genes involved in mineral homeostasis to bone density and/or fracture. Future therapeutics for improving peak bone density or delaying bone loss later in life may take advantage of the genetic nature of bone density development.This work was presented in part at the IPNA Seventh Symposium on Growth and Development in Children with Chronic Kidney Disease: The Molecular Basis of Skeletal Growth, 1–3 April 2004, Heidelberg, Germany     

重组合异种骨植骨修复骨囊肿所致骨缺损

2001年10月～2003年9月,笔者共收治28例骨囊肿患者,均采用病灶刮除,瘤腔灭活和重组合异种骨植骨治疗,获得满意疗效,体会如下。     

从骨免疫学到骨微生物学：肠道微生物如何调节骨骼

肠道微生物群被称为人体的第二个基因库,在维持人体平衡中起主要作用。不良饮食习惯、抗生素滥用、病理状态和生活环境改变会对肠道菌群产生负面影响,以引起多种疾病。最新研究发现肠道微生物群与骨质疏松症之间有着密切的联系,同时引入了一个新术语"骨微生物学",该研究领域旨在弥合骨骼生理学、胃肠病学、免疫学和微生物学之间的差距。本文简要介绍了肠道菌群通过免疫系统、新陈代谢和内分泌环境以及其他因素影响骨代谢的潜在机制,通过研究肠道菌群与骨骼健康之间的关系,不仅对于维持骨骼健康和最大程度地减少骨质疏松症很重要,而且对于肠道微生物群是否可作为骨质疏松症新型治疗靶标以及是否可用作骨折预测的生物标志物方面具有重要意义。     

Experimental fixation of bone cement and composite resins to bone

Summary The aim of this study was to ascertain whether the use of liquid acrylic resin or NeoCryl XK-53 acrylic emulsion or etching of the bone surface with phosphoric acid or the application of both these methods would improve the bonding of CMW bone cement or Concise and Silar composite resin to bone. The test materials were applied to fresh cortical bovine bone. Their bonding capacity was measured by the Instron Universal Testing Machine. The surfaces of the test materials and the bone surfaces were examined by means of optic microscope or scanning electron microscope. The bonding strength of the bone cement and composite resins as such were found to be of the same magnitude. A three- to five-fold improvement was obtained with liquid acrylic intermediary material. Acid etching impaired the bonding.

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Zusammenfassung Das Ziel dieser Untersuchung war, herauszufinden, ob der Gebrauch von füissigen zusammengesetzten Acryl-Harzen oder von NeoCryl XK-53 Acryl-Emulsionen oder von Ätzung der Knochenoberfläche mit Phosphorsäure oder die Anwendung von beiden Methoden die Fixierung des Knochenzements CMW oder der zusammengesetzten Harze Concise und Silar verbessern wurde. Die untersuchten Materialien wurden an frischen corticalen Rinderknochen angebracht. Die Fixierungskapazität wurde mit dem Universal-Gerät Instron fur Material-tests gemessen. Die Oberflächen des Testmaterials und des Knochens wurden mit Hilfe eines optischen oder Raster-Elektronenmikroskops untersucht. Die Resultate bewiesen, daß sich der Knochenzement wie die zusammengesetzten Harze an dem Knochen fixierten. Das als Zwischenstoff verwendete flüssige Acryl verbesserte die Haftfahigkeit um das 3–5fache. Die Ätzungen mit Säure verschlechterte die Häftfahigkeit.

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Dedicated Professor Dr. E. Uehlinger on his 80th birthday     

周围神经因素与骨和组织工程骨

随着对正常骨组织中神经支配的研究,周围神经对骨的作用日益受到重视.目前对支配骨组织的周围神经的类型和功能已进行多方面的研究,发现了多种神经肽,揭示了其对骨组织的重要作用,并在组织工程化骨的构建过程中进行探索,使神经因素参与到骨组织工程研究中来.     

Attachment of autogenous tendon graft to cortical bone is better than to cancellous bone

We analyzed the mechanical and histological variables after the attachment of an autogenous tendon graft to cortical or cancellous bone. We reconstructed the medial collateral ligament of the knee in 33 Japanese white rabbits, using a bone socket procedure. The floor of the bone socket was cortical bone in group A and cancellous bone in group B.

Mechanically, the pull-out test showed a tendency towards an increase in maximum failure load, with 10.9 N, 35 N and 37 N in group A, and 11 N, 18 N and 36 N in group B at 2, 4 (statistically significant difference) and 8 weeks after surgery, respectively. Histologically, the attachments were immature at 2 weeks. At 4 weeks, granulations had matured and Sharpey's fiber-like structures were seen. These fibers were more abundant in group A than in group B. At 8 weeks, the attachments in both groups were rather like the normal 4-zone structure. With time, tendon attachments matured in both groups.

Our study showed that reattachment of tendons to cortical bone may be bettter than to cancellous bone.     

同种异体骨移植重建四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损

[目的]探讨同种异体骨移植修复重建四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损的临床疗效。[方法] 2013年6月～2017年12月对本院收治的21例四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损病例进行大段同种异体骨移植重建,其中复合肿瘤型人工关节置换12例,单纯异体骨段移植9例。本组病例男13例,女8例;年龄11～51岁,平均(21.53±6.54)岁,均经过术前穿刺活检及术后病理确诊,Enneking分期ⅠB期4例,ⅡB期17例,其中骨肉瘤和尤文肉瘤患者术前均行2个疗程新辅助化疗及术后规范化疗。术后采用MSTS评分进行功能评价。[结果]所有患者获随访8～48个月,平均(29.64±11.22)个月,均未发生移植异体骨或假体周围骨折,无关节脱位及假体松动。其中19例肢体功能优良,MSTS功能评分16～28分,平均(22.82±4.47)分。[结论]异体骨移植联合肿瘤型人工关节复合置换,以及异体骨段移植重建长骨干缺损仍然是治疗四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损的一种有效重建方法。