同种异体骨软骨柱移植治疗关节软骨缺损

背景:同种异体骨软骨移植修复关节软骨损伤可以解决自体骨软骨来源有限的问题,但存在免疫排斥问题.目的:观察以深低温保护剂保护的同种异体骨软骨柱移植修复兔关节软骨缺损的效果,并与自体关节软骨移植作比较.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008 05/10在武汉协和医院骨科实验室完成.材料:24只成年健康新西兰兔中8只用于异体骨软骨柱的制备,16只随机分成同种异体移植组和自体移植组,每组8只.方法:使用横穿钉套筒提取兔股骨内侧髁骨软骨柱,将骨软骨柱在4℃条件下放入盛有10%二甲基亚砜的冻存管中2 h,将冻存管移入程序冷冻仪内以1℃/min速率降至-75℃,放入-196℃液氮罐底部保存3周备用.用横穿钉钻头在兔左膝关节股骨内侧髁垂直于软骨面制造缺损,缺损深4 mm,直径4.45 mm,自体移植组取右膝关节内侧髁骨软骨柱植入到左侧膝关节相应缺损处,异体移植组将经过程序性深低温冷冻保存的同种异体骨软骨柱移植到相应缺损处.主要观察指标:术后12周观察兔关节活动度、修复组织的质地等情况.以苏木精-伊红染色观察关节软骨组织的病理变化,以半定量改良Wakitani score法进行评估.以免疫组织化学染色观察Ⅱ型胶原分泌情况.结果:两组实验动物关节活动度正常.异体移植组移植处关节软骨面较光整,与周围正常关节软骨高度一致,结合紧密,颜色接近,与自体移植组相似.两组移植后,兔关节缺损处被透明软骨覆盖,潮线整齐,细胞排列有序,分泌大量基质,异体移植组移植处软骨深层及软骨下骨处可见微小裂隙,未见淋巴细胞和浆细胞浸润.同种自体与异体骨软骨移植组Wakitaniscore评分结果无统计学差异,总分接近,修复软骨Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均强阳性.结论:冷冻同种异体骨软骨柱移植可修复全层小面积关节软骨缺损,术后近期软骨细胞存活,可分泌软骨基质,未见明显排斥反应,与自体骨软骨柱修复的兔关节软骨缺损在组织学上相近.     

点种法移植软骨细胞修复关节软骨缺损

背景:生物性的重建虽能达到修复缺损,重建关节面的目的,但功能上难以与正常软骨一致。应用可降解的聚合物把移植的软骨细胞包埋起来进行移植,可能获得真正意义上的透明软骨。目的:观察以同种异体兔软骨细胞胶原包埋后,点种法移植软骨细胞修复关节软骨缺损的效果。方法:新西兰纯种兔制备膝关节全层软骨缺损后分为3组:分别进行胶原包埋软骨细胞点种法移植、单纯软骨细胞点种法移植和仅在大面积软骨缺损的软骨下钻孔。结果与结论:术后2,4,12,24周观察组织学动态变化,发现胶原包埋软骨细胞点种法移植组能获得透明软骨修复,而软骨细胞点种法组和单纯软骨下骨钻孔组缺损区仅为纤维组织填充,并且胶原包埋软骨细胞点种法移植组兔各期平均组织学和组织化学得分均高于其他两组(P<0.01)。说明胶原包埋点种法软骨细胞移植能获得透明软骨修复,尤其适用于大面积软骨缺损。     

点种法移植软骨细胞修复关节软骨缺损

背景：生物性的重建虽能达到修复缺损,重建关节面的目的,但功能上难以与正常软骨一致。应用可降解的聚合物把移植的软骨细胞包埋起来进行移植,可能获得真正意义上的透明软骨。目的：观察以同种异体兔软骨细胞胶原包埋后,点种法移植软骨细胞修复关节软骨缺损的效果。方法：新西兰纯种兔制备膝关节全层软骨缺损后分为3组：分别进行胶原包埋软骨细胞点种法移植、单纯软骨细胞点种法移植和仅在大面积软骨缺损的软骨下钻孔。结果与结论：术后2,4,12,24周观察组织学动态变化,发现胶原包埋软骨细胞点种法移植组能获得透明软骨修复,而软骨细胞点种法组和单纯软骨下骨钻孔组缺损区仅为纤维组织填充,并且胶原包埋软骨细胞点种法移植组兔各期平均组织学和组织化学得分均高于其他两组（P〈0.01）。说明胶原包埋点种法软骨细胞移植能获得透明软骨修复,尤其适用于大面积软骨缺损。     

自体骨膜复合骨髓间充质干细胞移植修复免关节软骨缺损

背景:自体骨髓间充质干细胞及骨膜移植等方法可促进关节软骨缺损的修复,但其各自的成软骨能力有限,治疗效果欠佳.目的:观察自体骨膜复合向软骨细胞诱导的骨髓间充质干细胞移植修复软骨缺损的疗效.设计、时间及地点:随机分组对照动物实验,于2005-08/2007-03在山西医科大学第二医院骨科实验室完成.材料:6～8月龄新西兰白兔18只,按随机数字表法分为3组,即骨膜复合骨髓间充质干细胞组、单纯骨膜组及空白对照组,每组6只12个膝关节标本.方法:骨膜复合骨髓间充质干细胞组采用胰酶消化法采集骨髓间充质干细胞进行贴壁培养,加入转化生长因子β1向软骨细胞进行诱导分化,同时进行PKH-26细胞膜免疫荧光标记.在全部兔双侧股骨内侧髁造成直径3 mm,深度3 mm的全层软骨缺损,骨膜复合骨髓间充质干细胞组、单纯骨膜组取同侧胫骨上段内侧骨膜,骨膜生发层朝向骨髓腔覆盖软骨缺损,骨膜复合骨髓间充质干细胞组先期缝合3针,向缺损区注入1×109L-1骨髓间充质干细胞细胞悬液20μL,植入细胞后缝合最后1针.单纯骨膜组只进行单纯骨膜覆盖缺损处理;空白对照组只钻孔不作任何处理.主要观察指标:术后6,12周时,对缺损部位进行大体观察、组织学观察、Wakitani评分以及Ⅱ型胶原免疫组化及原位杂交检测.结果:所有缝合骨膜未发现脱落,骨膜复合骨髓间充质干细胞组6周时,软骨缺损已由透明软骨样修复组织填充,12周时修复组织进一步改建,且修复组织中细胞主要为带有PKH-26荧光标记的植入细胞.单纯骨膜组缺损区修复组织为乳白色,表面光滑稍微凹陷,与周围正常软骨组织之间界限清晰;空白对照组缺损区多数比较凹陷,或缺损部位形状不规则,周围软骨组织断裂.术后6,12周时,骨膜复合骨髓间充质干细胞组Wakitani组织学评分均优于单纯骨膜组和空白对照组(P＜0.05),单纯骨膜组的评分优于空白对照组(p＜0.05).同时,骨膜复合骨髓间充质干细胞组修复组织内细胞周围基质Ⅱ型胶原免疫组化及原位杂交染色阳性,证实修复组织内的细胞为植入细胞.结论:自体骨膜复合向软骨细胞诱导的骨髓间充质干细胞移植可形成透明软骨样修复组织修复关节软骨缺损.     

自体骨髓间充质干细胞修复兔关节软骨缺损的实验研究

目的 通过对受损关节软骨进行未经诱导的兔自体骨髓间质干细胞移植，探讨组织工程移植修复兔关节软骨缺损的效果。方法 取青紫蓝兔股骨骨髓分离间充质干细胞进行培养，采用变性处理及透明质酸盐修饰后的吸收性明胶海绵为载体，实验组用骨髓间充质干细胞修复自体股骨保关节软骨缺损。对照组进行单纯吸收性明胶海绵移植。结果 移植24周后，肉眼下实验组移植物与正常软骨组织难以区分，软骨表面光滑，对照组移植物为白色的疏松组织。光镜下修复组织类似周围正常软骨组织结构，甲苯胺蓝异染与正常软骨组织无区别，为透明软骨组织。对照组24周关节软骨缺损区被纤维软骨样组织修复。结论 自体骨髓间质干细胞移植于受损关节软骨处，可促进关节缺损的修复，恢复软骨组织的结构功能。     

应用生物蛋白胶与胚胎软骨细胞混合移植修复兔膝关节实验性软骨缺损区

背景：应用异体软骨细胞移植修复关节软骨缺损的研究较多,但其可引起免疫反应.由于胚胎细胞具有较低的抗原性和较强的增殖能力,期望其能为组织工程研究与应用开辟新的载体材料.目的：采用兔胚胎软骨细胞培养移植修复关节软骨缺损,并对其组织形态学进行观察.设计：随机分组观察对比实验.单位：广西医科大学组织胚胎学试验室.材料：孕4周新西兰大白兔1只;成年新西兰大白兔24只,雌雄不限,体质量2～2.5 kg .方法：实验于2000-12/2002-06在广西医科大学组织胚胎学试验室完成.在成兔股骨内侧髁作关节软骨缺损模型,实验组采用生物蛋白胶与胚胎软骨细胞相混后,植入兔膝关节实验性软骨缺损区,对照组不做任何处理或单纯用生物蛋白胶移植修补,分别于术后4,8,12周观察关节软骨缺损修复的情况,并按改良Pineda方法对其进行组织学评分,标准为细胞形态、基质染色、表面平整、软骨厚度、宿主结合5项,0分表示正常,分值越高表示改变越严重.主要观察指标：①兔膝关节标本大体观察结果.②兔膝关节标本组织学观察结果.③关节软骨组织学半定量计分结果.④关节软骨缺损修复区进行疗效评价结果.结果：24只兔均进入结果分析.①兔膝关节标本大体观察结果：胚胎软骨细胞＋纤维蛋白封闭剂组缺损区颜色接近正常软骨,质韧弹性好,与周围软骨界限消失;纤维蛋白封闭剂组与未处理组始终未愈合,但创面略小,有白色纤维组织充填.②兔膝关节标本组织学观察结果：胚胎软骨细胞＋纤维蛋白封闭剂组优势组织为透明样软骨,深方为骨组织,表面略凸或平整,基质着色正常,与周围软骨完全结合分界不清,组织中未发现淋巴细胞浸润;纤维蛋白封闭剂组与未处理组为纤维组织,部分有残留明显的凹陷性瘢痕,与周围组织接合或部分接合.③关节软骨组织学半定量计分结果：按改良自Pineda方法,12周胚胎软骨细胞＋纤维蛋白封闭剂组评分显著低于纤维蛋白封闭剂组和未处理组[（0.50&;#177;0.76）,（7.88&;#177;1.13）,（8.13&;#177;1.36）分,P＜0.05],而单纯用纤维蛋白封闭剂修补组在4周与未处理组比较有显著性差异（P＜0.05）,在8,12周则无差异.④关节软骨缺损修复区进行疗效评价结果：12周时胚胎软骨细胞＋纤维蛋白封闭剂组完全修复8膝,纤维蛋白封闭剂组不完全修复1膝,未修复7膝,未处理组未修复8膝.结论：胚胎软骨细胞移植组所产生的修复组织接近正常软骨组织,明显优于纤维蛋白封闭剂组和未处理组,该方法作为关节软骨缺损修复是可行的.     

糖尿病兔全层关节软骨缺损骨膜移植的修复

目的:评价自体骨膜移植修复糖尿病兔全层关节软骨缺损的生物特性和效果,探讨其可行性。方法:将36只兔随机分为糖尿病兔骨膜移植组,健康家兔骨膜移植组和对照组。每组12只,前两组分别给予相应处理,对照组单纯制造缺损不作任何修复。于术后4,8,12周处死取材,分别进行大体、光镜、电镜观察,并对观察指标进行量化,数据行统计学分析。结果:大体观察糖尿病兔和健康兔骨膜移植组在第12周时均能以类透明软骨组织修复缺损,而对照组为纤维肉芽组织。光镜观察指标显示两种手术方法均能以软骨的方式修复缺损。甲苯胺蓝染色提示软骨细胞有活性,可分泌正常软骨基质,同源软骨细胞在软骨陷窝中存活,但糖尿病兔组基质染色较健康兔组浅。电镜观察表明,修复两组均有软骨细胞生成,有正常软骨陷窝,细胞器发达并能行使正常功能。对照组修复组织符合纤维肉芽组织的特征。结论:骨膜移植也能以类透明软骨修复糖尿病兔全层关节软骨缺损,软骨细胞生物学特性类似于正常关节软骨细胞。     

糖尿病兔全层关节软骨缺损骨膜移植的修复

目的：评价自体骨膜移植修复糖尿病兔全层关节软骨缺损的生物特性和效果，探讨其可行性。方法：将36只兔随机分为糖尿病兔骨膜移植组，健康家兔骨膜移植组和对照组。每组12只，前两组分别给予相应处理，对照组单纯制造缺损不作任何修复。于术后4，8，12周处死取材，分别进行大体、光镜、电镜观察，并对观察指标进行量化，数据行统计学分析。结果：大体观察糖尿病兔和健康兔骨膜移植组在第12周时均能以类透明软骨组织修复缺损，而对照组为纤维肉芽组织。光镜观察指标显示两种手术方法均能以软骨的方式修复缺损。甲苯胺蓝染色提示软骨细胞有活性，可分泌正常软骨基质，同源软骨细胞在软骨陷窝中存活，但糖尿病兔组基质染色较健康兔组浅。电镜观察表明，修复两组均有软骨细胞生成，有正常软骨陷窝，细胞器发达并能行使正常功能。对照组修复组织符合纤维肉芽组织的特征。结论：骨膜移植也能以类透明软骨修复糖尿病兔全层关节软骨缺损，软骨细胞生物学特性类似于正常关节软骨细胞。     

诱导和非诱导骨髓基质干细胞在关节软骨缺损处成软骨的效应比较

目的:探讨经体外诱导和非诱导的骨髓基质干细胞复合胶原海绵修复兔膝关节全层软骨缺损成软骨效应的差异。方法:实验于2005-01/2006-06在浙江省医学科学院生物工程研究所完成。①将兔骨髓基质干细胞与载体胶原海绵共培养6h形成骨髓基质干细胞/胶原海绵复合物。②22只新西兰大白兔,分为两组。制备双膝股骨下端滑车的直径4.5mm、深3mm关节软骨缺损模型。未诱导组:一侧植入未经诱导的骨髓基质干细胞/胶原海绵复合物,作为实验侧;另一侧植入单纯胶原海绵,作为对照侧。诱导组:实验侧植入经软骨诱导的骨髓基质干细胞/胶原海绵复合物,对照侧为单纯胶原海绵。③术后未诱导组于0.5,1,2,3,5,7,9个月,诱导组于1,2,3,4,5,7个月分别处死动物,观察缺损修复情况及新生组织类型。参照Pineda标准对新生组织评分。结果:22只兔均进入结果分析:①两组兔材料移植后大体观察结果:未诱导组实验侧:移植后2个月,缺损修复处表面光滑,质地较硬,类似正常软骨,边界已不是很明显。至移植后7个月及9个月,修复组织与正常软骨基本相同。对照侧:移植后2个月,缺损处仍有较明显的凹陷,表面较粗糙,致密性差,质地较软,色泽与周围组织仍有较大差别。至移植后7个月及9个月,表面仍欠平整,质地仍欠坚韧,修复组织为白色纤维样组织,色泽与周围软骨组织仍尚有差别。诱导组大体观察情况与未诱导组相似,无明显差异。②两组兔软骨缺损区形态学观察结果:未诱导组:移植1个月,实验侧原软骨缺损区逐渐被透明软骨样组织取代,与周围软骨组织分界较明显,与周围软骨组织相比,细胞排列相对较不整齐,甲苯胺蓝染色阳性,随着时间的推移,与正常软骨组织结构相似,但并不完全一致。对照侧移植1个月以后未见明显修复,原软骨缺损区取代的主要是略带红色的纤维组织,界面明显,随着时间的推移,修复速度明显较慢,与周围软骨组织连接速度显著慢于实验侧,1个月时甲苯胺蓝染色呈阴性,3个月时呈弱阳性,5个月时异染仍不明显。③诱导组形态学观察情况与未诱导组相似,无明显差异。各阶段经改良Pineda评分的结果,未诱导组:实验侧平均评分低于对照侧(5.87±1.85,10.53±1.16,t=8.27,P<0.001);诱导组:实验侧平均评分低于对照侧(5.57±0.93,10.00±1.53,t=6.55,P<0.001)。结论:未经诱导的骨髓基质干细胞及经软骨诱导的骨髓基质干细胞移植后结果相似,提示软骨缺损处可提供诱导骨髓基质干细,胞的微环境。     

新鲜异体和自体骨软骨移植修复软骨缺损的差异评价

目的：通过压配技术进行移植修复，并评价新鲜异体和自体骨软骨移植修复软骨缺损的差别。方法：实验于2004—01／05在解放军总医院骨科研究所完成。采用20只成年健康新西兰兔，随机分成2组，自体移植组和异体移植组，每组10只。制备髌股关节面的股骨槽沟内直径4mm的软骨缺损的动物模型，①自体移植组在手术过程中取兔右侧关节的骨软骨块植入左侧的股骨槽沟缺损骨洞内，并与股骨槽沟软骨面平齐，闭合切口。②异体移植组在手术过程中采用组内配对将配对兔右侧膝关节取出的骨软骨块经乳酸林格氏液冲洗后，植入同组配对兔左膝的缺损内，同样将同组配对兔右膝取出的备用软骨植入配对兔左膝的缺损内。③于手术后12周观察移植后兔的关节活动度、关节腔积液情况，关节挛缩、粘连及血管翳形成情况。修复组织的质地以及周围组织和基底部的结合程度。髌骨面的退变情况。观察软骨基质分泌情况应用苏木精一伊红染色和番红O染色。缺损处修复组织的超微结构行透射电镜观察。软骨缺损的组织学评分以半定量的改良Wakitani score法评估，内容包括：细胞种类，髓质染色（易染性），表面完整性，软骨的厚度，移植软骨在受体周围组织的完整性6个方面19项内容，采用0，1，2，3，4评分，最大总分14分。结果：所有动物在实验过程中全部成活，均进入结果分析。①移植软骨情况的大体观察：异体移植组移植后局部高度及颜色已与正常软骨一致，平滑且结合紧密，与周围及基底部界限模糊且质地坚硬。关节囊正常。自体移植组移植块无陷落，无倾斜，仍然完整，厚度不变。②移植后软骨的微观结构：光镜观察可见两组移植软骨均已覆盖缺损，与正常软骨高度相当，缝隙已接近连接，细胞成熟，有大量软骨基质分泌，细胞排列规则，番红O着色深。周围无淋巴细胞和浆细胞浸润。自体移植组移植软骨与正常软骨的边缘之间形成锐利边缘的微裂，软骨基质没有能融合一体。透射电镜观察可见异体移植组见软骨细胞位于陷窝内，清晰，呈扁平状。细胞表面有多个突起，核呈椭圆形，染色质分布均匀，粗面内质网呈扩张状态，腔内有中等电子密度的分泌物，可见高尔基复合体。基质中可见胶原纤维存在。在成熟软骨细胞中可见细胞分裂象，并可见许多电子密度高的颗粒。自体移植组所见与异体移植组相同。③移植软骨的组织学评分结果：于12周观察自体移植组和异体移植组在组织学方面评分，细胞种类，髓质染色（易染性），表面完整性，软骨的厚度，移植软骨在受体周围组织的完整性评分相似，总评分相近（3．9，4．3，P=2．295）。结论：①同种关节软骨移植后可完全修复全层关节软骨缺损，软骨细胞存活，可分泌软骨基质，其形态与生物学特性类似于正常软骨细胞。（爹异体骨软骨移植后近期存活良好，并与自体骨软骨移植修复新西兰兔的全软骨缺损在组织学上相近，未见免疫排斥反应，故说明新鲜异体骨软骨也可以作为移植的供体修复骨缺损。