纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架生物学评价

目的：对自行研制的纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工成骨细胞支架[hyper-porosity Ca3(PO4)：bone cells frame／NM ZrO2 reinforced以下简称支架]的体外生物相容性进行评价。方法：采用细胞毒性试验、溶血试验和急性全身中毒试验3种方法。结果：(1)培养的L929成骨细胞经支架浸提液处理后形态良好，增值旺盛，材料毒性评级为0级；(2)溶血率为2．23％(小于5％)，符合溶血试验标准要求；(3)无急性全身中毒反应。结论：支架复合物具有良好的生物相容性。     

人工肋骨支架多孔磷酸钙的制备及体内降解研究

目的 对多孔磷酸钙(CPC)体内降解情况进行研究,为其作为组织工程化人工肋骨支架提供实验基础.方法 将CPC材料埋植于兔皮下,并于预定的时间点将材料取出,称重并送扫描电镜检查,以观察其降解情况;其周围组织则进行苏木素-伊红(HE)染色和透射电镜检查,以观察其炎症反应和生物相容性.结果 CPC材料在术后2、4、8、12、24周的生物吸收率分别为(2.500±0.098)%、(7.000±0.167)%、(10.000±0.242)%、(14.000±0.251)%、(30.000±0.177)%,降解速度平稳,能有效维持缺损部位的稳定性;HE染色和透射电镜结果 显示其炎症反应于4周时消失,有良好的生物相容性.结论 CPC的体内降解速度平稳,组织相容性好,是承重部位和非承重部位的良好组织工程支架.     

兔成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架生物相容性研究

目的 研究成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架在体外培养条件下的生物相容性。方法 将成骨细胞株置于含体积分数为10％胎牛血清的DMEM培养基中培养，传代后改用含地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C的条件培养基培养，分为纳米支架复合细胞组和单纯细胞组，不同时间用倒置相差显微镜、HE染色光镜及扫描电镜观察。MTT法进行细胞增殖测定，并进行细胞微量蛋白含量检测和碱性磷酸酶的定量检测。结果 成骨细胞体外培养时复合或不复合纳米支架均生长良好，表现出典型的细胞形态特征和生物学特性，纳米支架利于细胞的贴附、生长与增殖，并对细胞的功能无不良影响。结论 纳米支架是较理想的骨组织工程支架材料，成骨细胞复合纳米支架用于骨缺损的修复，具有广阔的临床应用前景。     

纳米氧化锆磷酸钙骨支架体内免疫及相容性研究

目的检测纳米氧化锆磷酸钙骨支架的体内致免疫反应和生物相容性。方法将材料植入新西兰大白兔股部肌袋内,在植入前和植入后3、7、14、21d不同时间点内抽血查T淋巴细胞亚型T4和T8数量并计算其比值,对数据进行统计学分析;在植入后3、7、14、21d分别处死动物观察材料对植入局部周围组织的致敏作用及植入局部周围组织的炎性反应。结果材料植入后周围组织大体和组织学观察未见明显的过敏、炎性及排斥反应,植入后血液内T淋巴细胞亚群与植入前统计学结果无明显差别。结论纳米氧化锆磷酸钙骨支架无免疫源性,体内植入具有良好的相容性。     

聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性实验

目的 研究人工合成聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性，为肌腱组织工程材料研究提供部分实验依据。方法 聚磷酸钙纤维束和对照材料碳纤维在20只SD大鼠肢体对称部位的皮下、肌肉、肌腱内植入。术后1个月观察实验鼠的日常活动；术后当日，4、8、12、16及20周行X线片检查；术后4、8、12、16及20周取出材料，行肉眼观察、组织切片，HE染色。结果 X线片及组织切片证实聚磷酸钙纤维在肌肉内约16周完全降解，肌腱、皮下约20周完全降解，降解产物无局部沉积现象；而对照碳纤维在实验中未观察到明显降解，聚磷酸钙纤维周围组织内淋巴细胞及巨噬细胞明显少于碳纤维周围，且与周围增生组织相融合程度亦优于碳纤维。结论 聚磷酸钙纤维在体内16－20周可完全降解，组织相容性优于碳纤维。     

含孔磷酸钙陶瓷复合自体成骨细胞骨组织工程大鼠模型的构建

目的 构建封闭群动物SD大鼠骨组织工程模型。研究含孔磷酸钙陶瓷为支架复合自体成骨细胞的异位骨形成和极量骨缺损修复能力。方法 成年雄性SD大鼠20只，全麻及无菌条件下取其左侧股骨及胫骨，将骨髓冲入75ml培养瓶中并在诱导培养条件下进行体外扩增分化；培养14d后将已具成骨细胞表型的细胞消化接种于经纤连蛋白表面修饰的含孔磷酸钙陶瓷上继续培养15d，再对应地将细胞-陶瓷复合体种植于大鼠皮下，肌肉内并用于颅骨极量缺损修复，分别于2-20周处死动物，从形态学及组织学角度观察比较异位骨形成及骨缺损修复情况。结果 细胞-陶瓷复合体无论种植于皮下或肌肉内均表现明显的异位骨形成能力；颅骨极量缺损修复也优于同期仅植入经表面修饰但无细胞的陶瓷对照组。结论 应用封闭群动物SD大鼠构建的骨组织工程模型避免了采用免疫缺陷动物及同源近交系动物价格昂贵，近交衰退等缺点，其结果接近于临床，因而更具有说服力。     

聚磷酸钙纤维作为肌腱组织工程支架材料的体外实验研究

目的　探讨编织的辫状聚磷酸钙纤维 (CPPF)支架 ,在体外物理性能及与肌腱细胞的吸附情况。　方法　 CPPF直径 1 5μm,编织成横截面积为 3mm× 2 mm的辫状支架 ;体外测试其拉伸强度、孔隙率及吸水率。将体外培养 SD大鼠原代趾屈肌腱细胞 ,以 5× 1 0 6/ ml浓度与 CPPF辫状支架或 型胶原涂层的 CPPF辫状支架进行体外混合培养 ,组织学观察材料与细胞的吸附情况。　结果　编织的 CPPF辫的平均拉伸强度为 (1 2 2 .80± 1 7.34) N;平均吸水率为61 .56%± 1 4 .57% ;平均孔隙率为 50 .2 9%± 8.1 6%。肌腱细胞与 CPPF支架纤维的吸附较差 ,与 型胶原涂层后的CPPF支架纤维吸附良好。　结论　CPPF有可能成为一种较理想的构建肌腱组织工程复合型支架的新型材料     

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。     

骨组织工程中硅磷酸钙材料研究进展

硅磷酸钙是一种具有良好的骨传导性能、成骨性能及可控降解性能的新型多孔生物陶瓷材料,主要包括含硅羟基磷灰石和含硅磷酸三钙.在骨组织工程中,硅磷酸钙有较高的生物学活性,对成骨细胞的黏附、增殖及分化等起着重要作用,并可减少环境改变引起的细胞损害,是较为理想的骨替代材料.硅磷酸钙自身不具有成骨性能,这是作为骨支架材料的一大缺憾,有待更深入研究.该文就硅在骨组织代谢中的作用、硅磷酸钙结构和理化性质以及硅磷酸钙实验研究和临床应用进展作一综述.     

骨组织工程支架A-W-MGC/CS的体内成骨实验研究

[目的]探讨多孔纳米磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷/壳聚糖复合支架材料(A-W-MGC∕CS)载体承载粘附腺病毒载体的种子细胞体内成骨能力。[方法]培养兔骨髓间充质干细胞(BMSCs),转染Ad-GFPh BMP后接种于载体上,电镜观察贴附情况;MTT检测增殖情况;制备日本大耳白兔桡骨1.5 cm骨缺损模型,分三组。实验组1植入经Ad-GFP-h BMP转染的BMSCs载体;实验组2仅植入载体;空白组不植入任何载体,仅注射经Ad-GFP-h BMP转染的BMSCs。术后12周X线片观察骨缺损修复情况,取出缺损区标本行病理切片观察。[结果]A-W-MGC∕CS载体可较好贴附BMSCs且对细胞增殖无明显影响。实验组1骨缺损修复较好,支架材料完全降解;实验组2新生骨质量较差;空白组未见缺损修复,主要由纤维结缔组织填充。[结论]A-W-MGC∕CS构建的组织工程骨具有较好的骨缺损修复能力。     

组织工程骨修复颅颌面骨缺损预塑形技术的研究

目的：采用快速成型技术对组织工程支架材料进行预塑形,探讨其在治疗颅颌面骨缺损中的应用前景.方法：选择1 0只成年杂交犬,均拟行组织工程骨修复颅颌面骨缺损实验研究（下颌骨节段缺损,颅骨全层缺损）,螺旋CT连续薄层容积扫描,数据传至工作站后行三维重建,按实验设计方案进行模拟手术,并转换成＊.stl文件格式,快速成型机制造骨缺损三维实体模型,据此制作阴模,填充磷酸三钙高温烧结后制成多孔支架,复合骨髓基质细胞后回植,螺旋CT检测组织工程骨和骨缺损完全匹配情况.结果：10例均按预设计制备骨缺损三维实体模型,据此制备个性化组织工程支架材料,手术回植和骨缺损完全匹配.结论：采用快速成型技术可对组织工程骨支架材料进行预塑形,对未来组织工程技术治疗复杂性颅颌面骨缺损具有重要的临床实用价值.     

Self-hardening calcium phosphate composite scaffold for bone tissue engineering.

Calcium phosphate cement (CPC) sets in situ to form solid hydroxyapatite, can conform to complex cavity shapes without machining, has excellent osteoconductivity, and is able to be resorbed and replaced by new bone. Therefore, CPC is promising for craniofacial and orthopaedic repairs. However, its low strength and lack of macroporosity limit its use. This study investigated CPC reinforcement with absorbable fibers, the effects of fiber volume fraction on mechanical properties and macroporosity, and the cytotoxicity of CPC-fiber composite. The rationale was that large-diameter absorbable fibers would initially strengthen the CPC graft, then dissolve to form long cylindrical macropores for colonization by osteoblasts. Flexural strength, work-of-fracture (toughness), and elastic modulus were measured vs. fiber volume fraction from 0% (CPC Control without fibers) to 60%. Cell culture was performed with osteoblast-like cells, and cell viability was quantified using an enzymatic assay. Flexural strength (mean+/-SD; n=6) of CPC with 60% fibers was 13.5+/-4.4 MPa, three times higher than 3.9+/-0.5 MPa of CPC Control. Work-of-fracture was increased by 182 times. Long cylindrical macropores 293+/-46 microm in diameter were created in CPC after fiber dissolution, and the CPC-fiber scaffold reached a macroporosity of 55% and a total porosity of 81%. The new CPC-fiber formulation supported cell adhesion, proliferation and viability. The method of using large-diameter absorbable fibers in bone graft for mechanical properties and formation of long cylindrical macropores for bone ingrowth may be applicable to other tissue engineering materials.     

异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体性能研究

目的: 研究探讨异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体性能。方法: 作者将取材于成年猪和山羊股骨松质骨通过理化方法制作成脱蛋白松质骨载体, 并对载体形态结构、组成成分、载体与种子细胞粘附及生长增殖情况以及生物力学特性进行检测分析。同时将载体材料复合自体骨髓间充质干细胞和骨形态生长因子植入成年山羊横突间进行组织工程化成骨融合, 观察成骨情况, 并通过免疫酶组织染色方法检测异种脱蛋白松质骨的免疫原性。结果: 脱蛋白松质骨具有天然网状孔隙结构, 其无机成分为羟基磷灰石, 有机成分为Ⅰ型胶原。力学性能保存良好,有良好的组织和细胞相容性, 免疫原性检测阴性。异种与同种异体脱蛋白松质骨复合rhBMP 2和MSCs成骨过程的组织形态计量学结果基本相同, 移植材料植入体内后多点成骨, 效果满意。结论: 异种脱蛋白松质骨是一种良好的载体材料。     

骨组织工程支架材料合成技术的进展

组织工程骨是由人工支架材料体外复合扩增的成骨细胞或其前体细胞及生物活性分子构成,高孔隙支架材料在细胞黏附、增殖和新骨组织形成过程中起到最重要的作用。过去的十年,产生和发展了许多合成生物可降解支架材料的技术,骨组织工程研究取得了可喜的成绩。本文主要是回顾这些技术在支架材料的设计、制做工艺,以及各种技术不同参数对支架材料(孔隙率、孔径大小、孔隙连通率等)的影响,阐述不同技术的发展过程的优缺点。     

Surgical preparation of bone–scaffold interface is critical for bone regeneration inside tissue engineering scaffold

The goal of this study was to investigate if the preparation of implantation site affects bone formation inside tissue engineering scaffolds. For this purpose, two different drilling techniques were used to create a hole in distal femurs of rats before the insertion of a bone scaffold: a manually driven wood drill bit and an electrically driven metal drill bit. The size and the position of the hole were identical for the two cases. The bone volume, bone mineral density, and callus formation were assessed noninvasively using micro‐CT tomography at several time points after implantation. The formation of bone and soft tissue inside scaffold were evaluated by histology. The bone structure around the holes made by the two techniques was compared ex vivo. The long‐term study of bone formation showed that when a wood drill bit was used, the bone formation is accelerated by 3 weeks compared to when a metal drill bit was used. The ex vivo studies suggest that this result is due to the drilling methods differentially affecting the structure of the bone surrounding the generated defects. © 2010 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 29:767–772, 2011     

软骨组织工程支架材料研究进展

各种原因引起的关节软骨损伤在临床工作中非常常见,但临床治疗手段有限,组织工程的发展为关节软骨损伤的修复提供了新的途径。在软骨组织工程中支架材料起着重要作用,选择合适的载体是一个首先要解决的问题。本文对目前软骨组织工程支架材料的现状做一综述,指出了当前软骨组织工程所面临的问题,并针对此问题对未来软骨组织工程材料的研究作出了展望。     

以纤维蛋白凝胶为支架构建组织工程胃新膀胱的研究

目的探讨以纤维蛋白凝胶为支架，通过组织工程技术以胃．重建膀胱的可行性。方法从实验动物获取膀胱黏膜，体外培养并扩增移行上皮细胞。分别通过纤维蛋白凝胶（实验组）和keratinocyte-SFM（对照组）将单个细胞悬液移植于带血管蒂的去黏膜胃片，将胃片缝成囊状（新膀胱），固定于腹壁。于术后2、4、6、8周取胃片进行组织学及免疫组化分析。结果实验组术后随时间延长新膀胱有不同程度挛缩；HE染色提示胃囊腔面有上皮样细胞覆盖，2周时细胞覆盖率约50％，4—8周时约70％。这些细胞分布不均匀，分层不明显；上皮样细胞AE1／AE3染色和CK7染色均阳性。对照组各标本均严重挛缩，腔隙消失，无上皮覆盖。结论将体外培养扩增的尿路上皮细胞通过纤维蛋白凝胶移植至去黏膜胃片，可以使去黏膜胃片移行上皮化，从而重建膀胱。     

管状膨体聚四氟乙烯用于组织工程支架材料的动物实验研究

目的：研究膨体聚四氟乙烯(ePTFE)植入动物体内后与机体的关系。方法：管状膨体聚四氟乙烯两端闭合，内充DMEM培养液，埋入家兔皮下，观察宿主生命情况，于术后1、2、4、6周取出标本，行大体及光镜下观察。结果：家兔在植入膨体聚四氟乙烯材料及DMEM培养液后存活情况良好，DMEM培养液在1周时即已完全无色透明；4周时膨体聚四氟乙烯与周围组织有粘连，6周时粘连紧密；光镜下观察，各时间点材料间隙均可见着色，1周时可见少量淋巴细胞浸润，无血管及组织细胞。材料内壁未见细胞附着。结论：植入膨体聚四氟乙烯材料及少量DMEM培养液对宿主动物存活无影响；管内外液体可相互交通，管状膨体聚四氟乙烯可作为组织工程化尿道的支架材料。     

胶原复合支架在血管组织工程中的应用

目的综述胶原与可降解高分子材料复合支架在血管组织工程中的应用,介绍近年来基于胶原材料制备的多层血管支架。方法查阅近年来胶原复合支架作为组织工程血管支架材料的相关文献,并进行综述。结果作为天然血管的结构蛋白之一,胶原因其良好的组织相容性、可降解性以及具有细胞识别信号等特点,广泛应用于血管组织工程。胶原复合高分子材料可制备具生物活性、力学性能良好的血管支架,其中多层血管支架更可在结构和功能上模拟天然血管。结论胶原复合高分子材料是目前血管支架研究的热点,其中多层血管支架已成为研究的新趋势。     

仿生组装纳米羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及其生物相容性研究

目的 探讨以一种简单、廉价的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)复合材料,并评价其理化特征和生物相容性. 方法采用原位沉析和冷冻干燥法制备n-HA/CS支架,通过扫描电镜、组织切片染色、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用万能材料试验机分析材料的力学性能.采用材料浸提液和表面接种考察n-HA/CS复合材料对第3代人骨髓基质干细胞(hBMSCs)黏附、增殖的影响,评估其细胞相容性.将n-HA/CS复合材料植入新西兰大白兔背部肌袋,经组织学染色后评价其组织相容性. 结果 n-HA/CS复合材料具有多孔结构,孔隙率为(88.65±2.34)%,孔径为(112.63±20.47) μm,HA晶体颗粒长度为200～700 nm,且分散均匀;X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体.材料的断裂强度为(1.47±0.15)MPa,弹性模量为(37.52±3.43)kPa,可满足非负重部位骨修复要求.n-HA/CS材料浸提液未明显抑制hBMSCs的增殖,直接接种在n-HA/CS复合材料表面的细胞黏附、增殖功能正常;组织相容性实验也表明,植入4周后组织炎性反应明显减轻,12周后材料基本降解并由新生组织爬行替代. 结论采用原位沉析和冷冻干燥法制备的n-HA/CS复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望应用于组织工程骨的构建.