壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2可注射性复合体修复兔下颌骨缺损

背景:传统固态组织工程骨不能满足口腔颌面外科不规则骨缺损的修复,液态细胞和生长因子难以在其中达到均匀分布.随着微创伤外科技术的发展,研制和应用可注射性骨替代材料已成为一个重要的努力方向.目的:观察壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2(chitosan/beta-tricalcium phosphate/recombinant human bone morphogenetic protein-2, CS/β-TCP/rhBMP-2)可注射性复合物修复兔下颌骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/2009-03在暨南大学医学院动物实验室完成.材料:应用液态壳聚糖和固态β-磷酸三钙体外混合形成的复合体为支架,加入rhBMP-2冻干粉,制成可注射性人工骨.方法:取24只新西兰大白兔制备双侧下颌骨缺损,随机分为4组:①CS/β-TCP/rhBMP-2组:将1 mL CS/β-TCP/rhBMP-2复合物无针头注射器注入颌骨缺损部.②CS/β-TCP组:将0.5 mL.CS/β-TCP复合物用无针头注射器注入颌骨缺损部.③自体骨组:植入髂嵴处的骨质.④空白对照组:不植入任何材料.主要观察指标:术后2,4,8周取材后行苏木精-伊红染色、I型胶原免疫组化染色及扫描电镜观察材料降解及新骨生成情况.并应用双能X射线骨密度仪检测骨矿物密度,以探明成骨的质量和成骨速度.结果:①CS/β-TCP/rhBMP-2组的骨痂量与自体骨组相当,而多于其他组.②各时间点CS/β-TCP/rhBMP-2组、自体骨组骨基质比CS/β-TCP组和空白对照组多.③术后8周,CS/β-TCP/rhBMP-2组材料与周围骨床形成骨性结合,间隙基本消失;其他实验组间隙也有所减小,材料降解明显,界面处不能看到完整材料结构.④术后各组骨缺损区随时间延长密度逐渐增大,CS/β-TCP/rhBMP-2组术后2,4,8周骨密度值明显优于CS/β-TCP组和空白对照组(P<0.05).结论:①CS/β-TCP/rhBMP-2复合体具有良好的生物相容性、降解性、骨引导及骨诱导能力.②CS/β-TCP可作为rhBMP-2良好的注射性载体,有希望成为微创外科修复骨缺损的新型可注射载体材料.     

不同植骨材料诱导兔腰椎横突间的融合

背景:生物玻璃作为骨修复植入体可以在材料界面与人体骨组织之间形成化学键合,可诱导骨的修复与再生,但是其抗弯强度不足,引起的应力屏蔽可造成骨修复失败。目的:评价不同植骨材料对兔腰椎横突间融合的影响,探讨其替代自体骨用于腰椎横突间融合的可行性。方法:将健康成年雄性新西兰大白兔28只随机均分4组,壳聚糖/硅酸钙组,硅酸钙组,壳聚糖组,自体髂骨组。分别行腰椎后外侧横突间脊柱融合术,将植入材料植入两侧的L4/5横突间。结果与结论:术后12周,大体及手法检测发现壳聚糖/硅酸钙组7例均融合,硅酸钙组、壳聚糖组和自体髂骨组分别为4例,4例和5例;组织学观察显示壳聚糖/硅酸钙组材料对于降解、成骨有显著促进作用;生物力学检测结果表明,壳聚糖/硅酸钙组抗拉伸强度优于其他组(P<0.05)。结果显示3种材料均能代替自体骨行脊柱横突间融合,壳聚糖/硅酸钙复合材料更能促进脊柱融合,并能提高脊柱融合的生物力学强度。     

富集骨髓间充质干细胞用于兔腰椎横突间的融合

背景：纳米羟基磷灰石/胶原具有良好的细胞相容性,其纳米级多孔结构可为细胞生长创造适合的三维环境,可作为理想的骨载体材料。目的：探讨富集骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/胶原用于兔腰椎横突间融合的可行性。方法：20只新西兰大白兔根据双侧L5～L6横突间植入物不同分为富集细胞组和自体髂骨组,每组10只。植入后8周取材,行X射线、手触检测和组织学观察,评估腰椎融合情况。结果与结论：植入后8周富集细胞组和自体髂骨组融合率分别为70%（7/10）和80%（8/10）,两组融合率差异无显著性意义（P〉0.05）。组织学观察富集细胞组见较多新生骨小梁长入纳米羟基磷灰石/胶原内部;自体髂骨组横突间有大量新生骨组织,骨小梁连续。结果表明富集骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/胶原是一种较好的植骨替代材料,用于脊柱融合可获得近似自体骨移植的融合效果。     

人工骨替代自体骨进行椎体前路植骨融合的研究

目的 研究脊柱前路手术植骨融合时 ,使用人工骨替代自体骨的可能性。方法 将兔腰椎间盘摘除后分别植入带骨形态发生蛋白 (BMP)的增韧陶瓷骨（ HA-ZrO2）和自体髂骨,行扫描电镜观察和生物力学测试。结果 电镜观察复合骨成骨能力略迟于自体骨（ 12周复合骨生长情况与 9周自体骨相同）;生物力学测试证实复合骨抗拉力低于自体骨, 9周和 12周时两组差异有显著性（ P0.05）。结论 复合骨可以应用于临床脊柱融合,建议临床上用于不宜取髂骨植骨融合患者。     

新型骨支架材料20%β-TCP/PDLLA亲水性、组织相容性和生物安全性观察

目的观察新型骨支架材料20%β-TCP/PDLLA支架亲水性、组织相容性和生物安全性。方法体外滴水法观察比较支架材料20%β-TCP/PDLLA及PDLLA亲水性;体内研究,将材料植入大鼠体内,2,4,8,12周进行血常规、肝功能、肾功能,Ca2+、P、ALP检测;观察伤口局部情况及心肝肾组织学变化,植入材料局部取材进行组织学检查。结果β-TCP/PDLLA支架亲水性明显高于PDLLA支架,血常规、肝功能、肾功能,Ca、P、ALP检测两种材料无明显差异,心肝肾组织学检查观察均未见病理性改变。植入体内β-TCP/PDLLA支架组织学检查巨噬细胞2周时最高且多于PDLLA支架组,而后逐渐下降,12周时两组相当,均基本消失。结论新型骨支架材料具有良好的亲水性、生物相容性和生物安全性。     

硫酸钙人工骨/骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨诱导脊柱融合

背景：硫酸钙具有良好的组织相容性和可降解性,是一种安全有效的骨移植替代物。 目的：观察医用硫酸钙人工骨与兔骨髓间充质干细胞复合的成骨作用。 方法：取36只新西兰大白兔,行腰椎后路L4/5椎间盘摘除后,随机均分为3组,自体骨组在椎间隙植入自体髂骨,异种骨组在椎间隙植入异体脱钙小牛骨,组织工程骨组椎间隙植入医用硫酸钙人工骨与同种异体骨髓间充质干细胞复合物。植入后4,8,16周摄腰椎正侧位X射线片,观察椎体间植骨愈合及塑形情况;留取骨痂标本行组织学观察椎间植骨愈合程度;于16周对脊柱融合部位进行生物力学分析。 结果与结论：植入16周时,自体骨组椎间骨小梁连续,椎间融合基本完成,大量编织骨相互融合成片;异种骨组椎间隙形成不完全骨性融合,软骨组织大部分分化为骨组织,但中间仍为纤维组织;组织工程骨组椎间骨小梁连续,椎间融合基本完成,大量编织骨相互融合成片,人工骨基本吸收、骨化,仅有少部分残留;自体骨组、组织工程骨组失效强度和刚度均优于异种骨组（P〈0.05）。提示医用硫酸钙人工骨/骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨具有具有良好的成骨和骨诱导作用,可以较好地促进脊柱椎体间融合。     

不同植骨材料及方法对腰椎滑脱植骨融合的影响

背景:影响脊柱融合的因素有合适的植骨部位、良好的植骨床、充足的植骨量、严格的固定措施和充足的固定时间.植骨方式中采用椎间植骨还是横突间植骨,植骨材料采用白体骼骨还足术中切除的自体棘突及椎板,日前仍有争议.目的:比较采用不同植骨材料及方法进行植骨融合治疗的腰椎滑脱患者的融合率以及植骨后症状改善情况.设计:对比观察.对象:纳入接受植骨融合治疗的腰椎滑脱患者92例,滑脱按Meyerding分类,其中Ⅰ度滑脱50例,Ⅱ度滑脱40例,Ⅲ度1例,Ⅳ度1例.L3滑脱1例,L4滑脱58例,L5滑脱33例.方法:对92例腰椎滑脱患者进行椎管减压,采用提拉复位内固定系统进行复位固定.提拉复位后,进行植骨融合,根据不同的植骨方法和材料分为4组,自体棘突、椎板横突间移植组21例,自体棘突、椎板椎体间移植组27例,自体骼骨横突问移植组21例,自体髂骨椎体间移植绀23例.主要观察指标:根据植骨前后X射线片和日本骨科协会评分评价植骨融合率及临床症状改善情况.结果:植骨后6个月随访,自体髂骨椎体间移植组患者的植骨触合率显著高于自体棘突、椎板横突间移植组、自体棘突、椎扳椎体间移植组及自体髂骨横突间移植组(P<0.05).植骨后9,12个月各组植骨融合率差异无显著性意义(P>0.05).植骨后各组日本骨科协会评分差异无显著性意义(P>0.05).结论:后路椎体间或者后外侧横突间植骨融合直接用咬除的白体椎板、棘突骨质和取自体骼骨植骨内固定均是有效的植骨方法.同样的植骨方法中取髂骨植骨比直接用咬除的椎板、棘突骨质植骨后6个月的融合率高:而应用同样的植骨材料椎体间植骨比后外侧横突间植骨后6个月的融合率高.     

组织工程化生物活性骨膜应用于兔腰椎横突间的融合

背景:脊柱后路融合是在特殊解剖、特殊生物学作用下的骨性融合过程,影响因素很多,对融合材料的选择考虑因素亦很多.近年随着骨组织工程学的发展,种子细胞复合支架材料体外构建组织工程化骨膜有望解决这一临床难题.目的:评价体外构建组织工程化生物活性骨膜为骨移植替代物应用于兔腰椎横突间融合的效果.方法:体外构建组织工程化生物活性骨膜植入24只健康成年新西兰大白兔腰椎横突间,每只兔子取3个横突间隙(Left L_(4,5,6),Right L_(4,5,6))植入3种材料.复合支架组RightL_(4,5)植入诱导后骨髓间充质干细胞复合猪小肠黏膜下层、单纯支架组Right L_(5,6)植入无细胞支架即单纯小肠黏膜下层、自体髂骨组Left L_(5,6)植入自体髂骨.术后12周处死动物进行大体标本、影像学、组织学观察.结果与结论:大体标本比较复合支架组、自体髂骨组差异无显著性意义,均与单纯支架组比较差异有显著性义,影像学观察复合支架组、自体髂骨组上下横突间可见明显有骨小梁通过,单纯支架组未见骨密度影.复合支架组Ⅰ型胶原、骨钙素免疫组织化学染色强阳性,与自体髂骨组之间差异有显著性意义,单纯支架组未见阳性表达.实验提示利用猪小肠黏膜下层复合经诱导后向成骨细胞转化的骨髓间充质干细胞体外构建组织工程化生物活性骨膜是横突间融合骨移植的良好替代物.     

骨形态发生蛋白人工骨椎间融合器植入改变椎体滑脱椎间隙高度

目的:观察骨形态发生蛋白人工骨椎间融合器椎间植入对椎体滑脱患者椎间隙高度的影响。方法:选择1997-01/2004-01桂林医学院附属医院骨科收治的资料完整的腰椎滑脱患者114例,均知情同意。行后路椎间融合术时根据椎间融合材料的不同,将114例患者分为3组,自体髂骨椎间融合组(两块自体髂骨椎间融合)42例;自体髂骨 椎间融合器组(自体骨 单枚椎间融合器)36例;骨形态发生蛋白人工骨 椎间融合器组(骨形态发生蛋白人工骨 单枚椎间融合器)36例。椎间融合器具有优良的生物力学稳定性及良好的固定功能,能提供较大面积的植骨床;骨形态发生蛋白人工骨由处理后的牛松质骨与成品重组人骨形态发生蛋白2按一定比例组成。术后定期随访,比较3组患者的基本情况、临床效果和影像学结果(脊柱融合率和手术节段椎间隙高度的变化)。随访时采用临床功能评估标准(0~9评分系统)进行疗效评估,包括疼痛、止痛药使用、日常生活状况及工作状况4个项目,0~1分为优,2~3分为良。脊柱融合状况根据Kuslich融合标准(椎间隙中骨桥形成、屈-伸位片上活动<5°、融合器周围无透亮区、矢状位CT片上有骨桥从上位椎体到达下位椎体)进行评定。结果:114例腰椎滑脱患者全部进入结果分析,无脱落。患者术后随访时间为15~30个月,其中15~20个月104例,20~25个月6例,25~30个月4例,平均随访时间自体髂骨椎间融合组为15个月,自体髂骨 椎间融合器组为16个月,骨形态发生蛋白人工骨 椎间融合器组为16个月。①术后1年椎间隙高度:自体髂骨椎间融合组显著低于自体髂骨 椎间融合器组和骨形态发生蛋白人工骨 椎间融合器组(P<0.05)。②疗效优良率:3组优良率差异无显著性意义(P>0.05)。③术后1年脊柱融合率:骨形态发生蛋白人工骨 椎间融合器组显著高于自体髂骨椎间融合组及自体髂骨 椎间融合器组(97.0%,81.0%,83.3%,P<0.05)。结论:骨形态发生蛋白人工骨椎间融合器作为腰椎滑脱后路椎间融合的植骨材料,术后融合率高,椎间隙高度丢失少,治疗效果优于自体髂骨椎间植骨和自体骨椎间融合器椎间融合。     

快速浓集自体脂肪干细胞促进移植异体骨早期血管化

背景:目前可满足骨修复的组织工程骨的快速构建方法尚不成熟,植入物早期血管化仍是研究热点。目的:将快速浓集自体脂肪干细胞直接置于植骨周围,通过正电子发射型计算机断层显像/CT直观观察其对植入异体骨的早期血管化影响,从而探索一种可用于临床的快速组织工程骨构建方法。方法:将45只雄性新西兰大白兔随机等分为异体骨组、复合组和自体骨组,分别在腰5,6横突间植入同种异体髂骨条、同种异体髂骨条复合快速浓集自体脂肪干细胞和自体髂骨条,各组于植入后1,3,5周注射18F-NaF,通过正电子发射型计算机断层显像/CT对各组动物进行扫描显像,对比各组植骨区标准摄取值。结果与结论:异体骨兔植骨区中段放射性分布低,血供及代谢未见明显改善,而复合快速浓集自体脂肪干细胞组植骨区18F-NaF的标准摄取值均不同程度地高于异体骨组(P<0.05),提示快速浓集自体脂肪干细胞可促进植入骨的早期血管化,有效改善植骨区的血供和代谢,为临床快速构建组织工程骨提供了一种新思路。