以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料修复犬桡骨骨缺损的实验研究

目的 了解以纤维蛋白胶(FS)为载体的注射型骨修复材料对犬桡骨节段性缺损的修复作用.方法 18只成年健康家犬随机均分为实验组b(FS bFGF bBMP)、实验组r(FS bFGF rhBMP-2)和对照组(FS),制成右侧桡骨中上段2.0cm骨缺损实验模型,然后严密缝合皮下组织及皮肤,将实验材料经伤口周围正常皮肤注射到骨缺损处,于术后4、8、12、16、20、24周进行放射学检查,术后24周进行组织学和骨密度检查,研究其成骨效应.结果 实验组b和实验组r骨缺损区在成骨活跃程度、骨密度和再生髓腔结构等方面均显著优于对照组(P＜0.01),骨缺损得到了成功修复.结论 以FS为载体复合BMP和bFGF的注射型骨修复材料具有高效的骨修复能力,对犬的骨缺损有良好的修复作用.     

牛BMP注射型骨修复材料异位诱导成骨活性的研究

 目的 了解以纤维蛋白胶(Fibrin sealant,FS)为载体复合牛骨形态发生蛋白(bovine BMP,bBMP)的注射型骨修复材料异位诱导成骨的作用.方法 实验分为:实验组( FS+ bBMP)、对照组b(bBMP)、对照组FS (FS)和空白对照组.将各组材料注射或植入小鼠肌袋内,采用放射学检查、成骨量测定、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)测定、组织形态学检查等方法对各组材料2周、4周异位诱导成骨进行研究.结果 (1)术后4周实验组及对照组b骨痂显影明显,对照组FS及空白对照组无骨痂形成;(2)术后4周,实验组的成骨量显著高于对照组、对照组FS和空白对照组(P＜0.01);(3)2周时各研究组ALP表达水平由高到低依次为:对照组b→实验组→对照组FS→空白对照组,有显著性差异(P＜0.01);4周时各研究组ALP表达水平由高到低依次为:实验组→对照组b→对照组FS→空白对照组,差异有显著性(P＜0.01). 结论以FS为载体复合bBMP的注射型骨修复材料具有高效的骨诱导活性.     

血管内皮祖细胞促血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损的效果评价

目的 评价血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)促血管化组织工程骨修复兔桡骨大段骨缺损的效果.方法 选用68只新西兰大耳白兔,以数字随机法分为3组.实验组:EPCs+经成骨诱导的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)+脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM);自身对照组:BMSCs+DBM;阴性对照组:单纯DBM.将上述材料置入桡骨中段15 mm骨缺损区,术后12,16周摄X线片行骨密度、组织学光镜、骨钙素免疫组化染色及生物力学测试.结果 实验组的骨痂生长、塑形、髓腔再通、骨愈合速度及力学强度等方面均明显优于对照组.结论 EPCs促血管化组织工程骨成骨能力强,能有效促进骨愈合,是修复大段骨缺损的有效方法.     

骨形态发生蛋白缓释载体的实验研究

目的:了解以纤维蛋白胶(fibrinsealant,FS)为载体BMP2局部成骨机制,为其临床应用提供实验依据。方法:将9只2岁雌性山羊施行卵巢切除术,以每个山羊桡骨远端为一个实验单位共18个单位,随机分为生理盐水组(NS)、纤维蛋白胶组(FS)、实验组(FS BMP2),每组6个单位。术后6个月,分别在各组桡骨远端一次性注射生理盐水、纤维蛋白胶和纤维蛋白胶复合BMP2。注射5w后,应用双能X线吸收仪(DEXA)测量各组山羊桡骨远端的骨密度(BMD);在桡骨远端取活组织,利用免疫组织化学染色及图像分析方法对组织切片进行图像分析,观察纤维蛋白胶复合BMP2对去势山羊松质骨胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达的影响。结果:(1)与NS组比,FS BMP2组桡骨远端BMD明显升高(P<0.01),FS组BMD变化不明显(P>0.05);FS BMP2组BMD明显高于FS组和NS组(P<0.01)。(2)FS BMP2组灰度值明显低于NS组和FS组(P<0.01);NS组和FS组灰度值差别不明显(P>0.05)。结论:局部注射纤维蛋白胶复合BMP2具有高效的骨诱导活性,对骨质疏松骨折具有预防作用。     

rhBMP-2/明胶复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的实验研究

目的 观察重组人骨形态发生蛋白－2（rhBMP-2)／明胶复合修复犬长骨节段性骨缺损的能力，检验rhBMP-2的诱导成骨活性。方法 手术造成20mm桡骨中上段骨缺损，实验组植入含2.0mg的rhBMP-2的复合材料片，对照组植入单纯明胶片。通过影像学、组织学观察及骨密度测定，评价rhBMP-2／明胶复合材料修复犬长骨节段性骨缺损的效果。结果 影像学检查示实验组术后12周时骨痂将缺损桥接，术后24周时达到皮质骨连接；对照组无骨痂形成。组织学检查示实验组术后12周时骨痂外层为板层骨，中央为编织骨，内有骨髓组织，术后24周时骨痂外层为皮质骨，中央为髓腔组织；对照组为纤维连接。骨密度测定示术后12周时骨痂密度达到正常值的79％，24周时达到正常值的88％。结论 rhBMP-2/明胶复合材料具有良好的诱导成骨活性作用，2.0mg的rhBMP－2能够很好的修复犬桡骨20mm的骨缺损。     

网孔纳米羟基磷灰石/聚酰胺人工骨修复兔桡骨缺损

目的　探讨新型网孔纳米羟基磷灰石 /聚酰胺 66(n-HA/PA66)复合材料作为骨组织工程支架修复长骨骨缺损的能力及作为人工骨修复替代材料的可行性。　方法　选用新西兰大白兔双侧桡骨制作骨缺损模型,将n-HA/PA66复合材料植入左侧骨缺损处,右侧骨缺损以脱蛋白骨(deproteinelbone, DPB)植入作为实验对照,另做不植入任何材料的骨缺损空白对照,同时设置未行任何处理只供力学测试的正常对照。在 2, 4, 8, 12, 16周各时相点分别进行大体观察、X线照片、组织学切片、扫描电镜观察及力学测试。　结果　n-HA/PA66人工骨组与牛脱蛋白骨(bDPB)组骨缺损均完全修复,而空白对照组骨缺损未见修复;n-HA/PA66与bDPB两组间及两组分别与正常对照组生物力学各项测试指标比较,差异均无统计学意义 (P>0. 05)。　结论　新型骨修复和重建材料n-HA/PA66具有良好的骨传导能力和力学特性以及生物相容性,有望成为骨组织工程中修复骨缺损的理想支架材料。     

异种脱蛋白骨修复山羊长骨大段缺损的成骨观察

目的 评估改良法制备异种脱蛋白骨(deproteinzated bone,DPB)作为组织工程支架材料修复大动物大段长骨缺损的能力,为异种DPB的临床应用提供实验依据.方法 山羊24只,在每只山羊右侧胫骨中下段截除胫骨总长度20%形成节段性骨缺损,按分组情况植入不同材料.A组为单纯异种DPB,B组为自体骨,C组为异种DPB+自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)+重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP2),均采用半环槽式外固定器固定.术后4～24周每隔4周进行X线及术后24周取新生骨进行双能X线(DEXA)、组织学、生物力学检测,评价骨缺损修复效果. 结果 术后4～24周,在同一时相点,X线Lane-Sandhu法评分B组》C组》A组,并且术后24周新骨的骨密度、骨矿含量、组织学和生物力学检测经统计学分析,C组与B组比较,差异无统计学意义(P>0.05). 结论 改良法制备的异种DBP复合自体BMSCs和rhBMP2修复山羊胫骨大段缺损成骨能力与自体骨相当,可以作为组织工程支架材料试用于临床.     

以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料对兔骨髓基质细胞增殖和分化的影响

目的 观察以纤维蛋白胶(FS)为载体的注射型骨修复材料对体外培养的兔骨髓基质细胞(MSCs)增殖和分化的影响.方法 取3天龄新西兰兔MSCs进行培养,实验分为5组,A组(实验组)培养液中加入含1μg/ml重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)和1μg/ml重组人碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的纤维蛋白胶,B组(对照1组)培养液中加入单纯的纤维蛋白胶,C组(对照2组)培养液中加入含lμg/ml bFGF的纤维蛋白胶,D组(对照3组)培养液中加入含1μg/ml rhBMP-2的纤维蛋白胶,E组为单纯对照组(培养液中不加入任何材料).采用细胞培养、组织化学及电镜观察等方法对各组细胞增殖情况、贴壁率、碱性磷酸酶(ALP)活性、Ⅰ型胶原表达、超微结构变化等进行研究.结果 各组材料的促增殖作用和对细胞贴壁率的影响由强到弱均依次为C组、A组、B组、D组、E组,差异有显著性(P＜0.05).各组细胞ALP活性及Ⅰ型胶原表达水平由强到弱均依次为A组、D组、B组、C组、E组,差异有显著性(P＜0.05).扫描电镜观察发现,以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料表面粗糙,有微孔存在,各组细胞与其融合生长.透射电镜观察发现:A组的绝大部分细胞呈成骨细胞表型,细胞增殖旺盛,分化好,胞质内有丰富的粗面内质网和线粒体,并明显扩张,内有蛋白样物质,细胞外基质丰富,细胞周围可见大量的胶原纤维;而各对照组或是细胞增殖活性高,但向成骨细胞表型分化差,或是向成骨细胞表型分化好,但细胞增殖活性较差,细胞外基质及胶原纤维少.结论 以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料(FS bFGF rhBMP-2)可显著促进MSCs的增殖及其向成骨细胞的分化.     

以BMSCs为基础构建组织工程骨修复种植区骨量不足的实验研究

 目的 评价以骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)为基础构建组织工程骨修复种植体周围骨缺损的成骨效果。方法 在3只犬双侧下颌前磨牙区各植入2颗种植体,分为对照组和实验组,每组6颗种值体;在种植体远中制备骨缺损,对照组每侧骨缺损区随机植入富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)和实验组成骨诱导培养BMSCs复合PRP。分别于移植后1、3个月取材,行大体、影像学及组织学观察。结果 1个月后,实验组可见较多的骨基质,较少的胶原纤维。实验组骨密度值大于对照组(101±8.99)vs(93±9.81),差异有统计学意义(P<0.05)。3个月后,实验组可见较多的哈弗系统,实验组与对照组骨密度值变化不大(100.75±12.05)vs(105±11.58),差异无统计学意义。结论 以BMSCs为基础的组织工程骨能在种植体周围较好地成骨。     

3D打印多孔矿化胶原-硫酸钙仿生组织工程骨修复兔股骨髁包容性骨缺损的实验研究

目的 探讨3D打印多孔矿化胶原-硫酸钙仿生组织工程骨(3D printing calcium sulfate hemihydrate/mineralized collagen,3D-CSH/n HAC)对包容性骨缺损的修复能力和成骨效果。方法 水热法制备半水硫酸钙;传统模具方法制备矿化胶原-硫酸钙仿生组织工程骨(CSH/n HAC);采用3D技术制备新型组织工程骨(3D-CSH/n HAC),扫描电镜观察人工骨表面微观形态。选取新西兰白兔18只(由解放军总医院动物中心提供),雄性10只,雌性8只,兔龄15～18个月,体重2. 5～3. 0kg。随机分为三组,每组6只:A组,空白对照组; B组,CSH/n HAC组; C组,3D-CSH/n HAC组。制作临界性股骨髁骨缺损模型,分别植入相应修复材料。术后4、8、12周分批处死动物,通过大体观察、X线、Micro-CT及组织学观察骨缺损处修复效果。结果扫描电镜示传统组织工程骨为棒状硫酸钙与不规则颗粒状矿化胶原的镶嵌复合结构; 3D-CSH/n HAC具有多孔结构,大孔结构完整,孔隙之间壁较薄,孔孔之间相互交通。术后4、8、12周X线检查可见C组的骨密度高于其他两组,骨缺损修复较好;术后4、8、12周Micro-CT检查可见C组骨缺损处有较多新生骨组织生成,修复明显好于其他两组。术后组织学检查:C组术后1个月可见小片状类骨质出现,植入材料开始降解,术后3个月时新生骨呈现片状结构,3D-CSH/n HAC几乎完全降解,骨缺损处成骨量明显优于B组和C组。结论 临界性包容性骨缺损不能自我修复,可作为研究骨缺损的模型; 3D-CSH/n HAC骨组织工程修复材料修复骨缺损能力优于传统组织工程材料,是一种有前景的骨缺损修复材料。     

复合骨形态发生蛋白-2的人工骨与带血供组织修复羊大段骨缺损

目的研究组织工程化人工骨结合不同自体带血供组织(长段自体尺骨或屈指长肌)移植修复大段骨缺损的效果。方法手术造成绵羊桡骨30mm骨缺损,A组植入[聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)-磷酸三钙(TCP)-骨形态发生蛋白-2(BMP-2)]人工骨及带血运的长段尺骨,B组植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨及带血运的屈指长肌肌腹,C组仅植入PLGA-TCP-BMP-2人工骨,D组不植入任何材料。4组均以钢板固定桡骨缺损区。术后24周行手术部位X线摄片,24周处死动物行组织学检查。结果术后24周时,X线检查示A、B组桡骨缺损处完全成骨修复,皮质骨与髓腔的轮廓较为清晰;C组亦能完全修复,但新生骨密度及髓腔轮廓清晰度均不如A、B组;D组无有效骨痂形成。组织学检查结果显示,A组新生骨完全修复骨缺损区;B组骨痂为较成熟的板层骨,骨陷窝较多;C组新生板层骨及骨陷窝排列较为紊乱;D组无骨连接表现。A、B、C组均未见人工骨材料残留。结论 PLGA-TCP-BMP-2人工骨结合带血供的长段自体骨或自体肌肉移植能够很好地修复绵羊桡骨30mm的骨缺损。     

转基因骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白凝胶修复兔桡骨缺损

目的：探讨以复制缺陷重组腺病毒介导人骨形态发生蛋白(BMP)-2转基因的骨髓间充质干细胞(MSCs)复合纤维蛋白凝胶来修复节段性骨缺损的可行性。方法：于14只日本大耳白兔双侧桡骨中段造成10mm骨缺损，采用四种方法进行处理：A组植入转基因MSCs与纤维蛋白凝胶的复合物；B组植入单纯MSCs与纤维蛋白凝胶的复合物；C组植入纤维蛋白；D组不做处理，留作空白对照。每组7条桡骨。术后12周进行组织学、放射学检查及生物力学检测。结果：A组缺损区在成骨活跃程度、骨再生量和再生髓腔结构等方面均显著优于B组，其骨缺损得到了较彻底的修复。C、D两组均不能产生骨性愈合。结论：转基因MSCs复合纤维蛋白凝胶修复节段性骨缺损可达到较好的效果。     

放射性核素显像在骨缺损修复研究中的应用

用ＳＰＥＣＴ检查骨缺损修复效果。４０只新西兰白兔均于两侧桡骨干造成１５ｃｍ缺损后分成４组，Ａ组植入２５ｍｇ骨形态发生蛋白（ＢＭＰ）与纤维蛋白的复合物；Ｂ组植入２５ｍｇＢＭＰ；Ｃ组单纯植入纤维蛋白；Ｄ组不植入任何材料。术后不同时间进行骨骼显像，同时进行放射学和组织学检查。结果术后１周发现再生性骨盐沉积活动，以Ａ组最为活跃，Ｂ组其次，所揭示规律与组织学和放射学检查结果吻合。因此，ＳＰＥＣＴ和常规检查方法联合应用，可以更早、更全面地评价骨缺损修复的效果。     

组织工程软骨移植物修复兔关节软骨缺损

目的　观察组织工程软骨移植物修复兔关节软骨缺损的效果。　方法　经软骨起源诱导后的兔骨髓间质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs),与牛Ⅰ型胶原及人纤维蛋白相混合制成组织工程软骨移植物。60只5个月龄的日本大耳白兔均分为软骨移植物组、单纯载体对照组和空白对照组,观察各组修复兔股骨髁关节软骨全层缺损的效果。　结果　软骨移植物组12周时已形成正常厚度的软骨层及完整的软骨下骨板,O'drilscoll组织学评分18.22±2.45,Ⅱ型胶原含量97.9%,甲苯胺蓝变色反应表明其与周围正常软骨无明显区别,为透明软骨组织修复。而对照组12周时为纤维软骨修复,后期为纤维组织和板层骨修复。　结论　该组织工程软骨移植物作为软骨移植的替代物是可行的。