骨移植替代材料在脊柱外科中的应用

脊柱手术中应用骨移植材料促进骨融合、增强脊柱的稳定性。自体骨移植虽然是脊柱融合的金标准，但自体骨移植数量有限、取骨延长手术时间、增加取骨区的并发症。因此多年来脊柱外科医生和生物骨材料学者一直致力于自体骨移植替代材料的研究，目前脊柱外科应用的自体骨移植的替代物主要分为天然材料和合成材料两种，虽然目前这些替代物没有一种同时具有自体骨移植的三种基本特性(成骨性、骨传导性和骨诱导性)，     

纳米晶重组类人胶原基/聚乳酸复合支架材料的表征及细胞相容性研究

目的　制备纳米羟基磷灰石/重组类人胶原基/聚乳酸复合支架材料 (nano-hydroxyapatite/ recombinant human- like collagen/polylactic acid,nHA/RHLC/PLA),观察材料的形貌特征,探讨材料对骨髓基质干细胞(BMSCs)增殖、黏附及分化等生物学行为的影响。 方法　制备nHA/RHLC/PLA复合支架材料,应用X 光衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、ZWICK Z005 测试机对样品的化学成分、机械性能测试和压缩强度进行测试,通过扫描电镜检查等方法观察材料的表征;将犬骨髓基质细胞（BMSCs）接种在支架材料上培养,检测材料-细胞的黏附情况及材料对细胞生长增殖的影响。 结果　nHA/RHLC/PLA复合支架材料压缩强度均大于1MPa,达到了天然松质骨的最低强度。扫描电镜结果显示：支架材料呈三维多孔结构,孔为不规则多边形,孔的走向多样,纵向和横向孔隙互为交通,孔径在几十微米到300微米不等,孔隙率为75%~83%。nHA/RHLC/PLA复合支架材料表面BMSCs的黏附、生长良好;而BMSCs的增殖能力与对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05)。 结论　nHA/RHLC/PLA复合支架材料符合组织工程骨支架的力学要求,具有良好的微观结构,无细胞毒性,细胞与支架生物相容性良好。利用重组类人胶原代替动物源性胶原制备纳米晶骨修复材料,规避了动物胶原交叉感染的风险,有望成为一种理想的骨组织工程支架材料。     

接枝Nogo-A抗体和多聚赖氨酸的透明质酸水凝胶支架的制备及其与培养海马神经元相容性的研究

为探讨同时接枝Nogo-A受体(NgR)的抗体和多聚赖氨酸(PLL)的透明质酸(HA)水凝胶用于中枢神经系统损伤修复的可行性,本研究在碳二亚胺盐酸盐的介导下用己二酸二酰肼交联的方法制备HA水凝胶,并接枝PLL和NgR抗体。取新生大鼠海马神经元接种于水凝胶支架材料上,分为HA-NgR抗体-PLL水凝胶组和纯HA水凝胶组。培养7d后,用吖啶橙(AO)染色、抗神经丝蛋白(NF)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫荧光染色和扫描电镜观察两组细胞的生长情况。结果显示:纯HA水凝胶不利于神经细胞在材料上粘附和突起生长;HA-NgR抗体-PLL水凝胶可以显著增加海马神经元的粘附数量、促进神经元突起形成,同时也能使星形胶质细胞在材料表面生长。上述结果提示:接枝NgR抗体和PLL的HA水凝胶与海马神经元相容性良好,为中枢神经系统损伤修复提供了一种较理想的支架材料。     

新型血管内可吸收镁合金支架的实验研究

目的评估自行设计制作的新型血管内可吸收镁合金支架的生物相容性、有效性和安全性。方法杂种犬35只,每只犬均于冠状动脉和股动脉置入可吸收镁合金支架1枚,分别于术后1、3、5 d和1、2、3、4周,每个时间点5只犬,复查冠状动脉和股动脉,血管造影后取材,分离支架段血管行组织病理观察及计算机图像分析,测量内弹力板面积、管腔面积、内膜增生面积及内膜增生面积百分比。结果 51枚支架成功置入35只犬的冠状动脉和股动脉,各时间点冠状动脉及股动脉造影均证实管腔通畅,无狭窄病变,无血栓形成。组织病理显示,支架置入术后1、3、5 d无内膜增生,仍有支架残留;1周支架完全降解;2周开始出现内膜增生,3周至4周内膜增生相对明显。各时间点均未见明显炎性反应和血栓形成;术后2、3、4周,内膜增生面积分别为(0.04±0.03)mm~2,(0.10±0.03)mm~2,(0.15±0.04)mm~2;内膜增生面积百分比分别为(1.84±1.18)%,(3.72±1.12)%,(6.29±3.36)%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论血管内可吸收镁合金支架具有良好的生物相容性,安全有效,易操作,再狭窄程度轻,临床应用前景好。     

表面经喷砂和酸蚀及羟基磷灰石涂层的TA2纯钛种植体对富血小板血浆体外骨诱导能力的影响

目的以表面经喷砂和酸蚀(SLA)及羟基磷灰石(HA)涂层双重处理的TA2纯钛种植体(HA/SLA-TA2)为支架材料,探讨其对富血小板血浆(PRP)体外诱导骨髓基质细胞(BMSCs)向成骨细胞分化能力的影响。方法PRP分别作用于常规培养的BMSCs(对照组)和与HA/SLA-TA2联合培养的BMSCs(实验组),通过扫描电镜观察BMSCs在HA/SLA-TA2表面的生长情况,并对两组细胞的增殖指数、碱性磷酸酶活性、骨钙素含量进行比较。结果实验组细胞生长状态良好,具有成骨细胞特点,其细胞增殖指数于联合培养第5天起明显高于对照组(P<0.05),碱性磷酸酶活性以及骨钙素含量分别于联合培养第9、13天起明显高于对照组(P<0.01)。结论HA/SLA-TA2是种植体表面骨组织工程较理想的支架材料,BMSCs与HA/SLA-TA2联合培养后,可增强PRP诱导其向成骨细胞分化的能力。     

钛合金经酸碱两步预处理快速沉积HA涂层

目的钛合金经酸碱两步预处理后在表面快速沉积羟基磷灰石涂层。方法钛合金(Ti_6Al_4V)均分为A、B两组。A组先用砂纸打磨,再用0．6mol/L NaOH在160℃下处理24h;B组先用H_2SO_4与HCl混合酸腐蚀1h,再用0．6mol/L NaOH在160℃处理24h。两组试件各8片分别置于过饱和钙磷溶液SCS1- SCS8中24h。XRD和SEM分析涂层成分、表面和断面形貌。表面形貌仪分析沉积前样品的表面粗糙度。结果在SCS1溶液中的钛合金片表面均沉积了致密的羟基磷灰石涂层,涂层表面由片状晶体组成,涂层厚度约为30μm。结论B组样品避免了对试样的打磨,在合适的SCS溶液中同样可以快速沉积羟基磷灰石涂层。该工艺特别适合在复杂形状的样品表面沉积涂层。     

发展我国具有自主知识产权的外科植入物

随着社会文明的进步，人类对自身健康的关注，外科植入物的需求市场越来越巨大，它所带来的社会效益和经济效益也越来越引人瞩目。中国人口众多，基数大、对外科植入产品的需求也大，但这些产品主要还是依赖进口，面对这样的机遇与挑战，发展具有我国自主知识产权的产品具有无以言喻的意义。纳米晶胶原基骨移植材料正是这样一种产品。该材料是根据仿生学原理，采用自组装方法制备而成的。在成分与分级结构上与自然骨高度相似，生物相容性好，可生物降解，动物体内的骨缺损修复试验结果良好，迄今已成功应用于4000多例临床患者，结果令人满意。目前，在将产品推向国际市场的同时，正致力于新一代系列产品的研发。     

植入PHPMA水凝胶对脑损伤后胶质瘢痕形成的抑制性影响

人工合成 PHPMA水凝胶材料。利用此材料修补急性损伤的大鼠脑皮质缺损区 ,评价其对创伤后胶质瘢痕形成的影响以及在神经组织再生中的作用。合成的水凝胶材料经检测分析性状后植入预先造成的大脑皮质空腔内 ,4周以后灌注取脑 ,观察植入材料和周围组织整合结果以及星形胶质细胞在材料周围和内部的浸润状况 ,确定有无胶质瘢痕的形成 ,并进行超微结构分析。结果表明 ,植入材料可和周围组织良好整合 ,二者交界处细胞分布弥散 ,星形胶质细胞无过度聚集现象 ;植入材料内部有轴突样结构生长和血管发生。本研究结果提示 ,利用 PHPMA水凝胶填补脑损伤后的空洞可抑制胶质瘢痕的形成 ,有利于损伤部位神经组织的再生。     

活性胶原基纳米骨修复下颌骨缺损的组织学检测

背景：单纯胶原基纳米骨在骨缺损修复过程中仅起支架和骨传导作用,不具备骨诱导能力。 目的：通过动物实验进行组织学光镜及扫描电镜检测,观察复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨材料促进下颌骨骨缺损的愈合能力。 设计、时间及地点：同体对照动物实验,于2008-08/12在南方医科大学动物实验中心、病理实验室以及电镜中心完成。 材料：采用浸泡抽吸法将重组人骨形态发生蛋白2与胶原基纳米骨相复合,形成复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨材料。 方法：建立兔下颌骨双侧缺损模型,随机选取一侧缺损应用复合重组人骨形态发生蛋白2的活性胶原基纳米骨修复,作为活性材料组;另一侧缺损应用单纯胶原基纳米骨修复,作为单纯材料组。 主要观察指标：术后5,10,20周,获取整块下颌骨标本作组织学光镜苏木精-伊红染色和Masson染色及扫描电镜超微结构检测,观察骨缺损愈合效果和新骨形成情况。 结果：两组骨缺损区均愈合良好,未见移植骨周围炎症发生。①单纯材料组：术后5周时与宿主骨结合不紧密,有大量纤维结缔组织;10周时出现疏松的骨样组织,材料残留较多,降解缓慢;20周时骨样组织增多明显,但缺损中心区骨组织仍较少且不成熟,材料部分降解。②活性材料组：成骨过程较早,术后5周时与宿主骨结合良好,有明显骨样组织长入;10周时骨样组织显著增多且更加成熟,材料部分降解;20周时新骨组织与宿主骨完全融合,缺损中心区为致密骨样组织充满,材料降解充分,只有少量残留。 结论：胶原基纳米骨具有良好的骨传导作用和生物相容性,可作为理想的修复下颌骨缺损的人工材料。复合重组人骨形态发生蛋白2后具有一定的骨诱导作用,愈合加快,成骨可靠。     

可降解输尿管支架对输尿管战创伤后肾功能的保护作用

目的 建立一种新的输尿管战创伤动物模型,研究生物可降解输尿管支架在输尿管战创伤治疗中对肾功能的保护作用.方法 使用自行研制的火器弹片伤制造模具,对模型建立组9只比格犬的随机一侧输尿管制造火器弹片伤后清创缝合,分别于术后40,80,120 d进行静脉肾盂造影、肾图评估.再对阳性对照组9只比格犬的双侧输尿管均制造火器弹片伤,随机一侧放置聚乳酸可降解输尿管支架,另一侧放置双J管,对其结果进行评估.结果 模型建立组损伤侧术后出现肾积水,肾脏浓聚,排泄功能下降.阳性对照组术后双侧均未见明显肾盂、输尿管积水;双肾分浓缩率比值(可降解支架/双J管)上升,半排时间比值(可降解支架/双J管)上升,但差异均无统计学意义;可降解支架侧未见膀胱输尿管反流(vesico-ureteral reflux,VUR),双J管侧有反流.结论 成功建立了比格犬火器弹片伤动物模型.可降解支架与双J管均起到了支撑、引流作用;可降解支架可有效保护输尿管膀胱交界处的抗反流功能.