不同结构骨块植入股骨头负重区缺损的力学性能比较

目的股骨头缺血坏死早中期手术中,为防止股骨头的进一步塌陷,常需要植骨填充坏死区。本文研究不同结构植入物填充股骨头负重区缺损后对股骨头力学性能的影响。方法选取人正常股骨近段4例,在股骨头负重区沿压力骨小梁方向制造直径20mm,深30mm的骨缺损,并在缺损区内植入三种不同结构的植入物。Ⅰ组为取自异体股骨头负重区骨块;Ⅱ组为取自异体股骨髁负重区骨块;Ⅲ组为松质骨粒打压植骨。模拟单腿站立相加载,记录股骨头颈结合部的应变分布。结果直径20mm深30mm骨缺损的股骨近段与正常相比,头颈结合部上方拉应变平均增加93.0%,下方压应变平均增加203.4%。植入不同结构的植入物后,Ⅰ组头颈结合部上方应变较正常平均增加6.6%,下方应变平均增加67.6%;Ⅱ组上方应变较正常平均增加33.7%,下方应变平均增加136.9%;Ⅲ组上方应变平均增加150.4%,下方应变平均增加206.1%。结论股骨头负重区的缺损会改变头颈结合部应力分布,其中结合部下方和上方出现应力的集中。植入与缺损区的骨小梁结构相似的异体股骨头骨块后,股骨头下方和上方头颈结合部的应力集中得到缓解,其植入效果优于骨小梁结构不同的股骨髁骨块;松质骨粒打压植骨不能改变股骨头头颈结合部的应变分布。     

不同材料人工关节磨损颗粒对假体--骨界面骨形成影响的比较研究

目的 :观察不同材料人工关节磨损颗粒对假体 -骨界面骨形成的影响 ,进一步探讨其在人工关节无菌性松动中的作用。方法 :以改良“骨收集室”(BHC)植入兔胫骨干骺端为假体 骨界面模型 ,分别在BHC内加入1.5mg/ml(W/V)Ti合金、CoCr合金或UHMWPE颗粒混悬物 10 μl,4周取材。组织学观察成骨情况 ,颗粒分布及其周围的组织细胞学反应。图像分析测量每个视野小梁骨面积与组织总面积的比值 (BA/TTA) ,于各组间比较。结果 :UHMWPE颗粒与CoCr合金颗粒均明显抑制BHC内网织骨形成 ,并有以MΦ为主的炎症反应及纤维组织大量增生 ,组织构成与人体内无菌性松动假体周围界膜接近。Ti合金颗粒则对成骨影响相对较小。各加颗粒组BHC中组织BA/TTA均小于空白对照组 (P <0 .0 1) ,其中又以UHMWPE颗粒与CoCr合金颗粒组最小 (P <0 .0 1) ,而后两者间无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论 :磨损颗粒除可激活MΦ性骨溶解外 ,还可抑制网织骨形成。因此 ,其造成的人工关节假体 骨界面骨重建障碍可能是骨吸收增加和骨形成减少协同作用的结果。     

骨髓间充质干细胞归巢促小鼠骨折愈合的实验研究

目的探讨骨髓间充质干细胞(BMSC)迁移归巢在骨折愈合中的作用。方法 6周龄健康成年雄性清洁级C57/BL小鼠65只,体重17~25 g,采用外力冲击方法制备闭合性股骨骨折内固定模型,7 d后将小鼠分为3组:间充质干细胞(MSC)组(n=35)尾静脉注射生理盐水0.5 mL,0.5 h后注射内含1×106个红色荧光蛋白标记的骨髓间充质干细胞(RFP-BMSC)溶液0.5 mL;1,4,8,11-四氮杂环十四烷(AMD3100)组(n=15)尾静脉注射1 mmol/L AMD3100(CXCR4受体的特异性阻断剂)0.5 mL,0.5 h后注射内含1×106个RFP-BMSC的溶液0.5 mL;对照(CON)组(n=15)尾静脉注射生理盐水0.5 mL,0.5 h后再次注射生理盐水0.5 mL。造模成功后14、28、42 d采用冰冻切片荧光示踪法观察MSC组小鼠RFP-BMSC归巢情况,并在28 d后采用免疫荧光法观察BMSC位置和骨桥蛋白(OPN)及骨钙素(OCN)的表达;14、42 d后分别采用HE染色和Masson三色染色观察3组组织切片骨痂形成情况,并进行组织病理学检查及生物力学检查,评价3组骨折愈合情况。结果骨折后28 d MSC组有大量RFP-BMSC迁移至骨折处聚集,且高度表达OPN与OCN。14 d后病理组织切片染色结果显示,CON组与AMD3100组以软骨成分为主,而MSC组多已开始形成骨性骨痂;42 d后CON组与AMD3100组处于骨痂塑形期,皮质骨质量差,MSC组骨痂已基本塑形完成。生物力学检测结果显示,MSC组最大负荷、最大桡度、弹性桡度及刚度显著高于另两组(P<0.05),接近正常骨组织(P>0.05)。结论 BMSC归巢能促进骨折愈合,基质细胞衍生因子(SDF)-1/CXCR4通路在其中发挥重要作用。     

新型脱细胞半月板细胞外基质的制备及其生物相容性的研究

目的探索新型脱细胞半月板细胞外基质(d MECM)的制备方法,并对其细胞相容性进行研究。方法无菌条件下收集新鲜的猪半月板组织,切碎,采用湿法粉碎、差速离心的方法制备dM ECM生物材料。通过天狼猩红、甲苯胺蓝染色方法分别比较天然半月板与dM ECM中胶原以及糖胺聚糖含量的区别;采用Hoechst 33258荧光染色法观察脱细胞后dM ECM中DNA残留情况。将P3代的兔内侧半月板细胞种植在铺有dM ECM的盖玻片上,体外培养7 d后行扫描电镜检测其细胞相容性。结果本实验制备的dM ECM天狼猩红、甲苯胺蓝染色均呈阳性,并且与天然半月板染色类似;dM ECM行Hoechst33258染色呈阴性;扫描电镜结果显示种植于d MECM表面上的半月板细胞黏附紧密,可见大量细胞ECM的分泌。结论本实验制备的dM ECM可以很好地保留天然半月板ECM成分,有效地去除DNA物质,并且具有良好的生物相容性,是未来半月板组织工程领域非常有前景的支架材料。     

腺病毒介导NELL1促进骨溶解后的高质量骨再生

[目的]研究具有特异性成骨作用的NELL1因子对磨屑所致骨溶解的影响,为骨溶解病的治疗提供一种新方案.[方法]建立聚乙烯( Polyethylene,PE)颗粒诱导的颅骨骨溶解模型,68只Balb/c小鼠随机分成4组,即假手术组:术后1d颅顶皮下注射0.1 ml生理盐水;颗粒对照组:植入10 mg PE颗粒,术后1d注射0.1ml生理盐水;实验组(Ad - GFP - NELL1组):植入10 mg PE颗粒,术后1d注射0.1 ml( 109 pfu) NELL1荧光重组腺病毒载体( Ad - GFP - NELL1);安慰剂组(Ad - GFP组):植入10 mg PE颗粒,术后1d注射0.1ml (109 pfu)荧光重组腺病毒载体( Ad - GFP).术后10 d采用活体荧光成像检测NELL1及GFP表达情况,并于处死后进行Micro - CT、组织学及生物力学的检测.[结果]活体荧光证实实验组与安慰剂组小鼠颅顶有NELL1及GFP的高度表达,Micro - CT 3D图像观察实验组小鼠的颅骨骨溶解所致骨量丢失明显减少,所选兴趣区(ROI)的骨体积(BV)、骨密度(BMD)、骨小梁厚度(Tb.Th.3D)、骨表面积体积比(BS/BV)均明显优于对照组及安慰剂组.组织学切片观察到实验组的骨再生明显增多.另外,实验组小鼠的颅骨弹性模量[(2.50±0.12)MPa]也明显优于对照组[(0.60±0.20)MPa]及安慰剂组[ (0.82±0.09) MPa](OP＜0.01).[结论]腺病毒介导表达的成骨因子NELL1能通过促进高质量的骨再生平衡磨屑所致骨溶解的骨量丢失,是治疗骨溶解的一种潜在性解决方案.     

微球化人脐带 Wharton 胶间充质干细胞移植裸鼠皮下构建异位软骨简

背景：软骨细胞外基质具有众多的信号分子蛋白和因子,其成分和特性最接近天然软骨组织,因而其很可能是构建组织工程软骨的最理想原料。 目的：探讨海藻酸钙-软骨细胞外基质混合凝胶微球复合人脐带Wharton胶间充质干细胞在裸鼠皮下异位构建组织工程软骨的可行性。 方法：制备软骨细胞外基质微丝悬液,将人脐带Wharton胶间充质干细胞接种于海藻酸钙-软骨细胞外基质混合凝胶微球中体外培养后植入裸鼠背部皮下（实验组）,以人脐带 Wharton 胶间充质干细胞混合于单纯藻酸盐凝胶微球作为对照组,于4周后取材进行大体和组织学苏木精-伊红、甲苯胺蓝、番红O及Ⅱ型胶原免疫组化观察。结果与结论：体外培养时微球中干细胞呈球形软骨细胞样形态,生长、增殖情况良好;实验组术后第4周取材可见外形呈类软骨样组织块,甲苯胺蓝、番红O及Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,镜下观察可见大量类软骨样细胞及类软骨陷窝样结构,植入的混合凝胶微球周围组织无明显炎症反应;对照组显示微球部分降解,周围仅有少量炎症细胞及淋巴细胞。结果可见海藻酸钙-软骨细胞外基质具有良好的组织相容性,复合干细胞形成的微球植入裸鼠皮下可以构建为类软骨样组织。     

骨骺软骨细胞的培养和保存方法

目的：建立大量生产骨骺软骨细胞的培养方法和保存方法，为组织工程骺软骨的培养提供种子细胞。方法：2周龄兔胫骨上端骨骺软骨经机械剪切和化学消化后，接种、培养及液氮冻存。通过显微镜观察其生物学表现，并通过蕃红花“0”染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色对其生物学特征进行鉴定。结果：在体外观察到了骨骺软骨细胞从静止、增殖到肥大这个近似体内的生长过程，经多次传代后增殖能力降低，经过冻存的细胞生物学特征不变。蕃红花“0”和Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。结论：我们成功地建立了骨骺软骨细胞的培养和冻存方法，并证明培养出的细胞是骨骺软骨细胞。     

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-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Wakitaniscore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。②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。     

肌腱结嵌压双股腘绳肌腱重建前交叉韧带的体外生物力学性能测定

目的　评价肌腱结嵌压双股绳肌腱重建前交叉韧带 (ACL)的体外生物力学性能。方法　在猪膝关节的股骨端 ,用联合阶梯状钻头在与股骨干纵轴成 4 5°角向股骨髁间窝 11点处钻一瓶颈状骨性隧道。绳肌腱中间打结后并成双股穿过骨性隧道 ,肌腱结在隧道的阶梯处形成嵌压。测定肌腱结可承受的最大载荷和负载时的位移量。对照组分别用骨 -髌腱 -骨 (B -PT-B)界面螺钉和游离肌腱 (FT)界面螺钉进行ACL重建。结果　肌腱结嵌压组可承受的最大载荷为 6 80± 130N ,大于B -PT -B组的 4 5 9± 14 7N (P <0 0 1)和FT组的 15 1± 34N (P <0 0 0 1)。在 4 0 0N的生理载荷下 ,肌腱结嵌压重建ACL产生的位移量为 9 85± 2 96mm ,B -PT -B组为 7 4 9± 2 6 7mm ,两组之间没有明显差别 (P >0 0 5 )。结论　肌腱结在骨性隧道内的嵌压具有良好的生物力学性能 ,可以满足前交叉韧带重建的生物力学需要     

白细胞介素-12临床应用研究进展

白细胞介素-12（IL-12）最初称作自然杀伤细胞刺激因子（NKSF）或细胞毒性淋巴细胞成熟因子（CLMF）,是一种异二聚体细胞因子。直接使用重组蛋白IL-12或转基因载体都有显著的抗肿瘤作用,它通过诱发NK,NKT和T细胞增殖活化而介导主动和被动免疫保护反应。除此之外,通过趋化因子IP-10诱生IFN-γ阻止肿瘤血管发生。在动物肿瘤模型中,IL-12对移植瘤、化学诱变瘤及自发肿瘤均有明显治疗作用。IL-12可以刺激抗原特异性免疫反应而促进Th1和CTL的消瘤作用。大量的临床治疗肿瘤试验表明,IL-12在抗肿瘤方面效果明显。治疗中出现的不良反应应引起重视,需要制定合理的治疗方案以降低毒副反应确保临床效果。