A histomorphometric and molecular study on stress adaptability of freeze-dried bone allograft

Objective To Investigate stress adaptability of freeze-dried bone allograft.Methods Cortical and cancellous allograft were transplanted to each side of the midshaft diaphyseal ulna in two groups of 28 animals. The left transplanted allograft w as free from fixation and bore a normal physiological load, while the right tran splanted allograft was protected from loading by a simple external fixator and b ore less load. Animals were sacrificed at the 2nd, 4th, 8th, 16th week after tr ansplantation and specimens were taken out for bone histomorphometry studies an d analysis of collagen gene expression by in situ cDNA-mRNA hybridization.Results Labeled surface(LS) and bone mineral apposition rate(MAR) of the normally loaded graft-host bone interface were significantly higher than that of the less load ed side at the 4th,8th,16th week after transplantation. Parameters reflecting t he internal repair process of the allograft, such as LS in cortical and cancello us bone or MAR in cortical bone of the normally loaded side were significantly h igher than those of the less loaded side at the 16th week after transplantation . The result of in situ hybridization indicated that more osteoblast-like cell s expressing the type Ⅰ collagen gene were found in the interface or interior o f normally loaded grafts. Conclusion The stimulus of physiologic load can accelerate the early union of allograft-ho st bone interface and later new bone creep substitution to the necrotic allograft.     

巨噬细胞对聚乙烯和钛合金颗粒吞噬反应的差异性

目的观察巨噬细胞对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)颗粒和钛-6铝-4钒(Ti-6Al-4V)颗粒吞噬反应的差异.方法将巨噬细胞分别在含UHMWPE和Ti-6Al-4V颗粒的培养基中培养,在不同时段观察细胞吞噬颗粒的情况,并计算含有吞噬颗粒的巨噬细胞所占的比例.结果UHMWPE颗粒在培养后1 h即被巨噬细胞吞噬,且随时间延长,含有吞噬颗粒的巨噬细胞比例快速大量增加.而Ti-6Al-4V颗粒引起巨噬细胞吞噬现象出现的较晚,且在相同时段内含颗粒细胞的比例相对较小.结论UHMWPE颗粒能够引起巨噬细胞迅速而显著的吞噬反应,可能是其导致假体周围骨溶解的原因之一.     

关节假体表面壳聚糖季铵盐涂层的抗感染性能研究

目的 研制一种抑制细菌黏附和生物膜形成,同时具有良好骨生物活性的材料,用于关节假体表面涂层,以降低人工关节置换术后的感染率.方法 合成6%,18%和44%取代度的壳聚糖季铵盐,利用金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌检测其抗菌性能和对生物膜形成的影响,利用骨髓间充质干细胞检测其骨生物活性.共价交联法在钛金属表面制备壳聚糖季铵盐涂层.SD大鼠股骨下端髓腔内注射表皮葡萄球菌后分组植入涂层和未涂层钛棒,通过观察术后体温和体重变化,并进行血常规、X线摄片、微生物学及组织学检测分析涂层的抗感染性能.结果 壳聚糖季铵盐的抗菌活性随着其取代度的升高而增加;取代度为18%的壳聚糖季铵盐对于干细胞具有良好的生物相容性;而取代度为44%的壳聚糖季铵盐具有一定的细胞毒性.动物实验表明,取代度为18%的壳聚糖季铵盐涂层能有效防止表皮葡萄球菌引起的骨内感染.结论 中等取代度（18%）壳聚糖季铵盐兼具较强的抑菌能力和较好的骨生物活性,具有作为关节假体表面抗感染涂层的应用前景.     

AMPK信号通路对骨代谢的调节作用

最近越来越多的证据显示骨质疏松症可能与肥胖症类似,也与能量代谢紊乱相关。而腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是维持细胞能量平衡以及调节多种代谢相关激素的重要分子,AMPK激活后可以开启分解代谢通路以产生更多的ATP,同时会关闭合成代谢通路以减少ATP的消耗。已知AMPK不仅能被脂肪细胞分泌的脂联素和瘦素激活,还能被抗糖尿病类药物二甲双胍和噻唑烷二酮类激活,而这些脂肪因子和药物都能影响骨代谢,同时最近的研究也表明AMPK信号通路对骨代谢有调节作用。体外激活AMPK可以影响成骨,基因敲除AMPKα或β亚基会使小鼠骨量降低,骨形成和骨吸收同时增加但伴有骨重建的负平衡,但是其中涉及的具体机制并不明确。本文就AMPK的结构和功能、在骨组织细胞中的作用、与成骨成脂分化平衡的关系作一综述,并分析AMPK通路作为骨质疏松症潜在治疗靶点的可能性。     

塑料包埋技术在骨组织研究中的应用

目的 研究塑料包埋技术制作的不脱钙硬组织切片,确定制作的关键步骤及用于骨组织研究的优点.方法 选取狗胫骨节段或带有金属种植体的骨材料塑料包埋,LeicaSP1600切片机(德国)切片,用苦味酸品红染色观察,并与常规石蜡包埋相比较.结果 不脱钙骨组织经塑料包埋技术处理后,可清楚地观察类骨质形成、多孔材料及种植体周围骨组织的整合程度.与常规石蜡包埋相比,染色层次分明,组织移位形变小.结论 应用规范塑料包埋技术制作不脱钙硬组织切片,更有利于行骨形态计量分析以及材料与骨整合的研究.     

应力松弛接骨板固定对骨折愈合骨痂及板下骨改建的影响

目的 探讨应力松弛接骨板固定对骨折愈合骨痂及板下骨改建的影响。方法 将２４只新西兰免胫骨干横形截骨后,右侧用应力松弛接骨板（ｓｔｒｅｓｓ－ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ,ＳＲＰ）固定,左侧用坚硬接骨板（ｒｉｇｉｄ ｐｌａｔｅ,ＲＰ）固定并作为对照。所有动物分为４组,每组６只。术后４～２４周,偏光及透射电镜检查。结果 早期两组间骨痂及板下骨结构改变相似,表现为骨痂胶原排列紊乱,折光性弱,板下骨吸收     

膝关节滑膜间质干细胞分离、培养及其多向分化潜能特性的研究

目的 探讨晚期骨关节炎患者膝关节滑膜间质干细胞(synovium-derived mesenchymalstem cells,SMSCs)体外分离、培养的可行性及其在体外向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞定向分化的特性.方法 取膝关节滑膜组织,胶原酶消化获得有核细胞.挑选单细胞克隆,筛选获得SMSCs.流式细胞技术检测细胞表面特异性抗原标志.培养至第三代,分别向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞诱导分化.油红O染色鉴定向脂肪细胞分化;碱性磷酸酶染色、茜素红染色鉴定向成骨细胞分化;甲苯胺蓝染色鉴定向软骨细胞分化.RT-PCR检测脂肪细胞、成骨细胞标志基因.Ⅱ型胶原免疫组化染色检测软骨细胞Ⅱ型胶原的表达.结果 原代SMSCs体外培养呈葵花样细胞集落,传代后可见圆形巨噬样细胞和纺锤形成纤维样细胞,融合后呈成纤维细胞样生长.CD44、CD90呈阳性,CD34、CD71和CD45呈阴性.向脂肪细胞诱导21d,油红O染色阳性;RT-PCR检测有脂蛋白酶、乙二腈及PPARγ2表达;向成骨细胞诱导7、28 d,ALP,茜素红染色阳性,有ALP、Osteopontin及Osteocalcin表达;向软骨细胞诱导21d,甲苯胺蓝染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性.结论 晚期骨关节炎患者膝关节滑膜组织可以分离、培养获得SMSCs. SMSCs具有向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞发生定向分化的潜能.     

阿仑膦酸钠不同给药时间间隔对磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解影响

目的 观察阿仑膦酸钠不同给药时间间隔对磨损颗粒诱导假体周围骨溶解的影响,为临床应用阿仑膦酸钠预防人工关节假体周围骨溶解提供理论依据。方法 雄性SD大鼠12只,经膝关节将钛合金假体及混合磨损颗粒植入胫骨近端（双侧）,随机分成实验Ⅰ组和实验Ⅱ组,每组6只,术后分别每日1次空腹阿仑膦酸钠（0．1m∥kg）灌胃和每周1次空腹阿仑膦酸钠（0．7mg／kg）灌胃,持续6周。术后12周处死取材,进行组织学观察及组织形态计量学测定。结果 实验Ⅰ组和实验Ⅱ组假体柄周围纤维界膜均较薄,细胞成分少,假体周围新生骨与假体间可见有直接接触,对假体支撑作用良好。假体周围界膜厚度及面积的形态计量学检测发现,两组间差异无显著性。结论阿仑膦酸钠预防磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解时,每周给药1次与每日给药1次可产生同样的效果。     

补肾富钙中药对大鼠卵巢辐射损伤所致骨质疏松形态

目的 探讨补肾富钙中药对大鼠卵巢辐射损伤所致骨质疏松形态计量学的影响.方法 40只SD大鼠随机分为四组(n=10),分别为假手术组(灌服1%纤维素90 d)、模型组(以50 Gy γ射线局部照射大鼠卵巢建立卵巢辐射损伤模型,1%纤维素灌服90 d)、尼尔雌醇组(造模后给予尼尔雌醇灌胃90 d)和补肾富钙中药组(造模后给予补肾富钙中药灌胃90 d).各组大鼠于处死前第14天和第4天分别腹腔注射盐酸四环素(30 mg/kg)进行标记,处死后取右侧股骨组织和L4腰椎组织分别进行骨组织形态计量和扫描电镜观察.结果 与模型组比较,补肾富钙中药组和尼尔雌醇组的骨小梁体积显著增加,骨吸收表面减少;尼尔雌醇组的骨形成表面和矿化沉积率下降,但在补肾富钙中药组则无显著变化.扫描电镜观察显示,模型组骨小梁变细、中断、排列稀疏,而补肾富钙中药组和尼尔雌醇组上述变化较轻微.结论 补肾富钙中药可有效预防卵巢辐射损伤诱发的骨质疏松.     

可吸收高强度左旋聚丙交酯螺钉内固定兔股骨髁截骨

目的 应用新式可吸收材料的增强技术-固态压缩法制得高强度可吸收左旋聚丙交酯(SC-PLLA)螺钉。通过观察其固定动物股骨髁截骨后骨折愈合和组织反应，评估该装置的固定效能和生物相容性。方法 12只新西兰免于右侧股骨髁横向截骨，单枚SC-PLLA螺钉固定。术后4、8、12、36周处死，行放射学和组织学检查。结果 所有截骨周围均能明显地观察到骨痂，未见明显畸形。镜下见截骨愈合为骨性连接，骨组织可与PLLA直接接触。结论 SC-PLLA对承重松质骨的固定可靠，并且牛物相容性良好。