BMP活性多肽复合羟基磷灰石聚乳酸在大鼠体内异位成骨的实验研究

目的 通过检测不同浓度骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMP)BMPIII与BMPIV活性多肽在大鼠体内异位成骨情况,来评价两种多肽在动物体内骨诱导能力;并与已检测BMPI0.4 g/L浓度进行对比,以选出最优多肽组及浓度。方法 应用随机抽签法,将48只SD大鼠随机分为8组(A、B、C、D、E、F、G、H组),每组6只。将2种多肽的三种不同浓度(0.2 g/L、0.4 g/L、0.8 g/L的BMPIII和0.2 g/L、0.4 g/L、0.8 g/L的BMPIV)分别与羟基磷灰石聚乳酸(hydroxyapatite and poly lactic acid,HA/PLA)组成复合材料植入大鼠臀部肌肉浅层,A、B、C、D、E、F组;将0.4 g/L浓度BMPI多肽与HA/PLA组成的复合材料植入的实验对照为G组,仅植入HA/PLA框架材料空白对照为H组。术后3周摄背部正位X线片;术后5周时进行X线、CT照射。并于术后3周、5周分别取出标本,采用HE、Masson染色在光镜下观察,应用Masson染色评分并进行非参数统计分析大鼠术后5周的成骨特性。结果 所有动物均顺利完成手术,术后观察期间,动物饮食、活动良好,伤口愈合良好,全部存活。植入材料各组硬度均增加。(1)X线检查:术后3周,手术植入多肽材料部位均有轻度模糊显影区,其中C、F组显影明显;术后5周,A、D组植入区内有较浅显影,B、E、G组有较浅较大显影,C、F组显影较明显;H组未见明显显影。(2)CT显示:除A、D组可见较模糊低密度显影外,B、C、E、F、G组均显影明显,H组未见显影。(3)HE染色:植入多肽材料的各组术后3周可见少量成骨细胞长入多孔材料,贴附于孔壁;术后5周材料部分降解,其中B、C、E、F、G组有较多软骨基质和软骨细胞形成,H组框架材料分解极少。(4)Masson染色:术后3周,A、D组在降解材料周围仅有少量软骨胶原形成,且B、C组和E、F组软骨胶原量分别明显多于A组和D组,G组蓝色面积较小,H组降解材料周围软骨胶原极少;术后5周,植入多肽材料的各组蓝色面积明显多于术后3周,H组降解材料周围软骨胶原较少,仅见少量蓝色软骨胶原形成。(5)Masson评分:B、C、E、F组分别为(2.22±0.45)分、(2.44±0.3)分、(2.28±0.25)分、(2.44±0.35)分均明显大于A组(1.06±0.39)分、D组(0.72±0.25)分,差异有统计学意义(P<0.05);B、C、E、F组各组间评分两两比较,差异均无统计学意义(P>0.05);G组评分(2.67±0.30)分较B、E组大,差异均有统计学意义(P<0.05);H组评分最少,为(0.222±0.27)分。结论 BMPIII与BMPIV两种活性多肽人工复合材料均具有骨诱导能力;0.4 g/L和0.8 g/L浓度骨诱导能力较0.2 g/L浓度大;0.4 g/L BMPI骨诱导能力较BMPIII与BMPIV大,更适于成为骨诱导材料。     

血管化可注射性纳米组织工程骨对骨再生血管形成的影响

目的将血管化可注射性纳米组织工程骨注入骨延长区,观察血管形成及骨再生的情况,揭示组织工程骨再血管化和成骨的关系。方法以可注射性纳米羟基磷灰石胶原（NHAC）／藻酸盐水凝胶为载体,复合成骨细胞和血管内皮细胞构建血管化可注射性纳米组织工程骨,将其注入肢体延长动物模型骨延长区,以空白对照组、注射单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料组为对照,通过组织学切片、毛细血管计数、骨小梁百分比面积测定,观察血管化及骨生成情况。结果毛细血管计数显示第3周：A组4．8±9．1,B组7．4±9．2,C组10．7±8．5;第6周：A组15．1±7．2,B组19．3±15．8,C组31．5±18．2,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,c组血管计数值最高,血管化明显优于其他组。骨小梁百分比面积测定显示第3周：A组4．52±7．31,B组10．20±9．65,C组21．33±16．4;第6周：A组22．56±8．76,B组41．95±16．27,C组58．36±11．39,各时段3组间均有统计学意义（P〈0．05）,数值由高到低顺序排列为：C组〉B组〉A组,C组骨小梁百分比面积最大。结论血管化可注射性纳米组织工程骨应用于牵拉成骨,可促进骨延长区血管化及骨生成,优于单纯成骨细胞复合可注射性纳米材料。     

两种人工合成骨形态发生蛋白活性多肽的骨诱导能力

背景：根据骨形态发生蛋白氨基酸序列中诱导成骨的核心功能区,课题组采用人工固态合成法合成了骨形态发生蛋白活性多肽Ⅰ与骨形态发生蛋白活性多肽Ⅱ。 目的：初步评价骨形态发生蛋白多肽Ⅰ和骨形态发生蛋白活性多肽Ⅱ在动物体内的骨诱导能力。 方法：将42只SD大鼠随机均分为7组,分别在臀部肌肉内植入载0.2,0.4,0.8 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅰ的羟基磷灰石/聚乳酸材料、载0.2,0.4,0.8 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅱ的羟基磷灰石/聚乳酸材料及羟基磷灰石/聚乳酸材料。植入后3,5周进行X射线、CT及组织学检测,观察7组成骨情况。 结果与结论：载骨形态发生蛋白多肽羟基磷灰石/聚乳酸材料植入后3,5周的局部成骨均高于羟基磷灰石/聚乳酸材料组,说明两种多肽均具有一定的诱导成骨能力,且随着时间的增长效果更强;植入5周后,载0.4,0.8 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅰ组成骨效果高于载0.2 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅰ组、载0.2,0.4,0.8 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅱ组(P < 0.05);载0.4 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅰ组与载0.8 g/L骨形态发生蛋白多肽Ⅰ组成骨效果无差异,表明骨形态发生蛋白多肽Ⅰ的诱导成骨能力强于骨形态发生蛋白多肽Ⅱ。     

可注射性纳米材料与兔成骨细胞的生物相容性

目的:将可注射性纳米材料与兔成骨细胞复合构建可注射性组织工程骨,观察其体外实验的生物相容性.方法:取16周龄、体质量约1.5 kg的新西兰大耳白兔双股骨大转子部和胫骨干骺端骨髓4～5 mL,将传至第三代的骨髓基质干细胞以成骨条件培养基定向诱导培养,获取成骨细胞.将成骨细胞与可注射性纳米材料体外复合培养,用噻唑蓝法测定细胞活性,检测碱性磷酸酶(ALP)活性,并行激光共聚焦显微镜及扫描电镜观察.结果:可注射纳米材料组的成骨细胞保持正常的分裂增殖速度.可注射纳米材料组ALP活性值为2.135±0.085,对照组为2.141±0.107,两者差异无统计学意义(P＞0.05).激光共聚焦显微镜及扫描电镜可见,成骨细胞在可注射性纳米材料上可良好地增殖、生长,细胞的活性未受到材料的影响.结论:可注射性纳米人工骨具有良好的细胞相容性,可作为可注射性骨组织工程载体材料.