锶磷灰石修复颌骨缺损的实验研究

目的以不同含锶量的锶磷灰石(Sr-HAP)植入动物体内,进行各项生物学测试,为该材料的临床实际应用作前期研究.方法将24只新西兰大白兔分为3组,双侧下颌角均造成约6mm×12mm×4mm的缺损,用10%、5%、0%的Sr-HAP分别予以修复,于1、3、6个月时随机处死一组分别进行尸解、光镜、扫描电镜、四环素荧光标记、定量组织学观察.结果锶磷灰石人工骨植入后无感染和排斥反应,术后材料的部分降解早,有部分诱导成骨现象,5%和10%的锶磷灰石成骨量与纯羟基磷灰石(0%)比较在统计学上有差异,而5%与10%的锶磷灰石成骨量统计学上差异无显著性.结论①锶磷灰石有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性,并可能具有一定程度的骨诱导性,锶的存在提高了新骨的总生成量,延长了新骨生成的总体时间和高峰期.②锶磷灰石具有良好的生物降解率和合适的生物降解速率,能获得较满意的骨缺损修复效果.     

新型骨形态发生蛋白7多肽对骨髓基质干细胞生物学行为的影响

背景：国内外对骨形态发生蛋白7的研究倾向于其在组织工程方面的应用,但是骨形态发生蛋白7除具有很强的骨诱导活性之外,还影响动物生殖系统的生长发育及生理功能,如何在充分发挥其骨诱导活性的同时,避免其他生物学作用,是骨组织工程领域面临的一个难题。 目的：观察人工合成的新型骨形态发生蛋白7多肽对骨髓基质干细胞增殖、成骨分化及矿化等生物学行为影响。 方法：分离培养大鼠骨髓基质干细胞并用流式细胞仪进行鉴定。将传至第3代的骨髓基质干细胞分为实验组和对照组,实验组在培养基加入终质量浓度为100 mg/L的骨形态发生蛋白7多肽,对照组不加多肽。分别在培养的2,4,6,8,10 d对各组细胞进行MTT检测,评价其增殖情况;培养7,14 d后,通过检测细胞内钙含量和碱性磷酸酶活性评价其成骨分化情况,并进行钙黄绿素染色观察其矿化情况。 结果与结论：原代培养大鼠骨髓基质干细胞生长良好,其纯度达到91.5%。细胞增殖实验显示骨髓基质干细胞在实验组和对照组中均增殖良好,差异无显著性意义(P > 0.05);诱导培养7 d和14 d后,实验组碱性磷酸酶活性及钙含量显著高于对照组(P < 0.05),实验组细胞矿化明显强于对照组。实验结果表明新型骨形态发生蛋白7多肽对骨髓基质干细胞增殖没有显著影响,但可以促进其向成骨方向分化及矿化。     

骨组织工程材料β-磷酸三钙及其复合材料改性的研究进展

β-TCP具有良好的牛物相容性和骨传导性，作为生物降解材料，已被广泛应用于各种骨缺损修复。然而，β—TCP单独使用时，尚存在降解速度与骨生长不匹配、缺乏骨诱导效应等急需改进的问题。本文综述了近十年国内外关于β—TCP及其复合材料改性的研究进展，并对骨组织工程材料β—TCP未来的研究方向予以了展望。     

rhBMP-2/PLA复合物构建生物活性涂层种植体的实验研究

目的观察rhBMP-2/PLA生物活性涂层的骨诱导活性及对种植体周骨组织愈合的影响。方法采用精密车床机械切削纯钛种植体,利用乳化溶剂挥发法制备聚乳酸种植体涂层,通过冷冻干燥法将聚乳酸涂层与rhBMP-2复合,构建rhBMP-2/PLA复合涂层种植体。对9只日本长耳白兔双侧股骨行种植术,每侧制备3个种植孔,随机植入纯钛种植体、rhBMP-2/PLA复合涂层种植体,术后4、8、12周处死动物,对种植体周围骨组织进行大体观察、X线检查、组织学观察及Ⅴ型胶原的免疫组化检测,比较两组种植体周骨组织愈合情况。结果 X线观察显示种植体周骨组织随植入时间延长而密度不断增加,植入后4周、8周rhBMP-2/PLA组种植体周相对骨密度值明显高于纯钛组(P<0.05),差异有统计学意义;12周rhBMP-2/PLA组种植体周相对骨密度值略高于纯钛组(P>0.05),差异无统计学意义。组织学观察:镜下4周rhBMP-2/PLA组可见种植体界面处大量局灶性编织骨形成,新骨边缘衬有一层排列紧密的成骨细胞,成骨活跃;纯钛组种植体界面处均可见少量编织骨,未见成骨细胞活跃增殖。8周rhBMP-2/PLA组种植体界面处编织骨数量明显增加,钙化程度有所增加,且出现部分板层骨;纯钛组种植体界面处仍为局灶性编织骨,且钙化度较低,板层骨不明显。12周rhBMP-2/PLA组种植体界面处板层骨数量继续增加,骨髓腔不断扩大,且新骨融合成蜿蜒迂曲的骨小梁,正在形成哈佛氏系统。纯钛组种植体界面处也出现部分板层骨及骨小梁结构。结论rhBMP-2/PLA复合涂层具有良好的骨诱导活性,能促进种植体周骨组织的早期愈合。     

骨形成蛋白2活性多肽体外定向诱导骨髓间充质干细胞向成骨方向分化的剂量依赖性研究

目的探讨自行合成的骨形成蛋白2(bone morphogenetic protein2,BMP-2)活性多肽对大鼠骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)体外定向诱导成骨的能力,评价BMP-2活性多肽的成骨诱导性及诱导成骨的剂量依赖性。方法取4周龄Wistar大鼠分离培养MSCs,传至第3代时改用条件培养基,培养基中分别加入浓度为300、200、100、50及0μg/ml的BMP-2活性多肽,并依次记为A、B、C、D和E组。细胞培养至5、10、15及20d,检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,测定钙含量,采用实时荧光定量PCR(fluorescent quantitativePCR,FQ-PCR)检测型胶原、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)及骨钙素(osteocalcin,OCN)mRNA的表达,检测不同浓度BMP-2活性多肽体外诱导成骨的能力。结果倒置相差显微镜下观察,用条件培养基培养3～4d后,培养细胞由长梭形转变为短梭形或多角形。随条件培养基中BMP-2活性多肽浓度的增加,细胞发生成骨样改变的时间提前。ALP活性和钙含量检测显示,A组和B组较其他组增加明显,且差异有统计学意义(P<0.05),但A、B组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。FQ-PCR检测发现不同浓度条件培养基培养14d后,型胶原、OPN和OCN mRNA在各组均有表达。Ct值表明其表达量的大小顺序为A、B、C、D组,E组无表达,A组和B组的Ct值明显大于C组和D组,差异有统计学意义(P<0.05),但A组和B组之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论BMP-2活性多肽能有效地促进MSCs向成骨方向分化,其诱导作用存在剂量依赖关系,最佳诱导剂量为200μg/ml。     

Quantitative and sensitive in vitro assay for osteoinductive activity of demineralized bone matrix.

A sensitive, rapid, reliable and quantitative method to check the bone forming potential of demineralized bone matrix (DBM) has been developed. The osteoinductivity of the bone morphogenetic proteins (BMPs), present in DBM, can be measured in vitro using a pluripotent myoblast C2C12 cell line. Alkaline phosphatase activity induced by co-incubation of DBM with C2C12 cells was dose-responsive and corresponds to the amount of active BMPs in DBM. Bone forming potential was simultaneously tested in vivo by implanting DBM intra-muscularly in nude rats. ALP activity induced in C2C12 cells, correlated with bone formation in vivo (r=0.88), determined by alkaline phosphatase activity, mineralization density and histomorphology of the DBM explants. Results from DBM batches, originating from five established Bone Banks, showed good consistency between in vitro and in vivo assays. However, DBM activity varied widely from bank to bank as well as from batch to batch within the same bank.     

工艺改进对骨发生形态蛋白提取产量时间和活性的影响

目的：通过改进工艺使牛骨形态发生蛋白（Bovine bone morphogenetic protein bBMP）提取趋于机械化、规模化、规范化。方法：采用低温硬组织粉碎机、自行设计的提取罐、电导仪、超滤透析仪等仪器设备改进工艺,提取bBMP,对比分析工艺改进前后其时间、生产产量的变化情况;用小鼠肌代活性实验和SDS－PAGE凝胶电泳评价其活性和成分稳定性。结果：工艺改进后机械化程度大大提高,原料利用率提高50％,时间缩短1／4,产量提高9％,BMP活性更加良好、稳定。结论：通过工艺改进使BMP生产机械化、规模化、规范化。     

锶磷灰石修复下颌骨缺损的实验研究

目的　用不同浓度的锶磷灰石 (Sr-HAP)植入动物体内 ,观察该材料的生物学反应 ,为其临床应用作前期研究。方法　将 2 4只新西兰大白兔分为 3组 ,双侧下颌角均造成 6mm× 12mm× 4mm的缺损 ,用不同浓度 ( 10 % ,5 % ,0 % )的含锶羟磷灰石块分别予以修复 ,术后 1月 ,3月 ,6月时随机处死一组分别进行尸解、四环素荧光标记、定量组织学观察以评估其生物性能。结果　锶磷灰石复合人工骨未引起感染和排斥反应 ,术后材料降解早 ,新生骨大量进入材料间隙 ,其成骨量明显较纯羟基磷灰石为多 ,且统计学上有差异 ,5 %的锶磷灰石烧结体内新生骨成熟度较 10 %者为高 ,但统计学上未显示出成骨量的差异 ,术后 3月时锶磷灰石周边出现强而亮的黄色荧光环 ,术后 6月时荧光环仍未消退。结论　 ( 1)锶磷灰石有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性 ,并具有一定程度的骨诱导性。 ( 2 )锶元素浓度并非是影响总成骨量的关键因素 ,总成骨量可能主要与生物降解的程度大小有关。 ( 3)锶的存在不但提高了新骨的总生成量 ,而且延长了新骨生成的总体时间和高峰期     

一种高效制备工艺对脱钙骨基质性能的影响

目的 目前脱钙骨基质生产工艺耗时长效率低,浪费资源和成本.本研究在保存骨诱导活性的前提下,显著缩短了脱钙骨基质的工艺时间.方法 采用动态脱钙和二次换酸工艺制备脱钙骨基质,对pH值、钙含量进行评价.用裸鼠体内植入实验评价这种脱钙骨基质骨诱导活性.结果 材料的pH值为6.2±0.3,呈弱酸性.钙含量为(0.6±0.2)％,符合＜6％的标准.裸鼠体内植入后创面一期愈合,无不良反应发生.其骨诱导活性阳性,4周时可见大量的新生骨组织、骨髓样组织和软骨化成骨现象.结论 该工艺可以提高脱钙骨基质生产效率,不影响材料活性.