负载重组人骨形态发生蛋白2的α型半水硫酸钙/纳米羟基磷灰石复合植骨材料的成骨性能研究

目的:评价负载重组人骨形态发生蛋白2(rh BMP-2)的α型半水硫酸钙/纳米羟基磷灰石(α-CSH/n HA)复合植骨材料的成骨性能。方法:制备可注射性α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料,取12只成年绵羊,分别经左侧椎弓根在L1~L6椎体上制作直径6mm、深15mm的6个洞形缺损,第一只绵羊的椎体缺损随机分为3组,其余羊的椎体都按此进行分组,即L2、L5为实验组,L1、L4为对照组,L3、L6为空白对照组。实验组植入α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料;对照组植入可注射性磷酸钙骨水泥(CPC);空白对照组不植入任何材料。术后4、8、12周各处死4只动物,取椎体标本分别行X线及micro-CT扫描,观察缺损修复情况;行生物力学检查,测定椎体压缩强度和压缩模量;行组织学观察比较新骨生成率。结果:术后4周时,实验组压缩强度及压缩模量与CPC组的差异无统计学意义(P0.05),实验组和对照组均显著性高于空白对照组(P0.05);术后8周和12周时实验组和对照组均显著性高于空白对照组(P0.05),实验组显著性高于对照组(P0.05)。影像学及组织学结果显示,术后4周时,实验组复合材料大部分已降解,密度稍低于正常骨,可见大量纤细短小、尚未塑形的新生骨小梁,边缘有大量成骨细胞环绕;对照组CPC材料呈高密度充满整个缺损,未见明显降解吸收征象,材料与骨的界限明显,缺损边缘有少量幼稚骨小梁形成;空白对照组缺损较大,边缘整齐,几乎看不到有新骨生成。术后8周时,实验组复合材料完全降解,缺损内新生骨小梁数量增多,增粗变长,且开始早期塑形;对照组材料开始部分降解,在边缘和中心降解区可见明显新骨形成,新生骨小梁数量较实验组少;空白对照组缺损修复不明显,边缘只可见少量新生骨小梁。术后12周时,实验组缺损完全被新生骨小梁充满,骨小梁趋于成熟,结构与正常骨小梁相似,密度与正常骨接近,很难与正常部位区分;对照组CPC大量降解,只残留一小团块状和零星的材料,缺损边缘修复明显,新生骨小梁长入残余材料内,将其分割成岛屿状;空白对照组缺损依然较大,呈低密度影清晰可见,新骨生成很少。结论:α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料在绵羊体内具有良好的成骨活性,是较好的微创植骨材料。