恒河猴体内组织工程骨血管化的监测

目的:采用X线、放射性核素骨显像、磁共振灌注成像三种不同方法监测组织工程骨血管化的情况,对比分析各种方法的优缺点。方法:实验于2005-05/08在南方医科大学南方医院动物实验中心完成。①选用13只成年雄性恒河猴的26条下肢,取1条下肢用于骨髓基质干细胞的培养,其余25条下肢分为5组:β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组、β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组、空白对照组,5条/组。β-磷酸三钙直径12mm,长度20mm,横截面呈C型。血管束来源于恒河猴胫骨内侧皮下隐动脉分支,其外径约0.8～1.0mm。②13只恒河猴麻醉后,取胫前直切口,沿胫前肌与胫骨间隙进入。于胫骨外侧放置7孔AO重建钛钢板,除第4孔外其余孔2.5mm钻头钻孔,3.5mm丝攻攻丝后钛螺钉固定。于钢板第3～5孔之间用线锯锯断胫骨,切除该段相应骨膜,造成2cm的段缺性骨与骨膜缺损。然后根据动物分组填入各自相应材料,制备动物模型。③各组术后4,8,12周行磁共振灌注成像检查并计算信号强度-时间曲线的最大线性斜率(SSmax)及基线值(SIbaseline),拍摄恒河猴胫骨X线片并计算其透光度,同时行放射性核素骨显像检查并计算摄取比值。结果:实验选用13只成年雄性恒河猴的25条下肢,全部进入结果分析。①各组术后骨缺损区X线检查结果:各组骨缺损区透光度随着术后周数的延长均呈现不同的下降趋势。与术后4周比较,术后8,12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组均明显下降(P=0.001);与术后8周比较,术后12周β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组均明显下降(P=0.002,P=0.021)。②各组术后骨缺损区放射性核素骨显像结果:β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组、β-磷酸三钙 血管束组、β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞组、单纯β-磷酸三钙组感兴趣区同位素计数比值均为术后8周最高,术后12周最低。③各组术后骨缺损区磁共振灌注成像情况:术后4,8,12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组的SSmax值最高,且术后8周与4周相比SSmax有较大幅度的提高(P=0.003)。术后12周β-磷酸三钙 骨髓基质干细胞 血管束组5个样本的SSmax与同期X线透光度呈负相关(r=-1.0,P=0.000)。结论:信号强度-时间曲线的SSmax能够准确反映组织工程骨的血管化情况,磁共振灌注成像检查具有无创、无辐射、高灵敏度和定量分析的优点。

Monitoring the vascularization of tissue engineered bone in rhesus