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双相陶瓷样生物骨的生物相容性
背景:异种生物骨经适当理化处理后的主要成分是羟基磷灰石,其生物降解性能差,常需要改性或与其他材料复合以加速其吸收,经改性后能很好地作为骨组织工程的支架材料.目的观察双相陶瓷样生物骨的生物相容性及复合骨髓间充质干细胞移植的佳时机.设计、时间及地点:观察性实验,于2007-01/06在昆明医学院生物医学工程研究中心完成.材料:将猪椎骨煮沸12 h,经系列乙醇脱水后于800℃条件下煅烧6 h后制得陶瓷化骨,完全去除有机成分,再将陶瓷化骨与适当浓度的焦磷酸钠溶液复合后于800℃煅烧1 h,经缓慢冷却后制得双相陶瓷样生物骨.方法将双相陶瓷样生物骨材料植入成年日本大耳白兔双股部肌袋中,第2,4,8,12周时取材行常规组织学检测;同时将双相陶瓷样生物骨与取自2周龄日本大耳白兔的骨髓间充质干细胞体外复合培养,第2,4,6,8,10天时行MTT法测定及扫描电镜观察.主要观察指标:植入双相陶瓷样生物骨后组织学观察;骨髓间充质干细胞在双相陶瓷样生物骨上黏附、增殖情况.结果植入后动物切口愈合良好,肌肉纤维结缔组织及毛细血管由材料表面长入孔隙内,材料周围未见明显的淋巴细胞浸润,未见新骨形成.骨髓间充质干细胞附于双相陶瓷生物骨材料上生长增殖,细胞数量随培养时间增加,传代接种后第1-4天细胞增殖缓慢,于第5天细胞增埴加速,第8天时细胞增殖达稳定期,随后细胞增殖逐渐下降.结论双相陶瓷生物骨具有良好的生物相容性及细胞相容性,双相陶瓷生物骨材料复合骨髓间充质干细胞移植的佳时机为体外复合培养第8天.
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双相陶瓷样生物骨修复节段性骨缺损实验研究
目的 探讨组织工程双相陶瓷样生物骨(biphasic ceramic-like biologic bone,BCBB)修复节段性骨缺损的成骨作用.方法 取2周龄日本大耳白兔股骨、胫骨骨髓,分离培养第3代BMSCs,将密度为1×107个/mL细胞悬液20μL接种至15 mm×5 mm×5 mm BCBB骨块,复合培养8 d构建组织工程BCBB.另取成年日本大耳白兔48只,雌雄不限,体重2.5～3.0 kg,随机分成A、B、C、D 4组(n=12),制备兔双侧桡骨1.5 cm骨缺损模型.各组骨缺损处分别植入不同材料,A组:植入复合有BMSCs的组织工程BCBB:B组:单纯植入BCBB;C组:植入自体髂骨;D组:不植入任何材料,作为空白对照.术后4、8、12、24周取材,经大体观察、X线片和组织学检测,评价组织工程BCBB的成骨作用.结果 X线片观察:A、B组术后4周,材料密度较宿主骨高,材料与宿主骨分界清楚;8周A、B组材料与宿主骨分界模糊;12周A组材料边缘部分密度接近桡骨,中份有部分高密度影,B组大部分材料呈高密度影;24周A组髓腔再通,少量未吸收的材料密度增高,B组材料仍有部分高密度影;C组术后4周植骨与宿主骨分界模糊,8周形成髓腔,12周完成髓腔改建,24周植骨部位密度与宿主骨一致,未见残余高密度影;D组各时间点均未见骨连接或髓腔再通.X线片评分:A组术后12、24周均优于B组,差异有统计学意义(P<0.05);但A、B组各时间点均低于C组,差异有统计学意义(P<0.05).组织学观察:A组材料内有新骨形成及新骨贴附材料生长,而B组见新骨贴附材料生长,随时间推移材料逐渐降解吸收,新骨形成增多.A组术后12、24周新骨形成面积大于B组,差异有统计学意义(P<0.05),但A、B组在各时间点均少于C组(P<0.05).结论 组织工程BCBB成骨能力强于单纯BCBB,BCBB可用作骨组织工程的支架材料.
