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TGF-β1在羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金修复骨缺损中的表达及意义
目的:研究TGF-β1在羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金修复骨缺损过程中的表达和意义,为羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金作为生物医学材料在临床上广泛应用提供理论依据.方法:选取健康成年兔24只,随机分为实验组和对照组,选取左侧股骨下1/3处为种植区,其中实验组植入羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金,对照组植入镍钛合金,通过大体观察、HE染色观察术后1,2,4,8 wk骨组织局部组织反应、骨缺损的修复情况以及免疫组织化学染色测定TGF-β1的表达.结果:大体观察、常规HE染色显示实验组1,2,4,8 wk骨痂生长、骨缺损修复情况明显优于对照组;免疫组织化学染色显示实验组于1,2,4,8 wk TGF-β1表达明显高于对照组,且具有统计学差异(P<0.05).结论:羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金能够刺激TGF-β1的表达,促进骨缺损修复;羟基磷灰石多孔层修饰镍钛合金与骨组织具有很好的相容性.
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羟基磷灰石和二氧化锆梯度复合生物材料修复犬骨缺损
目的 评价羟基磷灰石( hydroxyapatite,HA)、二氧化锆(zirconia,ZrO2)梯度复合材料与骨界面的结合情况及修复骨缺损的能力. 方法 在24只Beagle犬腰椎椎体制作骨缺损模型,依次植入HA/ZrO2梯度复合材料(A组)、HA/ZrO2单层复合材料(B组)、单纯ZrO2材料(C组)、单纯HA材料(D组),分别于术后6,12,16周分批处死动物取材,6,12周处死动物前肌肉注射盐酸四环素行荧光标记,并通过X线片、组织形态学、生物力学测试,观察其界面结合及骨缺损修复情况. 结果 X线片显示A组随着植入时间的延长,骨痂生成较多,骨修复愈合较好,其次为B组和D组,C组相对较差.组织形态学观察结果显示,6～12周A组材料的荧光标记逐渐增强,并从材料的边缘向材料内部长入,且与材料结合紧密,提示成骨活跃,新骨生成量较多.而B、C、D组材料的荧光标记均集中在材料的边缘,材料内部未见荧光标记.6,12周时四种材料的矿化率差异均有统计学意义(P＜0.05),骨性结合率在6,12,16周时均以A组为高,16周时达(90.26±3.82)％(P＜0.05).生物力学测试结果显示,6,12,16周时四组材料的大抗剪切强度均以A组大,分别为(2.64±0.16) MPa、(2.95±0.19) MPa、(3.45±0.23)MPa(P ＜0.05). 结论 HA/ZrO2梯度复合材料与骨界面结合良好,具有较强的骨缺损修复能力,是一种理想的新型骨缺损修复材料.
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纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/成骨细胞/血管内皮生长因子165组织工程骨修复骨缺损再血管化与成骨活性
目的 探讨以转染血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor，VEGF165)基因的成骨细胞为种子细胞复合纳米网孔羟基磷灰石/聚酰胺66(nano-hydrxyapatite crystal/polyamide 66，n-HA/PA66)支架，构建的n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165组织工程骨修复兔桡骨缺损早期快速再血管化和成骨的能力。 方法 选新西兰大白兔56只，采用随机数字表法分成A、B两组，制作双侧桡骨骨缺损模型。A1组：将n-HA/PA66复合材料植入A组左侧骨缺损；A2组：将n-HA/PA66/ VEGF165复合材料植入A组右侧骨缺损；B1组：将n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF165复合材料植入B组左侧骨缺损；B2组：将n-HA/PA66/成骨细胞复合材料植入B组右侧骨缺损。术后2，4，8，12周进行大体观察，数字X线摄片(DR)、组织学切片、血管计数、扫描电镜观察。 结果 B1组各个时相点各种观察指标均表明其成骨活性及再血管化明显优于其他各组，差异有统计学意义(P＜0.05)。A1、A2组成骨活性及再血管化远不如B1、B2组，A1、A2两组之间差异无统计学意义。 结论 n-HA/PA66/成骨细胞/VEGF1 65组织工程骨具有良好的诱导成骨作用，在早期骨愈合中能促进新生血管快速形成，加快骨缺损的愈合。
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二氧化锆梯度复合羟基磷灰石生物材料对大鼠成骨细胞体外活性的影响
目的 探讨二氧化锆(ZrO2)梯度复合羟基磷灰石(HAP)生物陶瓷材料体外对原代大鼠成骨细胞活性的影响.方法 以纯ZrO2材料为对照,测量两种材料的表面粗糙度,并用扫描电镜、X射线衍射仪对复合材料进行分析;体外将新生SD大鼠颅骨分离培养的成骨细胞直接于两种材料上培养;用对硝基酚磷酸盐法测定成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)活性;酶联免疫(ELISA)法检测成骨细胞分泌白细胞介素(IL)-6和转化生长因子(TGF)-β的水平;RT-PCR法检测成骨细胞TGF-β的mRNA水平;扫描电镜观察成骨细胞与两种材料的体外复合情况;用复合材料的浸提液进行细胞毒性实验,计算相对增殖率(relativeproliferationrate,RGR)及毒性分级.结果 梯度复合材料的表面粗糙度明显高于对照材料(P＜0.01);梯度复合材料组成骨细胞不同时间点的ALP活性显著高于对照组;培养2～4 d,两组细胞IL-6和TGF-β的分泌水平差异也有统计学意义(P＜0.05,0.01);两组在TGF-β mRNA水平差异也有统计学意义(P＜0.01);14 d后,梯度复合材料表面的成骨细胞骨化明显.四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测,阴性对照组与材料组的毒性级分别为0级和Ⅰ级,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 ZrO2梯度复合HAP生物材料明显促进体外培养的大鼠成骨细胞增殖和分化,具有较好的生物相容性.
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多孔双向羟基磷灰石人工骨治疗四肢骨缺损49例
目的 通过临床应用多孔双向羟基磷灰(CPC)石人工骨,讨论其成骨机制、影像学表现、适应证和存在的问题. 方法 对 49例不同情况骨缺损植入颗粒状或片、块状CPC,经摄X线片和γ骨显像检查,观察其愈合过程中的表现. 结果 全部病例平均随访2.5年.腔洞型骨缺损者术后3个月愈合,小关节融合术者术后4～7个月愈合,骨不连者术后5～7个月愈合.全部病例手术局部无炎症反应. 结论 CPC是一种比较成熟的骨修复材料,具有骨传导性和骨诱导性,其生物力学性能随植入后时间延长而增加,4个月后达正常骨水平.适合于腔洞型或非负重部位的骨修复.
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载药组织工程支架的构建及其治疗兔慢性骨髓炎的疗效
目的 构建含有万古霉素和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的微球组织工程支架,并用于治疗兔慢性骨髓炎,观察其治疗慢性骨髓炎的效果.方法 (1)将壳聚糖(CS)溶液、纳米羟基磷灰石(n-HAP)按1∶1混合,通过冻干技术制备成固体材料,并浸入BMP-2/聚乳酸(PLA)和万古霉素/PLA缓释微球溶液中,构建载药组织工程支架,并检测其释放效率.(2)构建骨髓炎模型,将60只健康新西兰大白兔按随机数字表法分为清创后不做任何处理(Ⅰ组)、单纯n-HAP/CS支架材料(Ⅱ组)、n-HAP/CS载万古霉素/PLA(Ⅲ组)、n-HAP/CS载万古霉素/PLA+ BMP-2/PLA(Ⅳ组),每组15只.8周后各组行胫骨X线片检查并行Norden评分、胫骨HE染色及骨髓细菌培养,评价各组抗感染能力及修复骨缺损能力.结果 构建的n-HAP/CS支架孔径大小为80 ～ 270 μm,平均为146.53 μm.生物力学测试显示,支架材料的弹性模量为(27.50±1.58) MPa,压缩强度为(0.75 ±0.04) MPa.BMP-2/PLA和万古霉素/PLA缓释微球成团状均匀分布于载药支架的孔隙中;载药支架能够较稳定地释放万古霉素和BMP-2,持续时间约18 d,随着时间的延长释放量逐渐减少.植入载药支架材料8周后,X线片示Ⅲ、Ⅳ组可见骨痂形成,Ⅰ、Ⅱ组仍可见骨膜反应伴局部低密度影.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ组Norden评分分别为(2.64±0.33)分、(2.63 ±0.36)分、(1.14±0.29)分、(0.89±0.42)分,Ⅳ组明显低于其余三组(P＜0.05);Ⅲ组与Ⅰ、Ⅱ组比较差异有统计学意义(P＜0.05).Ⅰ、Ⅱ组胫骨组织HE染色显示有大量炎性细胞浸润,骨小梁明显破坏;Ⅲ、Ⅳ组骨小梁排列整齐,且Ⅳ组骨小梁较Ⅲ组粗大.Ⅰ、Ⅱ组骨髓培养见明显淡黄色菌落形成;Ⅲ、Ⅳ组未见菌落形成.结论 成功构建载万古霉素和BMP-2的组织工程支架材料,并证实载药n-HAP/CS联合BMP-2是治疗兔慢性骨髓炎较为理想的植入材料.
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3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架生物相容性
目的 探讨3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架的生物相容性.方法 分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,将3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架与骨髓间充质干细胞复合培养,用扫描电镜观察细胞在支架上黏附生长情况.采用CCK-8法检测3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架浸提液(实验组)和DMEM完全培养液(对照组)对骨髓间充质干细胞的细胞毒性,倒置相差显微镜下观察两组细胞形态变化.采用溶血试验检测3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架浸提液对新鲜抗凝兔血的溶血反应,以生理盐水为阴性对照,双蒸水为阳性对照.结果 扫描电镜观察显示,3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架呈多孔隙网状结构,骨髓间充质干细胞能在支架上黏附生长.倒置相差显微镜观察显示,骨髓间充质干细胞在支架浸提液中生长良好,实验组与对照组细胞形态无明显差别.CCK-8法检测显示,培养1、2、3、4d后实验组吸光度值与对照组比较差异均无显著性(P＞0.05),受试支架的细胞毒性等级为1级.溶血试验结果显示,支架浸提液溶血率为1.16％.结论 3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架具有良好的生物相容性,有望成为一种新型的颅骨缺损修复材料.
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人工骨与骨水泥混合植入治疗青壮年股骨头缺血性坏死
目的 观察采用人工骨(羟基磷灰石)与骨水泥混合植入治疗各种不同原因所致的青壮年股骨头缺血性坏死的疗效.方法 2003年10月～2008年1月期间对Ficat Ⅱ～m期的15例(19髋)股骨头缺血性坏死患者行死骨清除人工骨与骨水泥混合植入治疗.术后定期门诊随访,观察疗效,并摄X线片.随访时间3个月～5年,平均24.6个月.结果 手术前后采用改良MededAubigne评分法对患髋功能进行评价.19髋由术前平均11.68分改善至术后平均15.11分.术后X线片示股骨头塌陷均有所恢复,外形改善,复查时大部分患者的股骨头仍能维持术后的形态,坏死范围未见扩大,患者均对治疗结果感到满意.结论 人工骨与骨水泥混合植入法能防止股骨头进一步塌陷,保留髋关节功能,推迟人工髋关节置换术的时间,具有创伤小、手术简单、术后恢复快等优点,适用于FicatⅡ～Ⅲ期患者,尤其适用于年轻患者.
