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表面矿化修饰煅烧骨/BMP2活性多肽复合MC3T3-E1细胞构建组织工程骨
探讨表面矿化修饰煅烧骨/BMP2活性多肽复合材料、表面矿化修饰煅烧骨和单纯煅烧骨复合MC3T3-E1细胞构建的组织工程骨在体内的成骨能力.实验分3组,A组:表面矿化修饰煅烧骨/BMP2活性多肽复合材料,B组:表面矿化修饰煅烧骨,C组:单纯煅烧骨.诱导培养MC3T3-E1细胞,将其分别接种于3组材料,倒置相差显微镜和环境扫描电镜分别观察细胞生长情况.将18只新西兰大白兔随机分成3组,每只大白兔作两侧骶棘肌肌袋模型,然后将3组材料分别植入大白兔骶棘肌内,分别于术后第4、8周各组处死大白兔3只,行组织学观察及新生骨面积测定.通过观察发现MC3T3-E1细胞在3组材料表面生长良好,表面矿化修饰煅烧骨/BMP2活性多肽复合材料能促进MC3T3-E1细胞在其表面粘附与增殖并能较好地保持细胞的形态.术后第4、8周组织学观察A组材料新生骨明显多于B组,B组多于C组.术后4周和8周新生骨面积测定值A、B、C组分别为(19 712.524±3 782.126)μ m2、(28 227.617±2 455.375) μm2,(11 648.507±1 047.221)μm2、(14 592.892±899.532) μm2,(7 986.655±903.487)μm2,(11 254.822±669.508)μm2.表面矿化修饰煅烧骨/BMP-2活性多肽复合材料是一种较理想的骨组织工程复合材料,有望应用于临床.
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鹿瓜多肽/煅烧骨颗粒/壳聚糖复合材料修复兔下颌骨缺损的研究
目的 研究鹿瓜多肽/煅烧骨颗粒/壳聚糖复合材料对骨缺损修复的能力 方法 建立兔双侧下颔骨缺损(10 mm×4 mm×4 mm)的实验模型,一侧为实验组充填鹿瓜多肽/煅烧骨颗粒/壳聚糖复合材料,另一侧为对照组充填煅烧骨颗粒/壳聚糖复合材料.按术后2、4、8、12w处死白兔,取材后进行HE染色和免疫组化检测进行观察.结果 随着时间的增加,实验组和对照组骨缺损区均见成骨,12w时实验组骨缺损基本完成修复,比对照组快一些;免疫组化检测组织中BMP-2的表达情况显示实验组高于对照组,差异有显著意义(P＜0.01).结论 添加了鹿瓜多肽的煅烧骨颗粒/壳聚糖复合材料能更有效地促进骨缺损的修复.
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兔骨髓基质细胞体外成骨分化鉴定及与煅烧骨复合培养的实验研究
目的研究兔骨髓基质细胞体外向成骨细胞分化的生物学特性及其与牛煅烧骨体外复合培养的生物相容性.方法将体外培养1周的兔骨髓基质细胞向成骨细胞诱导分化,于1、2、4周时提取RNA,采用RT-PCR技术检测ALP和I型胶原mRNA表达,并对培养2周的细胞行VonKossa染色观察钙结节形成;另制备细胞-煅烧骨复合物,继续培养1、7、14 d后取出,扫描电镜观察及X射线衍射仪检测.结果体外诱导培养2、4周后,兔骨髓基质细胞成功表达ALT和I型胶原,VonKossa染色可见钙结节形成.扫描电镜及X射线衍射分析证实细胞在煅烧骨表面大量贴附成活,14 d后细胞铺满支架表面,合成并分泌胶原纤维及钙盐.结论兔骨髓基质细胞体外可成功向成骨细胞诱导分化,成骨特性表达佳;与牛煅烧骨体外复合培养显示良好的生物相容性.
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异种煅烧骨材料的研究进展
煅烧骨是一种以羟基磷灰石为主要成分,拥有天然骨结构和形态的生物材料.它所具有的天然的多孔结构以及孔隙大小适合肉芽组织长入和骨、软骨组织的分化形成,并可被机体吸收降解,是一种理想的骨缺损修复材料.本文就近年来有关煅烧骨的理化性质,生物相容性,以及煅烧骨同锌离子、成骨细胞、BMP等的复合材料的基础研究进行了综述.
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一种具有骨诱导活性的羟基磷灰石结晶的制备与研究
目的 将骨形成蛋白2(BMP2)活性多肽与Ⅰ型胶原复合煅烧牛松质骨以制备出具有骨诱导活性的矿化羟基磷灰石结晶,并进一步探讨其生物学性能,为组织工程化人工骨提供实验基础.方法 将BMP2活性多肽与Ⅰ型胶原复合煅烧牛松质骨作为实验组,以Ⅰ型胶原复合煅烧牛松质骨作为对照组.通过环境扫描电镜和能谱法以及X射线衍射实验观察能否生成羟基磷灰石结晶,同时对2组材料进行体外细胞培养,计算2组材料细胞黏附率,初步评价BMP2活性多肽引导Ⅰ型胶原复合煅烧牛松质骨表面矿化生成羟基磷灰石结晶的作用与能力.结果 环境扫描电镜下可见实验组煅烧骨表面有矿化羟基磷灰石结晶生成.而对照组没有;能谱法对实验组矿化骨部分进行钙磷元素检测,质量比分别为16.23%、7.76%,原子百分数分别为6.34%、3.88%,X射线衍射检测证实矿化物的成分为磷灰石.大鼠骨髓基质干细胞分别与2组材料体外复合培养24 h,实验组细胞黏附率明显高于对照组(α＜0.05).结论 BMP2活性多肽能引导Ⅰ型胶原复合煅烧骨表面矿化生成羟基磷灰石结晶,可以改善煅烧骨的骨诱导活性,提高细胞黏附性能,与煅烧骨复合后是一种理想的骨组织支架复合材料.
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煅烧鹿角松质骨浸提液对BMSCs成骨分化的影响
目的 观察煅烧鹿角松质骨(CACB)化学组成对大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的增殖和成骨分化的影响.方法 利用无血清培养基制备CACB浸提液;电感耦合等离子体(ICP-OES)定量检测浸提液中的Ca、P、Mg的浓度;CCK-8试剂盒检测BMSCs增殖能力;碱性磷酸酶(ALP)试剂盒定性及定量评价ALP活性;Real-time PCR评价成骨相关基因表达.结果 CACB浸提液中Ca、P、Mg的浓度及pH值均高于普通培养基,CACB浸提液可抑制BMSCs的增殖能力,但ALP活性及成骨相关基因ALP、骨钙素(OCN)及骨桥蛋白(OPN)相对表达量均明显高于普通培养基组,与成骨诱导组相近.结论 CACB体外溶解产物可明显促进BMSCs的成骨向分化.
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煅烧骨的生物相容性及细胞相容性评价
背景:煅烧骨的主要成分是高纯度的羟基磷灰石,其钙磷比值接近于人骨,且制作方法简单,价格低廉,受到广泛关注.目的:观察煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性,为组织工程骨重建颌骨缺损莫定一定基础.设计、时间及地点:观察件实验,2008-04在青岛大学医学院中心实验室及口腔研究室完成.材料:成年牛长骨骨骺端在箱式电阻炉内煅烧成煅烧骨.方法:将煅烧骨与第3代已经诱导的骨髓间充质干细胞复合,倒置显微镜和扫描电镜观察细胞相容性;应用溶血试验、凝血试验、急性毒性试验及皮下植入试验观察煅烧骨的生物相容性.主要观察指标:煅烧骨的孔隙率和超微结构;煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性.结果:煅烧后的松质骨块呈白色,其骨小梁结构完整,骨小梁的间隙为相互连通的孔隙,孔径丰要在190～750 μm,孔隙率为(80.39±1.40)%.骨髓间充质干细胞接种到煅烧骨后,倒置显微镜显示接种即刻细胞即充满煅烧骨网孔,24h可见大量细胞黏附于支架上,7 d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清;扫描电镜显示接种1 d可见少量细胞黏附与煅烧骨上,细胞多个伪足向四周伸出,接种7 d可见大量细胞与胶原纤维覆盖于支架上,基本包埋支架.生物相容性试验显示煅烧骨无溶血现象,不引起凝血功能改变,无毒,皮下植入后动物伤口无感染、化脓,植入材料无排出现象,取材时见材料周围肌肉颜色、质地正常.结论:煅烧骨经高温煅烧后,可以彻底消除其抗原性,不会产生免疫排斥反应,细胞、组织、血液相容性及生物安全性好,可作为颌骨组织工程支架.
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复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆煅烧骨在大鼠下颌骨缺损修复中的应用
背景:用于修复骨缺损的方法有直接植入、复合细胞植入以及加入生长因子植入.近年来,复合细胞植入和加入生长因子植入的研究受到比较广泛的关注.目的:观察复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨修复颌骨缺损的作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-04在青岛大学医学院附属医院中心实验宦及口腔研究室完成.材料:取成年牛长骨骨骺端,经脱脂、脱蛋白、煅烧处理后制得煅烧骨.将第3代的骨髓间充质干细胞悬液加到煅烧骨上制备煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.将富血小板血浆因子滴加到将要植入的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体上,制得含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.方法:用牙钻在Wistar大鼠左侧下颌骨下缘备出1.0 cm×0.8 cm大小缺损,将30只大鼠随机分为3组,每组10只.对照组:将煅烧骨直接植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞组:将煅烧骨＞骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组:将含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.主要观察指标:观察各组煅烧骨在4,8,12周的成骨情况.结果:复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组煅烧骨在4,8,12周3个时间点的成骨情况明显优于对照组煅烧骨及复合骨髓间充质干细胞组煅烧骨(P＜0.01),,对照组和复合骨髓间充质干细胞组之间的成骨情况差异无显著性意义(P＞0.05).结论:复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨可以促进下颌骨缺损修复,增加血管化与骨化.
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活性煅烧骨复合骨水泥修复骨缺损:修复后的血管化及结构变化
目的观察活性煅烧骨(TBC)复合骨水泥(BC)修复骨缺损后的血管化及结构变化.方法将活性TBC和BC复合后植入兔尺骨缺损部位,不同时间行印度墨汁动脉血管灌注及材料断面扫描电镜观察,观察血管生成情况及结构变化.结果墨汁灌注2周时见TBC周围血管形成密集,并向材料中长入,4、8和12周时新生血管逐渐增多,并深入材料中央.电镜观察4周时TBC周围及内部孔隙被胶原纤维束充填,部分胶原矿化.8～12周新生骨组织附于TBC颗粒及BC表面,原孔隙接近消失,TBC颗粒少量降解.结论活性TBC复合BC具有骨诱导作用,新生血管及新生骨组织生成良好,是理想的骨缺损修复材料.
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活性煅烧骨颗粒与骨水泥修复微波灭活后骨缺损
目的探讨活性煅烧骨颗粒和骨水泥复合修复微波灭活后骨缺损的效果 . 方法用复合材料修复兔右侧股骨中段微波灭活后的骨缺损 , 左侧单纯植入骨水泥做对照 . 分别于术后不同时间行 X- 射线照相、 99mTc- MDP骨扫描、组织学观察 . 结果 4周开始形成骨痂 , 12周骨痂丰富 , 24周复合材料与宿主骨边缘模糊 , 边缘部分的煅烧骨颗粒被新生骨替代 , 并与宿主骨融合 . 结论活性煅烧骨颗粒和骨水泥复合易塑形 , 能修复骨肿瘤微波灭活后的骨缺损 .
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牛煅烧骨颗粒复合抗生素骨形态发生蛋白和骨水泥修复兔感染性骨缺损
目的探讨牛煅烧骨颗粒复合抗生素、 bBMP和骨水泥修复感染性骨缺损的效果。方法将制成桡骨感染性骨缺损的 24只新西兰兔随机分成 3组， A组用煅烧骨和骨水泥修复； B组用煅烧骨复合 bBMP和骨水泥修复； C组用煅烧骨复合抗生素、 bBMP和骨水泥修复，术后不同时间进行 X线、组织形态学、 ECT观察，比较 3组相同时间的成骨能力和修复方式。 C组耳缘静脉取血测抗生素浓度。结果 C组较 A、 B组成骨能力强 ,伤口愈合快 ,修复情况良好。 B组的成骨能力略强于 A组。结论牛煅烧骨是抗生素和 bBMP的良好载体。复合后能缓慢释放抗生素和 bBMP,此种复合材料既有成骨活性，又有抗炎作用，是修复感染性骨缺损的理想材料。
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活性煅烧骨和骨水泥复合材料的生物学安全性评定
目的评定活性煅烧骨和骨水泥复合材料的生物学安全性.方法提取牛骨形成蛋白,制备活性煅烧骨颗粒,与骨水泥按不同质量比复合后植入小鼠腹腔内行急性、亚急性毒性试验,植入小鼠后腿股部肌肉内行肌肉刺激试验,体外行溶血、凝血试验等.结果急性毒性试验动物无死亡,亚急性毒性试验术前、术后动物体重、红细胞、白细胞和血红蛋白无统计学差别(t检验,P>0.05),对肌肉无刺激,无致热作用,体外对溶血、凝血功能无影响.结论该复合材料生物相容性好,易塑形,具有很强的成骨诱导活性,能满足修复不同部位、不同形状骨缺损的需要.
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骨移植替代材料的进展:活性煅烧骨颗粒复合骨水泥修复狗椎板缺损
目的探讨骨形成蛋白与牛煅烧骨颗粒、骨水泥复合后修复狗腰部椎板缺损的效果 . 方法无菌操作造成狗腰部椎板缺损 , 用牛煅烧骨颗粒、骨水泥与骨形成蛋白复合材料修复缺损 . 结果术后不同时间 X射线照相、 99mTc- MDP骨显像和组织学观察证实 , 复合材料内部有新生血管和新生骨形成 , 且在观察期内随时间延长而增多 . 结论该种复合材料极易塑形 , 能满足修复不同部位、不同形状骨缺损的需要 .
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煅烧与冻干制备去抗原异种骨支架材料的性能
背景：异种骨因其结构及生物特性与人体骨相似，经理化处理后抗原性降低，具有多孔结构，并且来源丰富、可以长期保存等特点，被认为是解决自体骨与异体骨来源不足的有效方法。
目的：比较2种不同处理方法处理后去抗原异种松质骨支架材料的各项理化特性。
方法：将经过化学方法处理的羊松质骨放入马弗炉中，在1000℃高温下煅烧2 h制备成煅烧骨，将另一组经过化学处理的羊松质骨放入-80℃冰箱中冷冻4周，然后在真空仪器中干燥制备成冻干骨，将经过超纯水冲洗干净的羊松质骨当做对照组。
结果与结论：3组样品均保留与人体骨组织类似的多孔三维结构，通过微观观察，它们的框架保存完整，有较小的孔隙(55-650μm)和较高的孔隙率(65%-80%)，煅烧后的支架材料韧性降低而脆性明显增加，冷冻干燥处理后力学性能则下降不大，经过衍射分析仪测定它们的主要成分为羟基磷灰石，但煅烧组中还含有少量的β-磷酸三钙，而能谱分析则证实3组的钙磷含量比均接近人体的钙磷比。结果提示经过这两种方法处理的松质骨与人体骨组织结构相似，其中各主要元素的含量比也与人体接近，而且具有足够小的孔隙和较高的孔隙率，但是煅烧处理对支架材料的力学性能影响比较大，而经过冷冻干燥处理力学性能下降不大但无法完全去除材料中的抗原成分，它们基本能达到骨组织工程支架材料的基本要求。 -
三种异种骨材料修复牙周骨缺损的比较
背景：目前，牙周病的治疗方法主要有自体骨移植、同种异体骨移植、异种骨移植与人工骨替代材料植入等，然而每一种方法都有自己的优缺点。目的：比较煅烧骨、冻干骨和Bio-oss骨各自单独使用修复牙周骨缺损的效果。方法：将36只新西兰大白兔随机均分为4组，制备单侧牙周骨缺损模型，其中3组于骨缺损处分别植入煅烧骨、冻干骨和Bio-oss骨，以未植入任何材料者作为空白对照。术后4，8，l2周处死动物，获取完整标本，进行大体、X射线及组织学观察。结果与结论：煅烧骨组、冻干骨组、Bio-oss骨组术后4，8，12周的骨密度、新生牙骨质高度、新生牙槽骨高度及新生牙周膜高度均高于空白对照组，且缺损处骨组织逐渐连续，牙根面可见新生牙周组织形成，随着时间的推移逐渐成熟、增多。煅烧骨组术后4周新生牙槽骨高度高于冻干骨组(P <0.05)；冻干骨组术后12周新生牙周膜高度明显高于煅烧骨组、Bio-oss骨组(P <0.05)。结果表明煅烧骨的成骨诱导能力优于Bio-oss骨与冻干骨，冻干骨促进牙周膜再生的能力优于煅烧骨、Bio-oss骨。
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胶原化的煅烧骨与MSCs复合修复颅骨缺损的实验研究
目的 观察骨髓基质干细胞(MSCs)/煅烧骨/Ⅰ型胶原复合物修复颅骨缺损的能力.方法 18只成年Wistar大鼠颅骨分别制作直径8 mm圆形全层骨缺损.其中6只在全身麻醉及无菌条件下取其左侧股骨,诱导培养的骨髓基质干细胞与煅烧骨/Ⅰ型胶原复合制成复合物修复颅骨缺损,为实验组;6只以煅烧骨/Ⅰ型胶原修复为对照组;6只不修复为空白组.于植入复合物后4周和8周两个时间点处死大鼠,以组织学方法 观察骨修复情况.结果 4周时实验组的植入物与颅骨缺损创缘呈骨性连接,8周时实验组植人物与创缘呈骨性连接,小梁骨增多,小梁间有较多的骨髓组织形成.对照组植入物与创缘以纤维连接为主,极少部分边缘可见骨性连接.空白组颅骨缺损面积未见明显缩小.结论 MSCs和胶原化的煅烧骨有非常好的生物相容性,复合后植入体内能够成骨,可用于颅骨缺损的修复.
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煅烧骨颗粒大小对兔颅骨缺损引导成骨作用的影响
目的:观察煅烧骨颗粒大小对兔颅骨缺损引导成骨作用,阐明煅烧骨颗粒大小对成骨作用的影响.方法:将煅烧骨颗粒按直径大小分为4组,小颗粒组(0.1～0.3 mm)、中颗粒组(0.3～0.6 mm)、大颗粒组(0.6～0.9 mm)和混合颗粒组(0.1～0.9 mm),分别植于兔颅骨缺损中,于术后3、6、8和12周取材,采用改良的Gomori特殊染色,观察大体和组织学改变,并测定新骨形成积分光密度(A)值.结果:改良的Gomori染色病理切片,各组均见大量的毛细血管长入以及不同程度的新骨单位生长,小颗粒组和混合颗粒组在第12周均见骨小梁排列的成熟骨痂,各组A值均呈增加趋势.其中小颗粒组、混合颗粒组各时间点的A值均大于中颗粒组和大颗粒组(P＜0.05)；同时第3、6周小颗粒组A值高于混合颗粒组(P＜0.05),第9、12周则低于混合颗粒组(P＜0.05).结论:不同大小颗粒煅烧骨均有成骨作用；小颗粒组和混合颗粒组成骨效果优于中等颗粒组,但混合颗粒组在修复后期表现为更强的成骨作用,提示煅烧骨颗粒大小可以作为筛选和构建仿生骨支架材料的重要参考指标之一.
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利用骨髓间质干细胞修复小鼠颅骨缺损的实验研究
目的 探讨小鼠骨髓间质干细胞(MSCs)修复小鼠颅骨缺损的能力.方法 分离培养扩增小鼠MSCs,并在其同窝小鼠颅骨上造约5.0 mm圆形缺损,分别植入煅烧骨+藻酸钙(载体组)和MSCs细胞+煅烧骨+藻酸钠(实验组)及空白组,4个月后,取出标本进行病理分析.结果 空白组未见骨组织形成;载体组仅见有少量骨组织形成;实验组有较多的新生骨组织形成,并且新生骨和宿主骨有连接.结论 小鼠骨髓间质干细胞能促进骨组织形成,具有修复骨缺损的潜能.
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PRF复合组织工程骨修复牙周骨缺损中基因的表达及意义
目的 探讨组织工程煅烧骨复合富血小板纤维蛋白(PRF)修复牙周骨缺损中BMP-2、骨保护素(OPG)和核因子B受体活化因子配体(RANKL)的表达及意义.方法 将36只新西兰大白兔随机均分为4组,制备单侧牙周骨缺损模型,其中3组于骨缺损处分别植入煅烧骨、Bio-oss骨和煅烧骨/PRF复合物,以未植入任何材料者作为空白对照.术后4,8,12周处死动物,获取完整标本,进行大体、Masson染色及免疫组化观察.结果 Masson染色:煅烧骨/PRF组术后8周时即见部分鲜红色成熟骨形成,骨成熟速度明显优于其他3组.免疫组化观察:术后4周时煅烧骨/PRF组BMP-2、OPG、RANKL强阳性表达,数目高于其他3组,差异具有统计学意义(P<0.05).RANKL阳性细胞的表达在骨改建过程中有不同程度的降低,煅烧骨/PRF组中组中RANKL下降为明显,差异有统计学意义(P<0.05).结论 煅烧骨/PRF组修复牙周骨缺损会增加BMP-2、OPG、RANKL的表达,通过促进成骨细胞分化成熟而刺激OPG表达升高,抑制破骨细胞,有助于加快牙周骨改建,缩短骨愈合过程.
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复合骨髓间充质干细胞生物陶瓷修复兔松质骨缺损
目的评估复合骨髓间充质干细胞(MSCs)的生物陶瓷在修复兔松质骨缺损中的作用.方法分别对单纯煅烧骨、复合MSCs煅烧骨、三磷酸钙(β-TCP)及复合MSCs β-TCP行:①体外研究:电镜观察复合后MSCs的生物学行为;②裸鼠异位成骨研究;③兔股骨髁松质骨缺损( 6 mm、深12 mm)修复:18只兔32侧骨缺损分为5组(其中一组未加任何处理),于2、4、8周末分别行组织学检查.结果①MSCs在煅烧骨及β-TCP上的黏附及生长情况良好,4 d基本长满表面,6 d起开始重叠生长;②在裸鼠体内,单纯β-TCP或煅烧骨无成骨,而复合MSCs组自2周开始成骨,并随时间延长而增加,但β-TCP组成骨与材料降解相平衡,而煅烧骨组仅在孔壁周围形成板层骨;③兔股骨髁缺损:未经处理不能自行愈合,2周内各组均无骨长入,4周开始由周边长入,8周时各组的骨长入率分别为40%、56%、45%、60%,无论在煅烧骨抑或β-TCP组中复合MSCs组的成骨量均高于对照组(P＜0.05).结论复合MSCs的生物陶瓷是修复负重区松质骨缺损的一种有效方法.
