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大孔孔径对磷酸钙陶瓷骨诱导性的影响
目的:研究不同孔径大小对磷酸钙陶瓷骨诱导性的影响.方法:经过工艺改良制备出大孔孔径可控的骨诱导性磷酸钙陶瓷.对不同孔径的磷酸钙陶瓷诱导异位骨形成的时间分布和骨量进行了确切的比较和分析.结果:在本实验条件下,200～400 μm相对于600～800 μm和1000～1200 μm的孔径,有利于骨诱导现象的发生,600～800 μm次之,1000～1200 μm差.结论:大孔孔径对磷酸钙陶瓷骨诱导性有显著影响.本实验为高骨诱导性的陶瓷材料的优化设计和研发提供依据,同时也为骨诱导现象相关机理研究提供实验基础.
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巨噬细胞在材料诱导成骨中作用的研究进展
目的:对巨噬细胞在材料诱导骨形成中作用的相关研究进行综述.方法:广泛查阅近年来国内外相关文献进行总结.结果:巨噬细胞在促进成骨方面发挥着关键作用,生物材料的颗粒大小及表面形貌均可通过影响巨噬细胞的形态及功能进而影响在骨诱导过程中的作用.结论:掌握巨噬细胞在骨诱导过程中的作用及机制,对于准确评估生物材料是否具有骨诱导性及优化骨替代材料具有重要意义.
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粘附肽复合骨诱导材料的研究进展
生理性骨组织修复是一个复杂的过程,能否满足此过程所需无机、有机及细胞成分成为衡量人工骨诱导材料优劣的主要指标.目前,已经有许多生物活性蛋白与各类支架材料复合应用研究的报道,如rhBMP-2-聚乳酸复合材料[1].但是蛋白质和支架材料的吸附与缓释是一个复杂的过程,生物活性蛋白只有缓慢的释放才能大程度发挥其生物活性,并且蛋白质在体内容易被蛋白酶降解而失活、天然蛋白质有免疫原性、重组蛋白的成本高昂及活性问题都限制了其临床应用.而粘附肽保留了相关蛋白中发挥生理作用的主要成分,参与启动细胞内部信号转导,促进细胞粘附、增殖、分化;空间构象相对固定,活性改变较小,合成简单,因而将其复合不失为提高骨替代材料或骨活性的一个途径.综合国内外文献,本文对报道较多的RGD序列、P-15多肽等复合骨诱导材料的研究进展作一综述.
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脱钙人牙基质复合胶原材料修复兔股骨缺损
目的 研究脱钙人牙基质(decalcified tooth matrix,DTM)复合胶原材料对实验性兔股骨缺损的修复作用.方法 新西兰大白兔24只,随机分为2组,无菌条件下麻醉动物,于股骨远端钻孔制备直径约6 mm、深约5 mm的骨缺损模型;实验组于缺损区植入脱钙人牙基质复合胶原材料,对照组不进行任何植入处理.术后1、4、8、12周每组分别处死3只动物,进行大体观察、同步辐射X射线观察及组织学观察,并对成骨量进行分析.结果 从大体观察结果来看,术后12周,实验组新生骨长入骨缺损处,植入材料与周围骨组织间界面基本消失,而对照组骨缺损处明显凹陷.同步辐射X射线观察显示,实验组术后4周材料开始降解吸收;术后8周骨缺损区密度已基本接近宿主骨;术后12周骨缺损区密度与正常骨骼无明显差异.组织学观察结果显示,实验组术后4周新生骨组织开始生长;术后8周后可见大量成骨细胞和破骨细胞,新生骨向材料内生长;术后12周缺损部位已经长出成熟的骨组织,骨小梁融合并且排列致密.成骨量分析结果显示,在术后4、8、12周,实验组新生骨含量都明显高于对照组,说明该复合材料具有良好的成骨性能,对兔股骨缺损有明显修复作用.结论 脱钙人牙基质复合胶原材料是较理想的支架材料,具有良好的诱导成骨作用,可作为一种新型复合材料修复骨缺损,具有良好的临床应用前景.
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牛骨形态发生蛋白复合煅烧骨治疗骨缺损的实验研究
目的:验证从牛皮质骨中提取的骨形态发生蛋白(b BMP)的异位诱导成骨能力,探讨煅桡骨(SB)作为其载体对骨缺损的治疗作用.方法:①将bB MP植入16只balb/c小鼠肌袋内,每周宰杀4只行细胞学检查,连续4周.②16只新西兰大白兔手术造成双侧桡骨1?cm缺损,分别植入bBMP-SB和SB进行自身对照,分批宰杀后行X-线照片和组织学检查.结果:植入肌袋内的bBMP术后一周即可诱导软骨细胞形成,2周时可见编织骨,4周时可见小梁骨及骨髓成形.而骨缺损实验中,bBMP-SB组在软骨诱导、小梁骨的形成数量、骨折愈合等方面均明显优于单纯SB组.结论:①bBMP有强大的异位诱导成骨能力 ;②bBMP-SB复合骨可促进骨缺损愈合.
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两种羟基磷灰石成骨能力的对比研究
目的 比较纳米羟基磷灰石(nHA)和普通羟基磷灰石(HA)的成骨能力.方法 首先分析nHA和HA材料的成分结构,然后将两种材料分别植入7周周龄的ICR小鼠肌肉内.4周和10周后,收获材料经生物安全性检测、组织学染色、形态学分析比较其生物安全性和成骨能力.结果 两种材料均具有较好的生物安全性.nHA能在小鼠体内诱导出新生骨组织和骨髓组织,而HA组未观察到任何新生骨组织.结论 相比传统羟基磷灰石,纳米羟基磷灰石具有更好的骨诱导能力.
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珍珠层水溶性提取物对人骨髓基质细胞成骨性分化的诱导作用
目的:探讨珍珠层水溶性提取物(WSM)对人骨髓基质细胞的诱导作用.方法:原代培养人骨髓基质细胞,条件培养基和WSM分别作用于第3代细胞,对照组不加处理因素.倒置显微镜观察细胞在施加处理因素后的生长状态;采用钙钴法染色检测AKP表达;应用RT-PCR方法检测BMP-2等生长因子表达;应用茜素红染色检测骨髓基质细胞的矿化结节形成情况.结果:施加处理因素第7d,WSM组、条件培养基组的BMP-2表达水平较对照组明显增加;WSM组及条件培养基组TGF-β1表达量较对照组相比未见差异.施加处理因素第7d,WSM组及条件培养基组骨髓基质细胞AKP染色明显,与对照组相比差异显著.每高倍视野阳性细胞数,条件培养基组、WSM明显多于对照组,差异具有显著性(P＜0.01);加入处理因素18d,条件培养基组可见典型红色钙化结节形成,WSM组也可见到钙结节形成,但没有条件培养基组典型,对照组偶有零星钙化结节形成.结论:WSM可以促进体外培养的人骨髓基质细胞成骨性分化进程,具有一定的骨诱导作用.
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珍珠层粉在新西兰兔股骨髁内的成骨试验
目的 探讨植人新两兰兔股骨髁内的珍珠层粉的成骨能力及成骨方式.方法 将珍珠层加工成粉,植入新西兰兔股骨髁内,术后4、8和12周进行影像学检查及X线阻射度测定;相应时间点取材,进行硬组织切片处理及组织学观察:应用Image-Pro图形软件分析术后8、12周丽春红染色硬组织切片的成骨面积;对X线阻射度做统计学重复测量的方差分析,成骨面积作析因设计的方差分析.结果 在不同的时间点,X线片密度有轻度变化,未见到明确的新牛骨影像:X线的阻射度测定显示在不同时间点阻射度值逐渐降低,变化有统计学意义;硬组织切片可见到类骨质、编织骨和板层骨随时间变化生成量逐渐增加;图形分析显示出珍珠层粉明显的成骨面积,与空白对照组比较统计学差异显著.结论 珍珠层粉植入新西兰兔股骨髁内有明显的成骨作用,在体内的生物降解缓慢.可能以骨诱导的方式成骨.
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骨修复用左旋聚乳酸-β-磷酸三钙复合多孔支架的制备及性能研究
目的:通过调节左旋聚乳酸(Poly(L-lactic acid),PLLA)/β-磷酸三钙(beta-tricalcium phosphate,β-TCP)复合多孔支架中β-TCP的比例,制备出一种可生物降解、具有一定强度及骨引导性、细胞相容性及生物相容性良好的支架.方法:采用溶剂自扩散-模压成型——盐沥滤、冷冻干燥法制备了p-TCP含量分别为0、10％、20％、30％、40％、50％的PLLA/β-TCP复合多孔支架.用扫面电镜观测不同β-TCP含量的复合多孔支架的微观形貌,用量重法测量其孔隙率,用动静态疲劳试验机检测各组复合多孔支架的力学强度.各组复合多孔支架接种相同量的骨髓间充质干细胞培养3d后固定,用扫描电镜观察多孔支架爬行细胞的数量以评价骨支架的细胞相容性.用各组骨支架浸提液培养骨髓间充质干细胞,分别于细胞培养第1天、第3天、第5天及第7天规定时间点用CCK8测试盒检测各组细胞的吸光度以评价骨支架的生物相容性.结果:纯左旋聚乳酸为疏水性材料,不利于细胞的粘附生长;PLLA/β-TCP复合多孔支架表面粗糙,β-TCP的引入可以改善支架材料的亲水性及骨引导性,有利于细胞的爬行生长,其中β-TCP含量为30％(P/T30)组支架细胞接种面扫描电镜下观察细胞爬行生长的数量多;β-TCP的掺入可使复合支架的X线显影良好,可为支架植入体内降解的体外摄片评估提供方便;PLLA/β-TCP复合支架具备良好的细胞相容性及生物相容性.结论:通过溶剂自扩散-模压成型-盐沥滤、冷冻干燥法制备的PLLMβ-TCP复合支架孔隙较丰富、具备一定的强度,细胞相容性及生物相容性良好,有望通过调节其组分而得到一种降解可调的理想的组织工程骨支架.
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同种异体移植骨材料修复良性骨缺损32例报道
良性骨肿瘤及瘤样病变所致的骨缺损多在长骨干骺端和骨端上,对关节功能有较大影响手术难点之一就是修复骨缺损.除自体骨移植外(自体骨量常常受限),佳办法就是同种异体移植骨.由于骨移植产生的免疫排斥反应低,是先移植成功的组织,早记录骨移植成功病例是1688年.如果说异体输血是首位组织移植,那么骨移植就是第二常使用的组织移植.随医用组织库的建立,提供的各种同种异体移植骨材料解决了骨缺损修复问题.现代骨组织库能提供的各种同种异体移植骨材料无明显外源性抗原免疫反应,保存了骨的生物特性,有活跃骨诱导能力,有一定生物力学特性及无菌、无致病性的同种异体移植骨材料[1],满足各种手术修复骨缺损的需要.我院1998～2000年用同种异体移植骨材料移植充填良性骨肿瘤及瘤样病变骨缺损32例,报道如下.
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种植体植入术同期行骨诱导成形术患者的围手术期护理
牙种植是指将无机的异体材料锚固在颌骨内,为缺失牙的修复体提供支持和固定.但种植区骨量不足降低了种植修复的成功率,限制了种植义齿的适用范围.是种植外科医生所面临的主要难题[1].引导骨再生技术(guided bone regeneration,GBR)作为一个崭新的生物学概念,初起始于牙周病的治疗.
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骨形态发生蛋白的基础研究及临床应用
自1965年早利用脱钙骨基质在肌肉内诱发异位成骨后,人们在纯化脱钙骨移植物活性成分的过程中发现了骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)家族.此后,随着基因工程技术的广泛应用,骨诱导和BMP的研究日趋活跃,对其理化和生物学特性做了更深入的研究,BMP已证明是正常胚胎时期骨、牙组织内部骨和成年骨修复中重要的诱导分化因子.这组蛋白质的发现,无论对基础生物学研究,还是对于临床应用都具有重要的价值.
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羟基磷灰石/磷酸三钙生物材料植入小鼠体内的血管化过程
本研究旨在探讨羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/TCP)生物陶瓷材料植入小鼠体内骨诱导过程中新生血管的形成过程.将HA/TCP材料植入小鼠肌肉中,手术后2、4、6、8、10和12周,收获材料制备连续切片,通过观察HE染色图片动态描述新生血管形成过程,并定量分析新生血管形成百分比.结果显示新生血管形成是一个连续、动态的过程,其在第2周时就大量生成,4周时呈增长趋势,6周时达到峰值,8周后逐步减少.本研究结果为提高骨组织工程成功率提供了思路,也从血管化方面揭示了骨诱导形成的机制.
关键词： 羟基磷灰石/磷酸三钙 血管化 骨诱导 骨组织工程 -
载骨形态发生蛋白-2活性肽可降解水凝胶体内异位成骨研究
载骨形态发生蛋白-2 (BMP-2)活性多肽P24的聚三甲基碳酸酯-(聚氧乙烯)-聚三甲基碳酸酯(PTMC11-F127-PTMCn)注射型可降解凝胶诱导大鼠体内异位成骨,测定P24体外释放曲线.将P24与不同质量浓度的PT-MC11-F127-PTMC11水凝胶复合,采用二喹啉甲酸(BCA)法测定,绘制P24释放曲线.将复合P24凝胶植于大鼠骶棘肌,行组织学切片HE染色检测其异位成骨能力.PTMC11-F127-PTMC11浓度大于20％的复合凝胶其P24经突释期后可维持缓释1个月左右,满足缓释材料要求.组织学显示第6周切片可见骨小梁.载BMP-2活性多肽P24PTMC11-F127-PTMC11凝胶在体内能有效发挥其诱导成骨活性,有望成为生长因子合适载体.
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真核表达重组骨形态发生蛋白9的纯化及生物骨诱导活性分析
本文主要探讨通过生物技术重组纯化的骨形态发生蛋白9(BMP-9)的体外诱导成骨活性.用PCR技术扩增人骨形态发生蛋白9(hBMP-9)全长序列,构建真核表达载体pcDNA4/His·Max-hBMP-9,与质粒pSV2-dhfr共同转染CHO-dhfr-细胞,用含有100μg/mL博来霉素的IMDM进行筛选和MTX系统扩大目的基因的整合,从而获得高表达重组人骨形态发生蛋白9(rhBMP-9)的抗性单克隆株.收集高表达蛋白的单克隆株培养基上清,经His标签的蛋白纯化柱纯化,Western blot和SDS-PAGE检测显示有分子量分别约32 kD和50 kD的条带.用浓度分别为20、50和100 μg/mL的rhBMP-9刺激培养C3H10 T1/2,培养7d和20 d后分别检测碱性磷酸酶和骨钙素、骨桥蛋白的表达.各项早晚期成骨指标显示,rhBMP-9具有较强的体外诱导成骨能力,且与浓度成正相关.本研究表明,通过生物医学技术构建的rhBMP-9具有较强的骨诱导性,为进一步体内试验以及临床应用奠定了基础.
关键词： 重组人骨形态发生蛋白9 真核体系 蛋白纯化 骨诱导 -
体内组织工程骨的BMP4 mRNA表达
比较磷酸钙陶瓷构建的体内组织工程骨和自然再生骨的BMP4 mRNA表达.制备Φ5 mm×8 mm的骨诱导性磷酸钙陶瓷20粒并分别植入5只狗的竖直肌内,同时,拔除狗的一颗磨牙形成自然再生骨模型.术后1、2、4、12及24周,取出体内组织工程骨及自然再生骨.提取总 RNA, 经逆转录成 cDNA 后,用实时相对定量PCR的方法检测 BMP4 mRNA 的表达.结果表明:在本实验周期,BMP4 mRNA 在磷酸钙陶瓷构建的体内组织工程骨中的表达量高于在自然再生骨中的表达量,但BMP4 mRNA 在体内组织工程骨和自然再生骨中有相同的基因表达时序性.作为类似自体骨的骨替代物,磷酸钙陶瓷构建的体内组织工程骨具有切实可行的应用前景.
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生物活性骨诱导再生膜的研制
研制一种具有生物活性的骨诱导再生膜.采用溶剂挥发法及冷冻干燥制备PLA+胶原+rhBMP-2复合膜,对膜作力学性能测试,SEM表面特征观察,失重率及黏均分子量测定,体内外降解性评价;复合膜植入兔肌间隔,术后1、2、3、6月取标本,光镜评价组织相容性和骨诱导活性.结果显示PLA+胶原+rhBMP-2膜呈双面不对称并携带生物活性因子,拉伸强度36.4 MPa,断裂伸长率2.3%;膜形态体内保持3个月,体外12个月或体内6个月膜完全降解;复合膜随植入时间延长,局部炎症反应减轻,具有异位骨诱导性.由此可见,PLA+胶原+rhBMP-2膜是一种较理想的能控释生物活性因子的骨诱导活性再生膜.
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NGF对骨折愈合影响的研究
目的 探讨NGF对骨折愈合的影响,以及对BMP-2诱导成骨的作用.方法 清洁级雄性6～8周昆明小鼠60只,体重23～25 g,随机分为4组,每组15只.建立股骨中段不稳定软骨内成骨骨折模型,A、B、C、D组分别于骨折断端局部使用NGF/生理盐水、BMP-2、BMP-2/NGF/生理盐水、生理盐水.各组分别于术后14、21和28 d各处死5只小鼠,并于骨折部位取材行大体、X线片观察、生化检测及组织学观察.处死小鼠前取小鼠眼球球后动静脉血液行血清ALP活性测定.结果 术后各时间点,大体观察A、B、C组局部新生硬组织大小、硬度,骨折断端骨痂生长依次增加,均高于D组.X线片观察A、B、C组骨折线逐渐模糊,钙化面积依次增大,均快于D组.组织学观察A、B、C组骨小梁成熟度依次增加,均优于D组.术后各时间点,A、B、c组成骨面积和成骨区灰度值、血清ALP含量、骨痂组织中ALP含量和钙含量、骨痂湿重均高于D组.术后各时间点各组成骨面积和成骨区灰度值比较、术后14 d各组血清中ALP含量比较、术后14 d和21 d各组骨痂组织中ALP含量比较、术后21 d和28 d各组骨痂组织中钙含量及骨痂湿重比较差异均有统计学意义(P<0.05).术后14d,B、C组与A、D组比较骨痂湿重差异有统计学意义(P<0.05).术后21、28d,骨组织形态计量分析显示各组新生骨骨小梁表面成骨细胞指数、平均骨小梁面积百分比和平均骨小梁宽度随时间增大依次减小,A、B、C组依次增大,均高于D组,各组间比较差异均有统计学意义(P<0.05).结论 NGF有促进骨折愈合作用,且具有协同BMP-2诱导成骨的作用.
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载rhBMP-2人工骨促进家兔脊柱融合实验研究
目的 探讨CPC作为rhBMP-2载体促进家兔脊柱融合的作用及效果. 方法 取1 mg rhBMP-2分别与1 g CPC、体积为6.0 cm×2.0 cm×0.5 cm的医用明胶海绵(absorbable gelatin sponge,AGS)吸附复合,冻干制备rhBMP-2/CPC、rhBMP-2/AGS生物材料.45只24周龄新西兰兔,体重2.5～3.5 kg,随机分为A(n=17)、B(n=11)、C(n=17)3组.暴露L5、6横突,将L5、6横突后缘骨皮质磨除,露出松质骨,行后路双侧L5、6横突间植骨,A、B、C组分别植入rhBMP-2/CPC、rhBMP-2/AGS、CPC 3种材料.于术后4、8、24周,行大体、组织学观察及影像学检查. 结果 术后4、8周脱钙组织切片,A组均见明显骨痂连接;B组仅见小片骨痂;C组见纤维连接,局部少许软骨.术后4周A、B、C组脱钙组织切片评分分别为(7.30±0.76)、(3.68±1.60)和(1.75±0.54)分,术后8周分别为(8.32±1.11)、(3.75±1.23)和(1.47±0.23)分;各时间点A、B组以及A、C组比较,差异均有统计学意义(P<0.05).不脱钙硬组织切片术后4、8周A组均见类松质骨样骨组织再生,C组植入物周围见纤维连接,少许成骨.术后4周单位面积内成骨面积A、C组间比较差异无统计学意义(P>0.05);术后8周,A、C组间比较差异有统计学意义(P<0.05).三维重建CT评分A、B、C组分别为(2.50± 0.57)、(1.00±0.00)和(1.00±0.00)分,C组与A、B组以及A、B组间比较差异均有统计学意义(P<0.05). 结论 CPC作为rhBMP-2载体能够促进家兔脊柱骨性融合,可作为一种新型的人工骨修复材料.
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多孔TCP人工骨修复肿瘤性骨缺损的临床效果与骨愈合机制探讨
目的 观察应用多孔TCP人工骨修复肿瘤性骨缺损的临床效果和骨愈合机制,提出"结构移植"新理论.方法 2003年1月-2005年12月,应用多孔TCP人工骨颗粒材料修复各种原发性良性骨肿瘤切除后遗留骨缺损61例.男33例,女28例;年龄9个月～46岁.骨纤维结构不良8例,骨囊肿23例,嗜酸性肉芽肿12例,内生软骨瘤13例,非骨化纤维瘤2例,骨母细胞瘤3例.肿瘤范围1.5 cm× 1.0 cm～7.0 cm× 5.0 cm.肿瘤切除后缺损范围为2.0cm×1.5 cm～8.0 cm×5.0 cm.术后不同时间点行X线片、单光子发射计算机断层骨扫描(single photon emission computed tomography,SPECT)、在体TCP人工骨降解的X线影像学半定量研究以及组织病理学观察TCP人工骨降解情况.结果 术后患者一般情况良好,伤口均I期愈合.61例获5～24个月随访.骨缺损于术后1～6个月均愈合,骨愈合率达96.7%.除1例坐骨嗜酸性肉芽肿患者术后3个月肿瘤复发,再次手术治疗后痊愈,余患者无复发.X线片观察术后1个月即可见植骨与宿主骨结合部间隙模糊,新骨开始形成:3个月植骨从周围向中心开始吸收,周围与中心均可见新骨形成;6个月植骨与宿主骨融合,骨缺损完全修复,移植材料降解率为78.9%;12个月植骨大部分吸收,骨质改建塑形,部分髓腔再通;24个月骨质塑形改建良好,髓腔再通.术后1个月SPECT观察,显示局部有较多核素浓聚,骨代谢旺盛,植骨中心核素有明显浓聚,为中心诱导成骨现象.组织病理学观察,TCP人工骨颗粒与宿主自体骨结合紧密,植骨处有大量骨软骨组织形成,充填骨孔洞内外:深部有新生血管样组织长入,于植骨内部及周围形成有较多细胞围绕的"镶边"状结构.结论 多孔TCP人工骨修复肿瘤性骨缺损临床效果良好.其内部多孔三维结构模拟人骨天然仿生"自组织"结构,有利于募集细胞长入支架深部,达到良好的血管化并终形成修复性新骨组织,兼具骨传导和骨诱导的骨愈合机制,为一高效新型"结构性"骨移植修复材料.
