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脉冲电磁场结合碱性成纤维细胞生长因子促进软骨修复的实验研究
研究脉冲电磁场结合碱性成纤维细胞生长因子促进关节软骨修复的作用机制.40只新西兰大白兔,随机分成4组,每组10只.在双侧股骨髁关节面制成直径为0.6 cm、深O.3 cm的软骨缺损,分别以bFGF、磁场、磁场结合bFGF治疗,另外一组为空白组未给予治疗.分别于术后4、8、12和16周取材,行大体形态观察、组织学检查和透射电镜检查,并进行统计学处理.结果表明:磁场结合bFGF组在4周时基底层的软骨样组织增生,而磁场组、bFGF组少量软骨样组织增生.8、12周结合组透明样软骨层明显增厚,免疫组化Ⅱ型胶原多.而磁场组、bFGF组软骨层增厚,细胞数量相对少,无Ⅱ型胶原.空白组偶见软骨样组织或纤维组织.16周结合组软骨层与正常软骨相似,软骨细胞成熟,bFGF、磁场组纤维软骨细胞团状增生.改良的软骨缺损修复Wakitani评分有显著性差异,结合组大.说明低能量脉冲电磁场结合碱性成纤维细胞生长因子修复软骨缺损,治疗方法简便,效果良好,可应用于临床.
关键词： 脉冲电磁场 碱性成纤维细胞生长因子 软骨缺损 修复 -
快速康复外科理念在关节镜下自体软骨移植患者中的应用
快速康复外科(FTS)是指在围术期采取有询证医学证据的一系列优化措施,以减少或降低手术患者的生理及心理的创伤应激,达到患者康复的目的.膝关节表面软骨缺损临床较常见,治疗较困难,有关软骨损伤的修复治疗尚无统一方法,自体软骨移植效果良好[1].近年来,我们对16例软骨移植患者应用快速康复外科理念,经精心护理,效果满意.现报告如下.
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软骨组织工程种子细胞源的研究进展
多种原因造成的关节软骨病变比较常见,软骨损伤后缺乏自愈能力,软骨缺损的修复一直是临床的难题.随着细胞生物学和材料科学的迅速发展,应用组织工程学技术修复软骨病损已成为可能,而优化种子细胞源是应用这一技术的前提和关键[1].
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软骨组织工程强化技术的应用研究
软骨是应用组织工程技术早构建的组织,其中具代表性的研究是:1991年Vacanti等[1]用分离的牛关节软骨细胞与可降解的生物材料在裸鼠皮下成功构建出成熟的透明软骨组织.研究组织工程化软骨较多的原因是:软骨组成单一,结构简单,基质中包含软骨细胞这一种细胞,无血管及神经等复杂结构,在构建过程中影响少,便于研究;其次是软骨由于缺少血运,临床上患者软骨缺损后难以自身修复,移植软骨细胞、移植骨与软骨组织等治疗方法虽取得较满意的近期效果,但远期结果组织易塌陷、退变加快,且自体供区取材后较多并发症.因此组织工程化软骨的构建成功不仅有重要的理论创新价值,还具有明显的临床应用前景[2].软骨组织工程至少包括三个方面的研究内容:种子细胞的获取与扩增、分化增殖;生物材料的选择与构建;合适的修复环境及细胞因子的作用.
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自体骨膜移植治疗关节软骨损伤的研究现状
关节软骨损伤修复大致分两类,即内源性修复和外源性修复.内源性修复也称骨髓刺激术,外源性修复包括生物移植和组织工程化关节软骨,前者包括骨膜、软骨膜移植,软骨细胞移植和骨一软骨移植;后者是体外构建种子细胞一载体复合物注入缺损区或者利用种子细胞悬液注入缺损区再用骨膜或软骨膜覆盖封闭软骨缺损的开口.两者均涉及到骨膜的成软骨作用.骨膜移植应用于临床治疗软骨损伤已有近20a历史,它有取材方便、对机体损害小等特点,但存在许多影响因素,限制了它的应用.本文就骨膜移植治疗关节软骨损伤的现状作一综述.
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冷冻保存对关节软骨的影响
软骨损伤是常见的病变,若不及时治疗将导致骨性关节炎.许多修复软骨缺损的方法效果均欠佳.自体软骨移植是理想的方法,但由于取材有限且造成新的软骨缺损而应用受到限制.异体软骨移植为修复方法之一,软骨保存却是问题.为了寻找一种更有效的提高关节软骨细胞存活率的方法,国内外学者对此做了大量的研究,本文就冷冻保存对关节软骨的影响做一综述.
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骨髓间充质干细胞及其在软骨组织缺损修复中的研究进展
软骨缺损长期以来一直是临床上所面临的难题,这主要是因为软骨细胞儿乎没有迁徙能力,不能迅速聚集到创伤部位所致[1].组织工程技术为软骨缺损的修复带来了曙光.它通过分离及培养所需的种子细胞、选择适合的生物支架材料、后构建组织工程化软骨到缺损部位而完成治疗目的.
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Ⅱ型胶原海绵的材料特性及对软骨缺损的影响
[目的]研究Ⅱ型胶原海绵的材料特性与其在修复软骨缺损中的作用.[方法]对比Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜的力学、孔径方面等材料特性的差异,并建立兔膝关节软骨缺损模型,A组接受Ⅱ型胶原海绵移植,B组接受Ⅱ型胶原膜移植,而C组为空白对照组,术后不予治疗,分别于2、6和12周取材,通过组织学染色观察软骨缺损处修复的效果.[结果]Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜在材料特性上有显著差异,胶原自发荧光分层扫描通过图像分析得出A组平均孔径为(93.26±38.41) μm,弹性模量(0.098±0.0 017) MP/m2,均较B组更为理想.组织学显示A组6周时生成大量新生软骨,12周时新生软骨形态与成熟度已经接近正常,较B、C两组更为优越.[结论]Ⅱ型胶原海绵有理想的孔径和合理的生物力学结构性质,有利于软骨缺损的修复,是一种具有良好材料特性的组织工程基质.
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BMP/bFGF生物活性材料修复关节软骨损伤的实验研究
[目的]探讨骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)生物材料在关节软骨缺损修复过程中的作用,为内源性修复关节软骨缺损提供实验基础.[方法]取24只14龄成年大白兔随机分成4组,每只动物于双侧膝关节股骨膑股关节面制备直径5mm全层关节软骨缺损模型.钻通骨髓腔.A组应用BMP/bFGF生物活性材料,B组应用BMP生物活性材料,C组应用bFGF生物活性材料,D组单纯应用生物蛋白胶材料.于8、12、24周在大体,光镜及电镜下观察损伤修复效果,组织学评分.[结果]A组于8、12周时,软骨缺损被白色半透明坚硬组织平滑修复,富有光泽,24周时修复组织正常软骨边界模糊,连接紧密,质地坚硬,表面平滑光润.B、C组于8、12、24周时候均未见软骨缺损完全修复,边界清楚,中央凹陷明显残留.D组全程均未见软骨修复.组织学平分A组明显优于B、C、D组,而B、C组之间无差别.[结论]BMP/bFGF生物活性材料可以有效修复兔大面积关节软骨损伤,疗效明显优于单独应用骨形态发生蛋白或碱性成纤维细胞生长因子,为关节软骨损伤治疗提供新的治疗方法.
关键词： 骨形态发生蛋白 碱性成纤维细胞生长因子 软骨缺损 生物蛋白胶 -
骨髓基质干细胞修复软骨缺损的实验研究
[目的]探寻体外诱导骨髓基质干细胞成软骨细胞的佳细胞因子,寻求体内修复家兔软骨缺损的为有效方案.[方法]rhFGF1、rhTGF-β1、rhIGF-I单独或联合应用对骨髓基质干细胞进行体外诱导培养,应用常规染色、MTT、免疫组织化学染色的方法筛选诱导骨髓基质干细胞成软骨细胞的佳细胞因子,并将其与骨髓基质干细胞复合于纤维蛋白凝胶制成凝胶复合物,直接种植到兔膝关节实验性关节软骨缺损处,并与对照组相比较,观察软骨修复效果.[结果]常规形态学观察,rhTGF-β1和rhIGF-I联合应用诱导的细胞在形态上类似于软骨细胞,免疫组化染色提示诱导细胞具有软骨细胞表型.凝胶复合物直接种植在体内能诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化,修复缺损的软骨,缺少细胞因子的对照组软骨缺损修复效果差.[结论]rhTGF-β1和rhIGF-I联合应用可作为诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化的佳组合,骨髓基质干细胞凝胶复合物能修复软骨缺损.
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自体骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养复合同种异体完全脱蛋白骨修复关节软骨全层缺损的研究
[目的]探讨自体骨髓间充质干细胞(bore marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)与软骨细胞共培养复合同种异体完全脱蛋白骨(fully deproteinized bone,FDB)修复关节软骨缺损的可行性,评价修复效果,为优化种子细胞源提供依据.[方法]取浓度为3×106/ml的第二代BMSCs和软骨细胞,按2:1比例混匀共培养作为种子细胞.FDB与共培养细胞复合接种植入修复缺损为实验A组、单纯FDB为对照B组和不处理为空白对照C组,移植8、16周后经人体观察、组织学评分和免疫组化染色评价缺损的修复.[结果]共培养的软骨细胞基质合成丰富,细胞增殖快.A组缺损修复组织呈软骨样,表面光滑平坦,与周围软骨整合的软骨细胞更为成熟.B组和C组的修复组织呈纤维组织和无修复.组织学评分表明A组优于B、C 2对照组,差异具有统计学意义(P＜0.01),B组与C组差异无统计学意义(P＞0.05).免疫组化染色显示A组修复组织的细胞为透明软骨样细胞,柱状排列,Ⅱ型胶原染色阳性,与周围软骨及软骨下骨整合良好.[结论]自体BMSCs与软骨细胞共培养作为种子细胞,BMSCs能增强软骨细胞的增殖,促进软骨细胞基质合成,缩短软骨细胞培养时间和减少传代次数,节省大量的软骨细胞,与FDB复合后能有效修复关节软骨缺损.
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孔数不同的骨钻孔术对兔软骨缺损远期修复效果的实验比较
目的:评价孔数不同的钻孔术对软骨缺损的远期修复效果.方法:用中国白兔40只,在股骨髁关节面制造6mm×8mm全层软骨缺损,分别施行10孔及5孔钻孔术,孔径1mm,于术后13个月取材做组织学及电镜观察,并进行评估.结果:(1)10孔、5孔和对照组中,优势修复组织为透明软骨者分别占75%、70%、0%.(2)修复组织厚度:10孔与5孔无显著性差异,已接近毗邻软骨厚度.(3)修复组织覆盖缺损的面积:10孔＞5孔＞对照组.结论:软骨下骨钻孔对关节软骨缺损的远期修复效果良好,能长期适应关节的运动和负重,10孔比5孔的修复效果好.
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骨膜覆盖对骨髓基质细胞移植修复软骨缺损的影响
目的:了解在软骨缺损修复过程中,骨膜覆盖对移植细胞存留的影响及与早期病理结果相关性以及核酸荧光染料标记法用于追踪移植细胞的可行性.方法:将体外培养MSC用核酸荧光染料标记后,复合胶原海绵植入兔关节软骨全层缺损中,一组用骨膜覆盖,另一组不加覆盖.分别于2周、6周切取修复组织标本,2周标本胶原酶消化流式细胞仪检测,6周标本做光镜与电镜组织形态学观察.结果:标记细胞荧光强度仍可被荧光镜和流式细胞仪所检测,骨膜覆盖组荧光标记率明显高于非骨膜覆盖组,差异有显著性,组织学观察也好于对照组.结论:核酸荧光染料标记法可以作为短期追踪移植细胞的方法.骨膜覆盖能够提高种子细胞在缺损处的存留率,影响早期修复组织的病理结果.
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聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶移植修复兔膝关节软骨缺损
目的:探讨聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶移植修复兔膝关节软骨缺损的疗效及了解其组织相容性.方法:采用溶胶凝胶法原位复合制备PVA/HA水凝胶,通过体外力学性能测试,植入到兔膝关节实验性关节软骨缺损中,对照组的缺损不作任何处理,术后4、8、12周取材作大体观察及组织学检查.结果:术后4周,实验组的缺损由PVA/HA充填,材料与软骨下骨连接无间隙,术后12周,植入材料与软骨交界面有大量的软骨细胞增殖,未见软骨退变,植入材料与软骨下骨连接紧密,有骨样组织长入;对照组缺损主要由纤维肉芽组织修复.结论:PVA/HA复合水凝胶可以作为良好的人工关节软骨替代材料,组织相容性良好.
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人重组骨形态发生蛋白-2修复全层关节软骨缺损的实验研究
目的:研究人重组骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)对全层关节软骨缺损的修复,观察修复效果.方法:家犬8只(16膝),每个膝内外髁均做全层软骨缺损,内外髁共32个缺损.随机分为4组,每组2只.每只犬一侧关节行胶原海绵吸附rh-BMP填充内外髁缺损,另一侧以单纯胶原海绵填充作对照,不处理组为空白对照.术后2、4、8、12周取材作大体、光镜、透射电镜观察.结果:rh-BMP组为类软骨细胞修复,而单纯胶原海绵组和空白组均为纤维性修复.结论:rhBMP-2有效地促进关节软骨缺损的修复,可以作为临床上治疗关节软骨缺损的方法.
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Ⅱ型胶原海绵修复兔膝关节软骨缺损的组织学观察
目的:观察Ⅱ型胶原海绵修复兔膝关节软骨缺损的组织学变化.方法:将28只成年雄性新西兰兔制作膝关节缺损模型并随机分成2组,A组在缺损局部植入Ⅱ型胶原海绵,B组不植入以作对照.于术后2、4、6、8、10、12周分别作HE、Safranin O染色及S-100蛋白检测.结果:(1)HE染色显示A组2周后即出现新生软骨细胞,12周后新生软骨组织完全填满缺损区并与周围组织整合,而B组直至术后第12周仍由纤维组织所填充;(2)S-100蛋白免疫组化检测结果显示A组新生软骨细胞具有正常兔软骨细胞的表型;(3)Safranin O染色结果显示A组新生软骨细胞具有分泌软骨基质的功能.结论:Ⅱ型胶原具有较强的诱导软骨细胞生长的能力,其诱导生长的新生软骨具有正常透明软骨的表型和功能.
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Pluronic F-127负载同种异体软骨细胞修复兔全厚关节软骨缺损的实验研究
目的:探讨Pluronic F-127作为软骨细胞移植载体的可行性.方法: 将培养的软骨细胞与20%的Pluronic F-127的混合,移植到兔膝关节软骨缺损处.在移植后4、8、12周对缺损的修复情况进行大体、光镜组织学评估和电镜观察.结果:移植的软骨细胞在载体中生长良好,形成了透明软骨.扫描电镜下可见多数成熟的透明软骨细胞.Pluronic F-127平均降解时间为6～8周,与正常软骨的再生速度基本一致.根据Wakitani制定的评分标准,采用盲法对修复质量作出评价.Pluronic F-127组和对照组的组织学评分在各个时期无显著的差异(P>0.001),而软骨细胞-载体复合体组和对照组相比在各个时期均存在显著的差异(P<0.001).结论: Pluronic F-127可作为工程化软骨细胞安全有效的载体.
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软骨移植与软骨下骨钻孔修复全层关节软骨缺损的比较实验研究
目的:评价软骨移植、软骨下骨钻孔修复关节软骨缺损的生物特性和效果差异.方法:采用重复拉丁方设计,将36只雄性新西兰大白兔按三个因素三个水平进行随机区组,对左右后肢按设计好的创面大小制造全层软骨缺损.软骨移植组将不同家兔关节软骨交换嵌入移植.钻孔组依创面大小制造孔直径、间距、深度相同的骨孔,深达松质骨.对照组缺损不作任何修复.术后4 、8 、12周处死取材,分别进行大体观察、光镜观察、电镜观察,对观察指标进行量化统计学分析.结果:(1)两实验组在第12周时均能以类透明软骨组织修复缺损,而对照组为纤维肉芽组织,统计学分析表明各组间有显著性差异(P<0.01).(2)光镜观察表明两种手术方法均能以软骨的方式修复缺损,软骨移植组无明显免疫排斥迹象,软骨细胞有活性,各组间有显著性差异(P<0.01).(3)形态学分析表明,随时间延长,光密度与修复高度渐增,其中软骨移植组优于其他各组(P<0.01).(4)随时间延长修复效果逐渐改善.小创面修复效果与中等创面间无明显差异.(5)电镜观察表明,两种手术方法均有软骨细胞生成,细胞器发达.对照组符合纤维肉芽组织特征.结论:(1)软骨移植、钻孔均能以类透明软骨的结局修复关节软骨缺损,软骨细胞生物学特性类似于正常关节软骨细胞.(2)软骨移植近期效果优于钻孔,无明显免疫排斥发生.(3)随时间延长,创面修复效果逐渐改善.(4)两种修复方法均能覆盖中小面积缺损,创面大小并非影响修复效果的主要因素.
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组织工程技术修复同种异体兔关节软骨缺损实验研究
目的:探讨关节软骨缺损治疗的新途径.方法:把几丁糖作为软骨细胞培养的支架,将几丁糖与软骨细胞一起体外培养,然后移植修复同种异体兔的膝关节软骨缺损,并对关节软骨的修复过程进行术后16周大体、组织学、电镜观察及修复组织厚度测定.结果:几丁糖无纺网在术后2周开始降解吸收,术后10～12周完全吸收;术后第16周在实验侧关节软骨缺损处可见成熟的透明软骨,软骨缺损得到完全修复.结论:几丁糖的生物学特性符合组织工程中对细胞培养支架的要求;几丁糖负载软骨细胞移植修复同种异体兔膝关节软骨缺损,兔膝关节全层软骨缺损得到成功修复,为临床上关节软骨缺损的治疗提供了可能的途径.
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骨形态形成蛋白复合纤维蛋白载体修复全厚关节软骨缺损的实验研究
目的：用骨形态形成蛋白(BMP)复合纤维蛋白载体修复创伤性全厚关节软骨缺损。方法：60只新西兰家兔，体重2.5～3kg，雌雄不限，随机分为5组。每侧股骨髌髁关节面低速电钻钻一直径为4mm全厚关节软骨缺损。一侧缺损填充BMP/FS，对照侧缺损填充单纯FS、单纯BMP和空白组，膝关节不做固定，允许笼中自由活动。术后2、4、8、12周空气栓塞分批处死动物，大体观，组织学切片HE染色，S-—100蛋白免疫组化染色和透射电镜观察实验结果。结果：术后4周，BMP/FS填充的部分关节软骨缺损由类透明软骨修复；术后8周，实验组缺损大部分由类透明软骨修复，而对照组则由纤维软骨或纤维组织修复；术后12周，实验组修复组织主要是透明软骨或类透明软骨，修复面较平整光滑，与周围组织愈合良好。但部分修复软骨面变薄、纤维化。结论：BMP/FS复合物促进了关节软骨的早期修复，并且终的修复组织更接近正常的关节软骨，但术后12周修复的关节软骨出现退行性改变。
