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异种脱蛋白松质骨支架构建组织工程骨用于脊柱横突间融合
背景:异种脱蛋白松质骨来源广泛且具有独特的生物学特性,若能解决其免疫原问题,将有望利用异种脱蛋白松质骨开发出一种新型植骨材料.目的:探讨异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程支架的性能,及其在山羊脊柱横突间融合中的作用.设计、时间及地点:细胞-支架学体内实验,于2008-02/10在黑龙江省纤维化生物治疗重点实验室完成.材料:6～8月龄健康雄性山羊12只,由牡丹江医学院动物中心提供.方法:取成年猪股骨远端松质部分,通过理化方法制成脱蛋白松质骨支架,对其形态结构、组成成分、生物力学特性以及材料对种子细胞生物学行为的影响进行检测分析.羊髂骨穿刺取骨髓,梯度密度离心法分离获得第3代骨髓间充质干细胞.将支架材料复合一定量的自体骨髓间充质干细胞、重组人骨形成蛋白2构建组织工程骨.12只羊建立L3、4双侧横突间植骨模型,修复组于左侧植入组织工程骨,对照组于右侧植入相同体积的自体髂骨.主要观察指标:分别于植入后4,8,12周行X射线片和组织学观察对比分析.结果:采用脱蛋白处理后的松质骨可见大小不等、相互交通、开放孔隙的网架结构:孔径200～500 μm,孔隙率60%左右,其无机成分为羟基磷灰石,有机成分为胶原,力学性能保存良好,细胞相容性良好.X射线片结果显示:植入第4周,横突桥接处部分区域模糊,以内侧明显,此时修复组材料密度略低于对照组;第8周上下桥接部间隙变小,大量连续骨痂生成;12周后完全融合,两组材料密度接近.移植区组织学观察结果显示:修复组植入后第4周以多点方式形成新骨,第8周岛状生成的骨组织贯穿整个移植材料,12周编织骨交错排列,髓腔形成,成骨活性接近自体髂骨移植;对照组植入后4周有较多新骨形成,8周时出现大量胶原纤维,周边成骨明显,至12周纤维组织减少,成骨活跃.结论:以异种脱蛋白松质骨为支架材料,复合骨髓间充质干细胞、重组人骨形成蛋白2构建组织工程骨,体外X射线衍射分析及力学测试与体内成骨实验均证明其具有良好的组织相容性和较强的成骨能力,是一种良好的组织工程骨支架材料.
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异种脱蛋白松质骨为载体构建组织工程骨用于脊柱横突间融合的实验观察
目的 探讨异种脱蛋白松质骨(deproteinization bone,DPB)作为骨组织工程载体的性能及其用于山羊脊柱横突间融合的作用.方法 取成年猪股骨远端松质骨通过理化方法制成DPB载体,对其形态结构、组成成分、生物力学特性以及材料对种子细胞生物学行为的影响进行检测分析.将载体材料复合一定量的自体骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)和重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)构建组织工程骨.取6～8月龄雄性山羊12只,制成L3,4双侧横突间植骨模型,左侧植入组织工程骨为A组,右侧植入等体积自体髂骨作对照为B组.分别于4、8及12周行X线片和组织学观察并对比分析.结果 采用脱蛋白处理后的松质骨可见大小不等、相互交通、开放孔隙的网架结构.孔径200～500 μm,孔隙率60%左右.其无机成分为羟基磷灰石,有机成分为胶原,力学性能保存良好,有良好的细胞相容性.两组移植后不同时间点X线表现:A组植入横突间第4周与横突桥接处部分区域模糊,以内侧明显;第8周上下桥接部间隙变小,大量连续骨痂生成;12周后完全融合.早期A组密度略低于B组,12周后基本相同.移植区组织学观察:A组植入后第4周以多点方式形成新骨,第8周岛状生长的骨组织贯穿整个移植材料,12周编织骨交错排列,髓腔形成,成骨活性接近自体髂骨移植.B组,4周时有较多新骨形成;8周时出现大量胶原纤维,周边成骨明显;12周时,纤维组织减少,成骨活跃.结论 异种DPB是一种良好的组织工程骨载体材料,可为再血管化和成骨细胞的分化提供一个稳定的环境.
