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异体骨移植材料骨诱导的影响因素
异体骨来源丰富,不受形态、大小限制,有生物学活性,已广泛用于修复因创伤、感染、肿瘤等原因造成的骨关节缺损.异体骨移植愈合是移植骨再血管化,新骨形成,宿主骨床与移植骨连结而实现骨掺入的过程.异体骨移植的愈合主要依靠骨诱导和骨传导作用,其中,骨诱导在其愈合早期发挥重要作用[1].笔者将异体骨移植材料骨诱导活性的主要影响因素综述如下.
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一种高效制备工艺对脱钙骨基质性能的影响
目的 目前脱钙骨基质生产工艺耗时长效率低,浪费资源和成本.本研究在保存骨诱导活性的前提下,显著缩短了脱钙骨基质的工艺时间.方法 采用动态脱钙和二次换酸工艺制备脱钙骨基质,对pH值、钙含量进行评价.用裸鼠体内植入实验评价这种脱钙骨基质骨诱导活性.结果 材料的pH值为6.2±0.3,呈弱酸性.钙含量为(0.6±0.2)％,符合＜6％的标准.裸鼠体内植入后创面一期愈合,无不良反应发生.其骨诱导活性阳性,4周时可见大量的新生骨组织、骨髓样组织和软骨化成骨现象.结论 该工艺可以提高脱钙骨基质生产效率,不影响材料活性.
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用于骨质疏松脊柱压缩骨折的新型可降解材料的体外实验研究
目的：研发一种用于治疗骨质疏松椎体压缩骨折的新型复合生物玻璃的磷酸钙骨水泥，并观察其体外材料学及生物学活性。方法将不同质量百分比的生物玻璃（ bioglass，BG）与磷酸钙（ calcium phosphate cement，CPC ）球磨后物理共混获得一种具有可注射、自固化、可降解的椎体成型替代材料。分别对该替代材料的凝固时间、流动性、力学强度进行测定并行材料体外成骨细胞粘附实验、增殖实验，观察其生物相容性。结果随着新型替代材料中BG组分含量的增加，替代材料的凝固时间逐渐延长，同时，流动性较磷酸钙骨水泥改善明显。随着凝固时间的延长，替代材料固化后的抗压强度显著高于实验组CPC骨水泥。此外，与CPC相比，替代材料更有利于细胞的粘附、增殖及分化，具有良好的生物相容性。结论新型复合生物玻璃的磷酸钙的生物材料不仅具有可注射性和较高的力学强度，同时骨传导性能更好，有希望成为临床治疗骨质疏松椎体压缩骨折的一种新型椎体成形材料。
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骨形态发生蛋白及其在骨科治疗中的应用
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein ,BMP)是一种从DBM中分离提纯的一类具有高效骨诱导活性的疏水性酸性糖蛋白.现已发现BMP-1～16,其中BMP-1～9已经获得了相应的cDNA克隆.Celeste1990年从人体的胎盘和胚脑基因组文库中获取了BMP-7的cDNA[1].BMP-7又被称为成骨蛋白-1(OP-1),属于β转移生长因子(transforming growth factor β,TGF-β)超家族成员,与同家族中BMP-5、BMP-6被归属于同一个亚类.
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骨形态发生蛋白的骨诱导活性及其应用研究现状
早在1965年Urist[1]报道了用脱钙骨基质可以异位诱导宿主的间充质细胞分化成新骨,这一实验结果提示在骨基质中可能含有一种活性蛋白质,具有使未分化的间充质细胞定向分化为成骨细胞并具有形成骨组织的能力,人们后来将它命名为骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs).随着分子生物学在骨形成和损伤修复方面的研究进展,人们逐渐认识到了多种因子参与骨再建时的细胞增生、分化以及基质合成的调节,而在众多的骨生长因子中,BMPs受瞩目,与骨诱导的关系为密切[2],同时是胚胎时期重要的诱导分化因子之一.这种蛋白质的发现,无论对基础生物学研究,还是对临床应用都具有重要的价值.
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骨形态发生蛋白研究进展
骨形态发生蛋白BMPs具有异位和原位的骨诱导活性.BMPs研究经历了自然BMPs研究阶段、重组BMPs阶段和骨组织工程阶段.随着基因工程学、骨组织工程学以及基因治疗的发展,BMPs在骨折及骨缺损的治疗中将发挥重要作用.
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脱矿骨在免疫抑制大鼠体内的骨诱导活性
背景: 传统的脱矿骨骨诱导活性检测方法是在小鼠股部肌袋异位植入模型,通过异位成骨方式评价骨诱导物质活性的高低,但由于动物宿主对植入材料存在着免疫排斥,影响了骨诱导活性的表达.目的: 实验旨在建立以免疫抑制大鼠为实验动物骨诱导活性检测的新方法,降低动物对植入材料的免疫排斥,从而不影响其骨诱导活性的表达.设计、时间及地点: 独立样本观察实验,于2005-09/2006-04在山西省医用组织库完成.材料: 合格供体长骨皮质骨用于脱矿骨的制备,体质量200g左右的Wistar大鼠24只.方法: 采用超声条件下盐酸脱矿、冻干、辐照等方法,制备人类脱矿皮质骨,对照样品为经高温高压灭活的脱矿骨.Wistar大鼠腹腔注射地塞米松造成免疫抑制,手术形成双侧股部肌袋,分别植入试验样品与对照样品.主要观察指标: 术后3、4、5、6周取出植入材料行组织学观察与碱性磷酸酶的活性检测.结果: 组织学观察显示,术后3周实验组脱矿骨吸收腔内间充质细胞聚集,术后4周脱矿骨内开始形成软骨细胞与软骨基质,术后5周形成较多的软骨组织,术后6周时形成类骨质.对照组材料被纤维组织包裹,显示吸收,未见成骨迹象.实验组碱性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05).结论: 采用腹腔注射地塞米松方法造成大鼠免疫抑制,降低了宿主大鼠对植入人脱矿骨基质的排斥,异位植入后,脱矿骨吸收腔隙内出现软骨细胞,形成软骨组织与类骨质.
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结构特征对磷酸钙陶瓷骨诱导活性的影响
背景：目前关于磷酸钙陶瓷诱导成骨的机制尚不完全清楚，许多学者试图从材料的结构特征方面去阐明磷酸钙陶瓷诱导成骨的机制。目的：综述结构特征如何影响磷酸钙陶瓷的骨诱导活性。方法：使用计算机检索PubMed和谷歌学术数据库中1997年1月至2015年3月关于磷酸钙骨组织工程的文献，排除观点陈旧和重复的文章，后对60篇文章进行归纳总结。结果与结论：磷酸钙陶瓷的结构可分宏观结构和微观结构，宏观结构包括宏孔、孔洞或管道及颗粒间的间隙等；微观结构包括微孔、颗粒大小、表面粗糙度、比表面积等。结构特征的中各个参数都以一定的方式影响磷酸钙陶瓷的生物活性，使其诱导成骨能力发生着从无到有、从弱到强的变化。但是骨诱导活性的优化并非仅仅依靠结构设计就能达到目的，因为磷酸钙陶瓷的物理化学性质同样也会影响其在体内的生物活性。因此，磷酸钙陶瓷结构设计需要“因地制宜”地与其自身的物理化学性质“完美契合”，以获得佳的骨诱导活性。
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脱钙牙基质与成骨细胞的生物相容性
背景:目前研究广泛的骨诱导材料为骨诱导蛋白及其载体,但来源有限,制备工艺复杂.脱钙牙基质是一种富含多种骨诱导蛋白及其载体的天然复合产物,被认为是应用前景很大的同种异体骨移植替代材料.目的:实验将MC-3T3成骨细胞与脱钙牙基质进行联合培养,通过测定成骨细胞的增殖情况和碱性磷酸酶活力评估脱钙牙基质的生物相容性.设计、时间及地点:随机分组设计,对比观察实验,于2007-11/2009-05在兰州大学口腔医学院和广州市荔湾区口腔医院完成.材料:脱钙牙本质基质由深圳市创博生物制品发展有限公司提供;羟基磷灰石由南京埃普瑞纳米材料有限公司提供.方法:将羟基磷灰石和脱钙牙基质粉末各0.1 g加入24孔板,每种样品平均3孔,加入对数生长期MC-3T3成骨细胞,培养2,4,6 d后,采用MTT法计算细胞增殖数,采取酶联免疫法检测细胞碱性磷酸酶活性.主要观察指标:脱钙牙基质对成骨细胞增殖及碱性磷酸酶活性的影响.结果:脱钙牙基质组细胞增殖数明显高于羟基磷灰石组,随培养时间延长各组细胞碱性磷酸酶活性都有所增加,脱钙牙基质组碱性磷酸酶活性高于羟基磷灰石组,差异有显著性意义(P<0.05).结论:脱钙牙基质能够提高成骨细胞的黏附和增殖能力,促进成骨细胞的生长,具有较好的生物相容性.
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不同骨移植材料骨诱导活性的研究现状
目前因创伤、肿瘤或骨病等原因造成骨缺损的病人越来越多.临床上对大范围骨缺损的修复治疗仍是一个难题.骨移植是人类几个世纪以来不断深入研究和探索的重要课题,而产生骨诱导作用又是任何一种骨移植术的主要目的.直到今日,对采用何种材料、以何种方式进行骨移植,如何才能发挥植入材料骨诱导作用的大效应等问题仍需进一步深入研究.本文针对目前临床上应用的不同骨移植材料:自体骨移植、同种异体骨移植、异种骨移植、及人工合成的骨替代物,从种类来源、作用机理和保存方法等方面对其骨诱导活性进行对比探讨作一综述.
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复合骨形成蛋白生物膜促进牙周组织再生的实验研究
骨形成蛋白(bone morphogemic protein以下简称BMP)自问世以来在诱导骨形成方面显示出了巨大的优越性,因此受到了广大学者的重视.BMP是一种具有骨诱导活性的多肽生长因子.但由于在体内吸收快,无支架和填充作用,给其应用带来不少困难.所以有关BMP载体问题逐渐被人们所重视.硫酸钙盐生物膜是一种生物降解膜,有良好的生物相容性和骨引导活性,它可创造一个屏障环境,阻止结缔组织生长.因此我们采用硫酸钙盐生物膜作为BMP的载体.为探讨BMP复合硫酸钙盐生物膜促进牙周骨缺损的再生和修复,设计了本实验.
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骨形态发生蛋白-4的研究进展
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)属转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)超家族成员,是1965年由Urist等首先从脱钙骨基质提取物中分离得到的一种具有独特异位骨和软骨诱导活性的酸性蛋白质.
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珊瑚复合人工骨研究进展
自1971年人们发现海珊瑚具有与人骨相类似的孔隙结构[1],开始应用原始珊瑚碳酸钙作为植骨材料.20多年以来,经许多学者的多种研究证实,珊瑚人工骨是一种良好的骨代用品[2～6],目前已知它具有良好的生物相容性及骨引导作用,并有生物降解性,其多孔结构有利于宿主骨组织和血液,纤维组织长入,与骨组织有较强的亲和性,无排异反应.但珊瑚骨质地脆,吸收快,在骨缺损处只具有支架和骨引导作用,而无骨诱导能力,单纯珊瑚植入机体后有一定的体积丧失,对于较大的骨质缺损,仅用珊瑚难以达到完全修复,因此近年来有的学者将珊瑚与其它材料进行复合移植,以获得一种同时具备骨诱导活性和骨引导活性的新型材料,并对这种复合植骨材料的骨诱导作用和骨缺损修复效果进行了大量实验和临床研究.本文拟就近年来这方面的研究进展作一概述.
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骨形成蛋白作盖髓剂的探讨
早在1965年,Urist[l]报道脱钙骨基质可诱导异位骨内外组织的间充质细胞分化形成新骨.此后,Urist等在这方面做了大量的研究,并已分离出了一种具有这种骨诱导活性的蛋白--骨形成蛋白,又称骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Pro-tein,BMP).目前已在兔、鼠、牛、猴等动物及人的骨基质中、牙本质基质中和小鼠及人的骨肉瘤中发现了这种蛋白成分.目前已发现了15种BMP,除BMP-1外,其余都属于转化生长因子(TGF-β)超家族的成员.研究发现,BMP是通过与细胞表面受体结合发生作用的,其I型和Ⅱ型受体是跨膜的丝氨酸或苏氨酸激酶,它与膜上配体结合形成受体复合体从而传递信号.现已标记出7种不同的工型丝氨酸或苏氨酸受体,称为苯丙酸诺龙受体样激酶ALK1-6.另外,亦已分离出BMPⅡ型受体[2].
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骨形成蛋白-7的诱导成骨作用
1965年Urist报道了用脱钙骨基质可以诱导异位宿主的间充质细胞分化成新骨,后来又分离出具有骨诱导活性的蛋白质--骨形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)[1～4].1990年,Ozkaynak[5]对从牛成骨蛋白提取物中分离出的3种TGF-β家族的同序物进行分析时,发现其中的一种是一新的蛋白,命名为成骨蛋白-1(osteogenetie protein,OP-1)(另外2种是BMP-4和BMP-3).同年,Celeste[6]也从牛骨中筛选出一种蛋白,命名为BMP-7,并以该蛋白eDNA序列片段为探针筛选出人BMP-7基因.
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三种骨移植材料的骨诱导活性对比实验研究
[目的]通过对人工骨硫酸钙(CS)、同种异体和异种脱矿骨(DBM)3种骨移植材料异位诱导成骨效应的观察,比较其骨诱导活性优劣,为临床选择合适的骨移植材料提供参考依据.[方法]采用大鼠股部肌袋内埋植实验.选择成年斯普拉大鼠共36只,随机分成A、B 2组,每组18只.A组左侧植入cs(A1),右侧植入同种异体DBM(A2);B组左侧植入异种DBM(B1),右侧不植入任何材料行空白对照(B2).通过异位诱导成骨实验,在植入后2、4、6周取材作大体、组织形态学观察及碱性磷酸酶(ALP)和钙离子生化测定,对不同材料的骨诱导活性进行评价.[结果]术后2周,2种DBM被纤维组织包裹,可观察到DBM骨片周围间充质细胞聚集;4周时可见软骨细胞、成骨细胞形成;6周时有类似软骨基质样物质形成;ALP和钙离子含量在各时间段均高于对照组,说明2种DBM具有骨诱导活性,其结果差异具有供体依赖性.而CS降解吸收快,炎症反应轻,未见诱导成骨现象.[结论]2种DBM具有骨诱导活性,同种异体DBM较好,异种DBM次之,供体的差异性和DBM的制备可影响其在体内的骨诱导活性.CS生物相容性较好,是可供选择的骨修复填充材料.
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两种制剂BMP-7的骨诱导活性比较
目的通过试验评价选用不同载体的骨形成蛋白-7(BMP-7)的骨诱导活性.方法选择成年雄性昆明小鼠随机分为三组,其中实验组选用的BMP-7载体为PLA(聚乳酸)和PLA/明胶和对照组为只采用PLA.通过异位成骨实验,对不同制剂BMP-7的骨诱导活性进行分析评价.结果及结论从试验小鼠骨骼Ca含量测定结果可以看出,BMP-7/PLA/明胶组可较早的出现骨诱导活性,且BMP-7/PLA/明胶组比BMP-7/PLA组效价高.
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脱钙骨基质骨诱导活性评价方法的研究进展
脱钙骨基质(DBM)不仅是较理想的骨组织工程支架材料,还具有骨诱导性,能在骨原位和异位诱导新骨形成,临床上用其修复骨缺损的成功报道较多.但目前国内大部分医院应用DBM之前不检测骨诱导活性,故不能评价DBM的成骨能力.且有研究表明[1],DBM的骨诱导活性受多种因素影响,如供体的年龄、性别、植入部位、制备方法、颗粒大小、几何形状、储存条件等,因此,不同DBM的骨诱导活性差异很大,而其强弱将影响新骨的形成量.现对DBM骨诱导活性的两种评价方法作一综述.
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提取并部分纯化bBMP促进节段性骨缺损愈合的定量组织学研究
目的从小牛骨基质中提取并部分纯化bBMP,以促进节段性骨缺损的愈合.方法通过SDS-PAGE电泳及生物活性鉴定实验,证实bBMP保留了其活性蛋白成分,具有良好的骨诱导活性.在此基础上,合成一种新型复合人工骨材料即HA-bBMP-Co,用以整复家兔尺骨中段1.5 cm节段性骨缺损,并对缺损区新骨生长量进行定量组织学测定.结果 HA-bBMP-Co复合人工骨植入整复节段性骨缺损,其新骨生长量明显高于同期HA-Co复合人工骨组(P＜0.01).结论 HA-bBMP-Co复合人工骨能有效地促进节段性骨缺损的愈合,是一种具有良好应用前景的骨替代材料.
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同种异体大块髂骨重建自体大块髂骨供骨后骨缺损的研究
骨不连、骨缺损的治疗是骨科医生常面临的一个问题.自体骨因兼有骨诱导活性和骨传导作用,且具有成骨作用的骨髓细胞,成骨效果好,故目前仍是植骨的"金标准"[1].
