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藻酸钙凝胶作为微小颗粒骨载体的实验研究
目的:通过将藻酸钙凝胶、自体微小颗粒骨复合构建可塑形组织工程骨,探索一种新型、复合型骨缺损修复材料,为临床骨缺损的修复提供一种新的方法及理论依据.方法:随机将36只日本大耳白兔分成4组,并于两侧桡骨干处造成1.5cm缺损.A组,植入以藻酸钙凝胶为载体的自体微小颗粒骨;B组,植入自体微小颗粒骨;C组,植入藻酸钙凝胶;D组,不植入任何物质的空白组.术后4周和8周分别行大体观察,X线摄片,组织学观察及术后8周行生物力学测定.结果:4周和8周通过大体,X线片以及组织学观察的结果显示A,B,C组骨缺损区均得到了的修复,但A组在成骨速度,骨再生量,再生髓腔结构等方面均优于B,C组.8周的生物力学实验显示:3点弯曲试验结果表明A组强度极限值明显高于B,C组,差异经统计学分析有显著性意义(P<0.05).D组则不能产生骨性愈合.结论:藻酸钙凝胶可作为微小颗粒骨的载体.以藻酸钙凝胶为载体的自体微小颗粒骨成骨量多,质量好,骨的机械强度高,修复骨缺损的能力较单纯自体微小颗粒骨和单纯藻酸钙凝胶强.
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藻酸钙凝胶复合骨形态发生蛋白、红骨髓异位诱导成骨的实验研究
目的 探讨骨形态发生蛋白、自体红骨髓及藻酸钙凝胶复合物的制备方法及其诱导成骨活性.方法 在大白鼠股后肌群分别注入CaAG-BMP-RBM、CaAG-BMP、CaAG,按1、2、4周三个时间点进行大体标本、组织病理学观察及AKP检测,比较各组间诱导成骨活性.结果 CaAG-BMP-RBM组凝胶复合物有较多的新生软骨和骨形成,AKP活性各组比较显示CaAG-BMP-RBM组强,且于第2周高.结论 CaAG-BMP-RBM复合物具有良好的诱导成骨能力.
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骨髓间充质干细胞、肌样细胞藻酸钙复合凝胶在压力性尿失禁大鼠尿道周围的成肌效应研究
目的 探索骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)藻酸钙复合凝胶与经5-氮杂胞苷诱导的肌样细胞藻酸钙复合凝胶在压力性尿失禁(stress urinary incontinence,SUI)大鼠尿道周围的成肌效应.方法 SD大鼠BMSC体外分离、培养、鉴定；用5-氮杂胞苷诱导生成肌样细胞；2％藻酸钠与1％氯化钙溶液以5∶1体积比配制藻酸钙凝胶,分别与BMSC和肌样细胞复合用于微量注射.72只6周龄雌性SD大鼠建立SUI模型后分为BMSC凝胶组、肌样细胞凝胶组、单纯凝胶组和空白对照4组,每组再分为3小组,于膀胱颈尿道移行部黏膜下肌层注射相应的复合凝胶.4周、8周时取各组大鼠尿道横截面进行HE染色、荧光示踪照相以及结蛋白、α-横纹肌动蛋白(α-SMA)染色检查. 结果 获得的BMSC第3代细胞表面细胞因子抗体CD29阳性率为89.4％、CD34为3.3％、CD45为2.5％、CD105为46.0％,荧光示踪照相见第3代培养细胞表达强绿色荧光.BMSC凝胶组和肌样细胞凝胶组4周、8周时,凝胶边缘血管长入并逐渐增多,荧光示踪BMSC聚集于新生血管周围,肌样细胞呈长梭形样生长,结蛋白、d-SMA明显阳性表达. 结论 BMSC、肌样细胞藻酸钙复合凝胶在大鼠SUI实验模型的微环境中具有向肌细胞分化的潜力.BMSC直接体内微环境诱导分化与5-氮杂胞苷体外诱导形成肌样细胞后植入体内微环境继续分化,短期结果无明显差异.
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可注射藻酸盐支架与人骨髓基质干细胞的体外复合培养
背景:目前可注射组织工程骨的研究主要限于动物实验,若人骨髓基质干细胞与藻酸盐生物相容性良好,可注射组织工程骨将是极具前途的临床治疗手段.目的:体外观察人骨髓基质干细胞与可注射支架藻酸钙凝胶的生物相容性.方法:实验组将第2代人骨髓基质干细胞与藻酸钙凝胶复合培养,对照组单纯接种骨髓基质干细胞.倒置相差显微镜、扫描电镜观察各组细胞形态及增殖情况,MTT法半定量检测细胞增殖情况.结果与结论:倒置显微镜下见实验组细胞生长良好,与对照组无明显差异.扫描电镜见骨髓基质干细胞在藻酸钙表面贴附、增殖良好,第6天时细胞已跨越微孔表面或向孔内生长.MTT法显示与对照组相比,实验组细胞增殖能力不受影响.结果初步表明藻酸钙与人骨髓基质干细胞体外生物相容性较好.
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藻酸钙万古霉素凝胶预防骨感染:不同给药途径影响药效吗?
背景:目前对骨感染的预防及治疗往往为全身用药,局部清创后静点抗生素预防及治疗骨感染,但局部血药浓度有限,全身不良反应较大,因此局部用药成为目前研究热点,其研究重点是寻找一种生物相容性较好,又可缓慢释放抗生素的载体.目的:探讨藻酸钙凝胶复合万古霉素预防骨感染的能力,同时以万古霉素肌肉注射及磷酸三钙复合万古霉素植入造模区进行对照.方法:以60只健康成年新西兰白兔为实验对象,各组右侧胫骨采用胫骨髓腔注射金黄色葡萄球菌的方法诱导骨髓炎生成,造模后全身用药组给予肌注万古霉素(0.03 g,2次/d,共4 d),磷酸三钙组放置1 g磷酸三钙与0.1 g万古霉素复合体填充于造模区,骨蜡封闭,缝合,藻酸钙凝胶组局部造模后放置万古霉素藻酸钙凝胶.分别于术后4,8周进行大体观察,放射影像,组织学分析.结果与结论:术后全身用药组以及磷酸三钙组大部分出现局部肿胀,并出现局部窦道、渗出.全身用药组及磷酸三钙组病理切片见大量淋巴细胞以及部分死骨,并可见部分脓腔.藻酸钙凝胶组其组织学和大体观察均无骨髓炎表现.提示复合万古霉素藻酸钙凝胶预防骨感染效果优于局部给予磷酸三钙复合万古霉素以及全身应用万古霉素.
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藻酸钙凝胶复合骨形态发生蛋白复合大鼠红骨髓对异位诱导成骨活性的影响
背景:红骨髓中的骨髓基质细胞是骨的非特异性生长因子,是骨形态发生蛋白的靶细胞,具有骨诱导作用和自身成骨作用;可注射性藻酸钙凝胶属于凝胶态可降解生物材料,其组织相容性好,为成骨、成软骨细胞的增殖、附着提供支架,有利于新生毛细血管的增殖.目的:制备骨形态发生蛋白、自体红骨髓及藻酸钙凝胶复合物,观察其诱导成骨活性的影响.设计:随机对照动物实验.单位:深圳市人民医院骨科,华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科.材料:实验于2002-02/2003-02在深圳市人民医院完成,选用27只纯种SD大鼠,雌雄不拘,体质量(200±20)g,购于解放军第一军医大学动物实验中心,骨形态发生蛋白购于解放军第四军医大学附属西京医院.方法:随机摸球法将大鼠分为3组:藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓组、藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白组及藻酸钙凝胶组,每组9只,藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓组大鼠在麻醉后,取已制备的藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白复合物0.4 mL,于股骨大粗隆处抽取红骨髓0.1 mL.加入藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白复合物,搅拌混合后用注射器注入股后肌肉中,藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白组及藻酸钙凝胶组双侧肢体股后肌群分别植入藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白复合物及单纯藻酸钙凝胶.①术后观察动物麻醉后苏醒、切口愈合、饮食、活动情况,同时观察植入物的大小、硬度及血管分布情况.②分别在造模后1,2,4周3个时间点进行指标检测,每个时间点3只大鼠,取出标本切片进行光镜下观察及碱性磷酸酶活性的测定.主要观察指标:①术后动物一般观察及植入物大体观察.②组织病理观察.③碱性磷酸酶活性测定结果.结果:纳入SD大鼠27只,麻醉4～6 h后完全清醒,可正常进饮食;24 h切口无血肿、可正常活动;72 h切13无感染征象;2周后切13完全愈合、缝线脱落;全部27只大鼠切口均Ⅰ期愈合,均进入结果分析.①植入物标本大体观察:藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓、藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白组1周时植入物体积无减少、有血管长入;2周时质地较硬,切面呈灰白色,有骨样组织沉积;4周时有大量血管长入,有大量骨样组织沉积,质地较硬.②组织病理观察结果:藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓组1周可见大量间充质细胞聚集,骨母细胞及软骨母细胞增生活跃;2周软骨细胞趋于成熟,有软骨样基质及骨样基质;4周骨细胞多见,有编织骨形成,较其他两组成骨多.③碱性磷酸酶活性:植入后1,2,4周,藻酸钙凝胶组分别为(0.179±0.018),(0.058±0.017),(0.027±0.018)IU/g,低于藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓组[(0.922±0.226).(1.169±0.249),(0.431±0.081)IU/g,P＜0.01],植入后1,4周,藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白组活性分别为(0.447±0.015),(0.276±0.081)IU/g,低于藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨骨髓组(P＜0.05).结论:藻酸钙凝胶-骨形态发生蛋白-红骨髓复合物具有稳定而持久的诱导成骨活性作用.
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藻酸钙凝胶复合骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨极量缺损
背景:课题组前期已经发现藻酸盐凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能在体内形成软骨,并能稳定分泌Ⅱ型胶原.目的:在前期工作的基础上,观察藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物修复大鼠颅骨极量缺损的效果.设计、时间及地点:配对对照观察实验,2004-01/2008-02在四川大学口腔疾病研究国家重点实验室完成.材料:将1.2%藻酸钠与骨髓间充质干细胞混匀后滴入氯化钙溶液,制备藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体.方法:SD大鼠24只,在其颅骨两侧各做一直径5 mm的极量全层骨缺损,随机植入藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合体(实验侧)及无细胞的藻酸钙凝胶(对照侧).在术后4周和8周分别处死12只动物,取缺损植入处进行检测.主要观察指标:X射线检测成骨情况,苏木精-伊红染色及改良Masson三色染色观察组织学变化,透射电镜观察超微结构,同时进行Ⅰ型和Ⅲ型胶原免疫组织化学检测.结果:24只SD大鼠均进入结果分析.X射线榆测发现,与对照侧相比,实验侧缺损的边缘有明显钙化密度增高表现.组织学、免疫组织化学检测均显示藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物中形成的组织呈现出交织状骨组织学特征,新骨量多而且结构酷似成熟骨.结论:藻酸钙凝胶/骨髓间充质干细胞复合物能用于修复颅骨极量骨缺损.
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利用藻酸盐与骨髓间充质干细胞及前列腺癌细胞混合培养:观察干细胞对癌细胞增殖速度及成簇大小的影响
背景:肿瘤外环境研究的模型主要集中在实验室细胞的二维培养与体外动物实验,缺乏三维立体模型的研究与构建.目的:体外模拟肿瘤骨转移的三维模型,并比较在有无骨髓间质干细胞时前列腺癌细胞的增殖速度与成簇大小以及成簇率.方法:清洁级SD大鼠2只用于提取骨髓间质干细胞.利用藻酸盐模拟骨髓微环境,将前列腺癌细胞与SD大鼠骨髓间质干细胞在藻酸钙中共培养.通过显微镜与组织切片观察细胞在模型中的生长情况.利用绿色荧光蛋白转染肿瘤细胞,通过培养在普通光及荧光显微镜下观察三维模型中肿瘤单克隆的生长扩增情况.结果与结论:有干细胞存在共培养的三维藻酸钙微环境中前列腺癌细胞的成簇速度、数量及成瘤率均较对照组高.对照组在7.75 d、有干细胞的混合培养组在6.00 d能形成单克隆细胞簇, 10 d后对照组瘤簇细胞计数为(95.13±11.63)个;有干细胞的混合培养组为(112.53±14.67)个,荧光细胞克隆形成率对照组为(77.10±6.85)%;有干细胞的混合培养组为(64.55±6.21)%;两者相比均有显著性意义.结果提示前列腺癌细胞与骨髓基质干细胞在藻酸钙微球环境中,有利于细胞增殖及成簇性发展.
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骨髓间充质干细胞藻酸钙移植物与复合降解膜修复皮肤缺损
背景：一直以来学者们认为皮肤移植是修复大面积组织缺损有效的方法，但都存在供体来源限制和免疫排斥反应等问题，因此，加速真皮的构建在皮肤组织工程中极为重要。
目的：观察骨髓间充质干细胞藻酸钙凝胶、碱性成纤维细胞生长因子复合缓释降解膜修复皮肤缺损的效果。
方法：新西兰大耳白兔15只，取其自体髂骨骨髓，体外分离出骨髓间充质干细胞进行培养、扩增、传代并纯化备用；制作皮肤全层缺损模型3处，随机植入自体骨髓间充质干细胞藻酸钙凝胶、碱性成纤维细胞生长因子复合降解膜(实验组)，自体骨髓间充质干细胞藻酸钙凝胶(对照1组)，不含骨髓间充质干细胞的藻酸钙凝胶(对照2组)，术后均用羊膜覆盖创面。术后7，14，21 d取新生创面组织，进行苏木精-伊红染色、免疫组织化学染色及图像分析仪测定。
结果与结论：实验组皮下真皮组织增生明显，其成纤维细胞、血管及胶原纤维较多，特别是术后14，21 d表皮增生较快，其覆盖范围较大，术后21 d，新生表皮大多重建呈多层结构，明显优于对照1组和对照2组。由此可见，骨髓间充质干细胞藻酸钙凝胶和碱性成纤维细胞生长因子复合降解膜植入皮肤缺损局部，加速了真皮组织的再生修复，从而促进表皮的再生和重建。 -
降钙素基因相关肽诱导藻酸钙凝胶复合脂肪干细胞的成骨细胞分化
背景：降钙素基因相关肽已被证实具有诱导成骨细胞分化作用，但其是否可使三维培养下的脂肪干细胞向成骨细胞分化构建组织工程骨的相关报道少见。
目的：探讨外源性降钙素基因相关肽诱导兔脂肪干细胞复合藻酸钙凝胶三维培养成骨分化的可行性。
方法：取新西兰兔双侧腹股沟区皮下脂肪垫，Ⅰ型胶原酶消化离心贴壁法分离培养脂肪干细胞，取第3代与海藻酸钠混合制备凝胶，于24孔板分组培养：对照组加入含10-2 mol/Lβ-甘油磷酸钠、10-7 mol/L地塞米松、50 mg/L抗坏血酸、体积分数10%胎牛血清的DMEM/F-12骨诱导培养基，实验组在此基础上再加入1.5μg/L降钙素基因相关肽进行诱导培养。于诱导不同时间点MTT法检测细胞增殖，RT-PCR法检测诱导细胞Ⅰ型胶原和骨钙素mRNA的表达，并检测碱性磷酸酶及钙离子浓度。
结果与结论：兔脂肪干细胞的增殖曲线呈“S”型，实验组诱导1，3，5，7，14，21 d 的 A 值高于对照组(P<0.05)；诱导2周后两组细胞碱性磷酸酶、茜素红染色均阳性，但实验组钙结节较对照组明显增多。实验组诱导7，14 d的Ⅰ型胶原和骨钙素mRNA表达均强于对照组。实验组诱导1，2，3，4周的碱性磷酸酶活性及钙离子浓度均高于对照组(P<0.05)。结果表明降钙素基因相关肽能诱导复合藻酸钙凝胶的脂肪干细胞向成骨细胞分化。 -
自体骨髓基质干细胞及可注射藻酸钙凝胶联合Mosaicplasly技术修复山羊膝关节股骨头大面积缺损
背景:目前修复软骨缺损的方法都存在修复组织数量不足,生物力学性能不佳,整合不良及供区并发症等缺陷.对于大面积的骨软骨复合缺损单独应用一种方法尚显不足.目的:观察组织工程方法复合Mosaicplasty技术用于修复大面积骨软骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2009-01/09在青岛大学医学院中心实验室完成.材料:体外培养并扩增健康成年雄性山羊的骨髓基质干细胞,收集约3×10~7细胞,加入1 mL藻酸钠溶液重悬形成骨髓基质干细胞一藻酸钙凝胶材料.方法:12只山羊用于制各膝关节股骨髁大面积骨软骨缺损模型,骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组使用自制Mosaicplasty器械,植入直径2 mm骨软骨柱镶嵌充填缺损,以自体骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶填充残余缺损和部分供区.Mosaicplasty组单纯用Mosaicplasty修复骨软骨缺损.对照组单纯制造缺损不修复.主要观察指标:①大体观察:术后4,8,16周分别切开关节观察修复效果.②组织学检查:术后16周取修复组织标本,行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色光镜下观察.③电镜观察:取16周修复组织行透射电镜检查.结果;术后16周时骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组移植物固定牢固,关节面平滑,移植物间界限消失,新生软骨组织类似于正常软骨,4-16周修复效果逐渐改善,优于其他各组.光镜观察细胞-凝胶新生软骨组织与移植软骨结合紧密,新生软骨细胞排列规整,细胞外基质分布均一.对照组无明显修复.透射电镜观察发现修复新生组织中细胞形态类似软骨细胞,细胞存在于排列紧密的纤维网格中,基质丰富.结论:使用自体骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶材料复合Mosaicplasty技术可促进骨软骨整合,改善其修复效果.
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MSC/rhBMP-2结合藻酸钙凝胶治疗激素性股骨头坏死的研究
目的:探讨自体MSC与rhBMP-2结合藻酸钙凝胶治疗激素性股骨头坏死的疗效及其促进成骨和新生血管的作用.方法:将新西兰大白兔40只进行激素性股骨头坏死模型制备后,随机的方式分成A、B、C、D、E、F6组,A组:激素性股骨头坏死组;B组:单纯减压组;C组:减压后植入MSC;D组:减压后植入MSC及rhBMP-2;E组:减压后植入MSC及藻酸钠悬液及氯化钙溶液;F组:减压后植入MSC/rhBMP-2和藻酸钙凝胶在坏死股骨头内.术后第4周及第8周各组兔子行X线检查,然后处死兔子取股骨头行常规组织学染色进行评估.结果:在8周时,F组的标本股骨头坏死钻孔处有大量的成骨细胞和新生血管产生,经分析统计,F组与其他组比较骨陷窝阳性数和血管数目差异(P＜0.05)具有统计学意义.结论:MSC/rhBMP-2和藻酸钠悬液及氯化钙溶液治疗激素性股骨头缺血性坏死,通过诱导MSC转化为成骨细胞,既修复骨还促进血管生成,有利于改善早期坏死股骨头血运行,MSC/rhBMP-2结合藻酸钙凝胶治疗激素性股骨头坏死有较好应用前景.
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藻酸钙凝胶治疗压力性尿失禁大鼠的漏尿点压力变化
目的:通过注射藻酸钙凝胶至压力性尿失禁(stress urinary incontinence,SUI),观察大鼠近端尿道尿动力学变化,为其治疗压力性尿失禁的提供实验依据.方法:采用横断双侧阴部神经及盆底神经肌支建立压力性尿失禁的大鼠模型.雌性SD大鼠28只,分为4组:N组为正常对照组；C组为假手术组,暴露双侧阴部神经及盆底神经肌支但不切断；H组为对照组,切断双侧阴部神经及盆底神经肌支；M组为实验组,切断双侧阴部神经及盆底神经肌支,并在切断后2周注射藻酸钙凝胶20 μL于大鼠尿道移行部黏膜下肌层.注射后1周,检测各组鼠漏尿点压力(leak point pressue,LPP),注射后4周和8周,H组、M组鼠增加检测各1次.结果:N组、C组、H组、M组鼠1周后LPP分别为(46.00±4.02)cm H2O、(47.00±4.50)cmH2O、(30.67±6.24)cmH2O和(36.20±8.47)cmH2O；H组漏尿点压力明显低于N组、C组、M组(P＜0.05).H组与M组在1、4、8周的LPP均有显著差异(P＜0.05).M组鼠4、8周尿道横截面HE染色均见凝胶注射区域,体积无显著差异.结论:藻酸钙凝胶注射鼠近端尿道后能提高LPP,并在一定时间内维持稳定,其可能成为治疗压力性尿失禁的有效方法.
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胶原蛋白膜包裹藻酸钙凝胶/骨髓基质细胞/BMP-2复合体修复兔桡骨缺损
[目的]探讨在外源性生长因子(BMP -2)作用下,使用胶原蛋白膜包裹经体外培养扩增的骨髓基质干细胞(BMSCs)与藻酸钙凝胶形成的复合物修复骨缺损的可行性.[方法]选用成年新西兰白兔36只.手术造成两侧桡骨标准缺损后,左侧植入复合体,右侧空白对照.取自体BMSCs,经体外分离培养扩增后,与BMP -2、藻酸钙凝胶及胶原蛋白膜形成复合体修复骨缺损,于2、4、8、12周时行大体、X线片、免疫组织化学观察.[结果]整个过程中可见实验组缺损区新生骨组织增殖明显、持续时间较长,且无过量的结缔组织生长；X线早期可见连续性骨痂通过缺损区,分布均匀；免疫组织化学可见多个成骨中心,骨小梁排列有序,成熟骨替代完全,BMP分布持续时间长,且在新骨组织中分布范围大.[结论]复合体能修复骨缺损,并且能够阻挡周围软组织进入缺损区,为新骨生长提供空间；同时作为BMP的载体,能减少外溢,提高其疗效.
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碱性成纤维细胞生长因子缓释系统促进颌面部骨折愈合的实验研究
目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)缓释系统加速兔下颌骨骨折愈合的作用和机理.方法:采用32只成年新西兰兔制备下颌骨线形骨折模型,实验组骨折处分别覆盖bFGF/胶原复合膜和bFGF/藻酸钙凝胶,对照组仅涂布50μg bFGF,空白对照组未加任何生长因子和缓释系统.术后2、4、8、12周行组织学和免疫组化检查.结果:bFGF缓释系统实验组骨折处新骨形成明显快于对照组,bFGF在骨折愈合8周后仍有高强度表达,骨折区有大量血管生成；空白对照组2周时bFGF有较弱的表达,4周后bFGF的表达不明显.bFGF/胶原复合膜组和bFGF/藻酸钙凝胶组实验组间成骨速度、血管形成量和bFGF的表达情况无显著差异,胶原的降解速度快于藻酸钙凝胶.结论:bFGF缓释系统能在骨折愈合期间持续释放bFGF生长因子,并加快下颌骨骨折的愈合速度,缩短骨折临床愈合时间,具有理想的临床应用前景.
关键词： 下颌骨骨折 碱性成纤维细胞生长因子 胶原膜 藻酸钙凝胶 药物缓释系统 -
藻酸钙凝胶/自体红骨髓修复骨缺损的试验研究
目的 研究藻酸钙凝胶/自体红骨髓修复骨缺损的效果,探索治疗骨缺损的新方法. 方法 新西兰白兔60只,分3组,每组20只,所有动物均建立左侧桡骨中段的骨缺损.A组采用藻酸钙凝胶/自体红骨髓修复,B组采用藻酸钙凝胶修复,C组设置空白对照.于术后4、8周各组10只兔子处死后分别行大体观察,摄X线片以及观察组织学情况.结果 藻酸钙凝胶植入后,局部未见红肿、积液、渗出等异常反应.A组缺损8周时被硬性组织所修复,X线片见A组骨缺损处有连续性骨痂通过.B组及C组缺损处修复组织较软,X线仍显示部分缺损,组织学观察A组缺损处为骨质替代,而B组及C组大部分为纤维组织替代. 结论 藻酸钙凝胶/自体红骨髓在体内有良好的成骨能力,可为治疗骨缺损以及骨不连提供一种新的植骨方法.
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BMP/藻酸钙凝胶缓释系统促进颌面部骨折愈合的实验研究
目的:本课题研究骨形成蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)/藻酸钙凝胶缓释系统对加速颌骨骨折愈合的作用和机理.方法:采用16只成年新西兰兔制备下颌骨线形骨折模型,实验组骨折处覆盖BMP/藻酸钙凝胶,对照组未加任何生长因子.术后2、4、8、12周行组织学和免疫组织化学检查.结果:实验组骨折愈合速度明显快于对照组,两组血管的检测没有明显差异,藻酸钙凝胶在12周时仍未完全降解.结论:BMP/藻酸钙凝胶缓释系统能在骨折愈合期间持续释放BMP生长因子,促进兔下颌骨骨折的愈合,缩短骨折愈合时间.
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低强度脉冲超声对同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔膝关节软骨缺损的影响
目的 探讨低强度脉冲超声(low intensive pulsed ultrasound,LIPUS)干预后的同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔膝关节软骨缺损的有效性. 方法 取8只2周龄新西兰白兔,采用机械法联合Ⅱ型胶原酶消化法分离双侧膝关节软骨细胞.取第3代细胞与1.2％藻酸钠溶液制成细胞悬液,调整细胞密度为5×106个/mL,制备软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物,并给予超声干预,参数为:中心频率1 MHz,脉冲重复频率1 kHz,超声强度60 mW/cm2,作用周期50,作用时间20 min,每天1次,共干预3d.取28～35周龄健康新西兰白兔18只,体重2.1～2.8 kg,随机分为超声凝胶组、普通凝胶组及模型组,每组6只.于3组实验动物双侧膝关节制备直径约3mm、深3mm的膝关节软骨缺损模型后,超声凝胶组、普通凝胶组分别于缺损区对应植入经超声干预及未行干预的软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物,模型组不作处理.术后观察实验动物一般情况,并于术后8、12周处死动物分别行大体观察、组织学观察及Wakitani组织学评分、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色观察. 结果 大体观察见超声凝胶组与普通凝胶组缺损区均逐渐被新生组织填充,但前者为透明软骨样组织,后者为灰白色软骨样组织,且前者表面平整度及组织整合程度均优于后者;模型组缺损区修复缓慢且新生组织弹性差.术后8、12周修复区组织学观察及Wakitani组织学评分示超声凝胶组优于普通凝胶组,两凝胶组均优于模型组,差异有统计学意义(P＜0.05);两凝胶组组内8周与12周间比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).术后8、12周,超声凝胶组及普通凝胶组Ⅱ型胶原染色阳性表达面积、吸光度(A)值均显著高于模型组(P＜0.05),两凝胶组术后12周时比较差异亦有统计学意义(P＜0.05).超声凝胶组组内8周与12周间比较,差异有统计学意义(P＜0.05);普通凝胶组及模型组两时间点间比较,差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 经LIPUS干预的同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔关节软骨缺损效果优于未干预的复合物.
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可注射性藻酸锶凝胶应用于骨组织工程的体外研究
目的 体外研究藻酸锶凝胶作为骨组织工程支架材料的应用潜力,为可注射骨组织工程支架材料的制备提供依据. 方法 制备2.0wt％藻酸钠溶液,分别与0.2 mol/L SrCl2及CaCl2胶凝液离子交联形成藻酸锶和藻酸钙凝胶,扫描电镜观察微观结构并测其压缩模量、溶胀率及降解率.采用全骨髓培养法分离培养兔BMSCs并鉴定,将第5代BMSCs分别接种于藻酸锶凝胶(实验组)和藻酸钙凝胶(对照组),观察其生长、黏附及增殖情况;两组凝胶来源的细胞成骨诱导后采用细胞化学法检测ALP活性,荧光定量RT-PCR检测成骨相关基因Osterix (OSX)、Ⅰ型胶原、Runx2 mRNA表达,茜素红染色、Von Kossa染色检测钙盐沉积情况,并设同法制备的藻酸钙凝胶来源的BMSCs作为空白对照组. 结果 藻酸锶与藻酸钙凝胶微观结构相似,均有均匀的孔隙结构;藻酸锶及藻酸钙凝胶压缩模量分别为(186.53±8.37)、(152.14±7.45)kPa,比较差异有统计学意义(t=6.853,P=0.002);溶胀率分别为14.32％±1.53％和15.25％±1.64％,比较差异无统计学意义(t=0.737,P=0.502);两种凝胶的体外降解性均较好,第20、25、30天藻酸锶凝胶的降解率明显低于藻酸钙凝胶(P＜0.05).BMSCs于两组凝胶中1～4 d时呈悬浮生长,之后逐渐黏附生长并形成大量细胞集落.三维培养第21天,实验组细胞的DNA含量为(4.38±0.24)g,显著高于对照组的(3.25±0.21)g(t=8.108,P=0.001).成骨诱导培养第12天,实验组ALP活性为(15.28±1.26)U/L,显著高于对照组的(12.07±1.12)U/L (P＜ 0.05).实验组OSX、Ⅰ型胶原、Runx2 mRNA相对表达量均高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).成骨诱导培养第21天,两组茜素红染色及Von Kossa染色均可见钙盐沉积,实验组的钙结节数量及磷酸盐沉积面积均显著高于对照组(P＜0.05). 结论 藻酸锶凝胶具有优良的理化特性,对BMSCs增殖及成骨分化有显著促进作用,可作为可注射骨组织工程支架材料.
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自体骨髓单个核细胞与藻酸钙凝胶修复激素性股骨头坏死的实验研究
目的 探讨自体骨髓单个核细胞与藻酸钙凝胶移植对激素性股骨头坏死的疗效及其促进成骨及血管化作用.方法 选用成年新西兰雄兔75只,造模型后,随机分为A、B、C、D 4组.A组不给予任何处理;B组在数字减影型X射线机(DSA)下用12号穿刺针减压;C组在DSA导视下穿刺注入0.5 ml的5×106的骨髓单个核细胞;D组用0.5 ml的5×106骨髓单个核细胞与藻酸溶液(方法同B,C组)注入股骨头内.术后4周及8周各组兔先行MRI扫描,之后处死动物取股骨头行常规组织学染色及用扫描电镜观察超微结构.结果 术后第8周,D组 MRI示低信号区明显缩小 ;组织病理学及扫描电镜表现空骨陷窝减少,成骨细胞多,新骨形成;D组空骨陷窝阳性数和微血管密度与A、B 和C组比较差异有统计学意义(P<0.05).结论 自体骨髓单个核细胞和藻酸钙凝胶移植对激素性股骨头坏死修复作用较为理想,并能够促进坏死区骨的再生和血管化.
