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异种脱蛋白松质骨修复兔桡骨缺损的研究
目的:观察自制异种脱蛋白松质骨(XDCB)修复兔桡骨骨缺损的可行性.方法:将自制XDCB植入新西兰兔桡骨大段骨缺损(14mm)模型中,分别于术后4、8、12、16w采用观察大体标本、X线、HE染色评价骨缺损修复效果.结果:X线片可见4w时材料密度较高；8w时材料与宿主骨接触处模糊；12w时材料与宿主骨接触部分区域密度接近宿主骨；16w时材料区密度接近宿主骨.组织切片观察可见XDCB植入后4w有新生软骨形成及未成熟的骨组织,可见软骨细胞、成骨细胞、胶原组织及较多的小血管,并可见多核巨噬细胞;8-16w连续观察可见新骨继续生成,巨噬细胞逐渐减少,但仍存在；XDCB逐渐降解吸收缩小,缺损两端间有新生编织骨生成,部分相互连接融合,部分改建为成熟的板层骨、骨小梁和髓腔结构.结论:自制XDCB有较好的生物相容性和骨传导性,可作为骨移植替代材料载体修复骨缺损.
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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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异种脱蛋白松质骨支架体内移植后血清T细胞亚群的变化
背景:研究提示异种脱蛋白松质骨可能成为一种极有实用价值的骨组织工程支架材料,但仍缺少细胞生物学及免疫学论证.目的:脱蛋白法制备骨组织工程用的异种松质骨支架,探讨其山羊体内移植后免疫学性能.方法:成年猪股骨远端松质骨,采用逐级脱蛋白方法去除异种骨中的抗原性成分.取6~8月龄雄性山羊8只随机分成2组,实验组双侧3、4横突间各植入脱蛋白松质骨2块.对照组植入相同数量未经处理新鲜松质骨.结果与结论:采用脱蛋白处理后的猪松质骨光镜下可见骨孔内无细胞、神经、血管和嗜酸性物质染色.脱蛋白松质骨中胶原类氨基酸含量高,与新鲜松质骨相比无明显差异,而酪氨酸、色氨酸和半光氨酸波峰消失.新鲜松质骨氨基酸含量为19.89%,脱蛋白松质骨氨基酸含量为18.06%.脱蛋白松质骨植入后各时间点CD3+、CD4+、CD8+、CD28+水平与植入前相比基本保持一致,植入4周后局部抗原免疫组织化学未见阳性表达.提示经脱蛋白处理后异种松质骨低免疫原性,植入体内后没有特异性抗体产生,具有良好的组织相容性.
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犬骨髓基质干细胞与异种骨复合修复自体尺骨缺损
目的:观察骨髓基质干细胞与异种脱蛋白松质骨复合修复尺骨缺损的可行性.方法:实验于2006-01在辽宁医学院附属第一医院外科实验室(省级重点实验室)完成.①实验材料:取12月龄健康杂种犬18只,体质量(15.0±2.2)kg.②实验方法:将所有动物的双侧尺骨制备成中断20 mm骨-骨膜缺损模型,骨髓基质干细胞与脱蛋白松质骨于体外复合培养后,将其植入其中16只犬的右侧缺损处作为实验组,左侧植入单纯脱蛋白松质骨作为对照组,另2只犬不植入任何材料为空白组.③实验评估:在4,8,12周分别行大体标本、扫描电镜和组织学观察,比较3组骨缺损修复的能力.结果:纳入健康杂种犬18只,均进入结果分析.4周时实验组支架材料部分吸收,植入物表面有纤维骨痂形成,对照组支架材料少量吸收,植入物表面有少量骨样组织形成;8周时,大体标本及组织学观察,实验组中的支架材料已完全降解,骨缺损部分修复,对照组中植入物两端少量新骨形成,材料中为纤维骨样组织;12周时,实验组骨缺损完全修复,对照组植入物两端有新骨包绕,与骨端连接紧密.12周时空白组骨缺损未修复.结论:利用体外扩增培养的骨髓基质干细胞与异种骨组合,具有较强的骨传导和骨诱导活性.
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脱蛋白松质骨作为异种骨移植材料的修复作用
背景: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,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,可能是一种新型骨移植材料.目的:介绍异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体的性能,以及其用于骨融合的作用.方法:分别以"异种脱蛋白松质骨、骨融合、载体",为检索词,应用计算机检索重庆维普(VIP)期刊全文数据库及Pubmed 数据库1998-01/2009-12有关文章,排除与研究目的无关和内容重复者,保留33篇文献做进一步分析.结果与结论:动物骨均有相似的生物材料结构和造型,较人工合成材料骨具有极好的细胞贴附性和细胞生长增殖环境.但由于异种骨移植时种属间的抗原差异,存在剧烈的免疫排斥反应,骨组织兼容性差,关键问题是植入体内免疫问题.如能克服免疫原性,异种脱蛋白松质骨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.
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异种脱蛋白松质骨支架与经诱导骨髓间充质干细胞的生物相容性
背景:研究证明脱蛋白松质骨具有良好的孔隙结构、生物可降解性和力学特性,但是应用于临床还要考虑其安全性.目的:观察片种脱蛋白松质骨支架与经诱导骨髓间充质干细胞的相容性以及对其生物学行为的影响.设计、时间及地点:体外观察实验,于2008 02/10在黑龙江省纤维化生物治疗重点实验帘完成.材料:取成年猪新鲜股骨远端松质部分,初制为3 cm×0.5 cm×0.5 cm大小.抽取山羊髂骨骨髓,梯度密度离心法分离提.纯骨髓间充质干细胞,传至第2代时换含1 × 107mol/L地塞米松、1×10-2mol/L β-甘油磷酸钠、100 mg/L维生素C的培养液进行成骨诱导.方法:无菌条件下将支架材料置入6孔板内,每孔1块,重复3孔.调整细胞悬液浓度为2×10.一,向每块支架滴加细胞悬液1 mL,培养5 h后将骨块翻面后沿6孔板内壁缓慢加入诱导培养液10 mL.另3孔接种相同数量细胞单纯培养做对照分析.主要观察指标:倒置相差显微镜F观察细胞贴附及基质分泌情况,MTT法分析种子细胞与支架复合培养1,3,5,7 d后的存活和增殖能力,复合培养1,3,5,7 d后检测碱性磷酸酶活性,流式细胞仪分析复合培养7 d后细胞周期、DNA倍体水平及细胞凋亡率.结果:复合培养3 d时接种于支架J二的细胞在孔隙内表而贴壁生长,并分泌较多的细胞外基质,复合培养5,7 d,细胞基质分泌旺盛,几乎充满支架孔隙.在各个时间点复合材料组骨髓间充质干细胞增殖峰值高于单纯培养组,但差异无显著性意义(P>0.05).复合材料组倍增时间为3d,单纯培养组为3.15d.各时间点两组碱性磷酸酶活性差异无显著性意义(P>0.05).两组细胞周期大致相同,未见异倍体细胞.结论:异种脱蛋白松质骨与骨髓间充质干细胞有良好的细胞相容性并促进细胞生长分化.
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异种骨支架材料的研制及相关表征
背景:异种脱蛋白松质骨因其来源广泛和独特的生物学特性使其有望成为较好的骨组织工程支架,不同处理方法可使其免疫原性和力学性能产生差异.目的:对异种脱蛋白松质骨的制备工艺及免疫学和力学性能进行论证.设计、时间及地点:对比观察实验,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:取成年猪新鲜股骨远端松质部分,所截取骨块内不含软骨及皮质骨成分,初制为3 cmx0.5 cm×0.5 cm大小,其长轴与所取松质骨骨小梁排列方向一致,取材各骨块的表观孔隙密度基本相同.方法:骨块于1:1氯仿甲醇液脱脂24 h,50℃蒸馏水震荡冲洗,体积分数为012的H202浸渍24 h.反复3次.将处理后的骨块蒸馏水于室温下浸泡透析24 h,烘干.主要观察指标:大体形态结构和组织学特点,氨基酸含量,生物力学性能.结果:经脱蛋白处理的松质骨立体空间结构并无大的破坏,由羟基磷灰石和胶原网架构成大小不等、相互交通、开放的孔隙和高度的孔隙间连接.材料中胶原类氨基酸与新鲜松质骨无明显差异,而芳香族氨基酸如酪氨酸、蛋氨酸波峰消失.脱蛋白松质骨弹性模量高于新鲜松质骨(P<0.05).结论:异种脱蛋白松质骨具有良好的孔隙与孔隙率,低免疫原情况下可以保持良好的力学性能.
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异种脱蛋白松质骨复合自体MSCs横突间成骨融合的作用
[目的]探讨异种脱蛋白松质骨(deproteinization bone,DPB)作为骨组织工程支架性能及其成骨作用.[方法]采用脱蛋白法制备异种松质骨支架,复合一定数量的自体骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)构建个体化组织工程骨.24只6～8个月龄雄性青山羊为受体制作脊柱L3、4横突间植骨模型.实验根据不同植入物分为3组:异种DPB复合一定数量的自体MSCs构建组织工程骨;单纯DPB;自体髂骨.各时间段通过手检、影像学、组织学以及机械性能测试并对比分析来评价其成骨性能.[结果]异种DPB保持了天然网架结构,与山羊MSCs具有良好的生物相容性.各组材料脊柱横突间融合情况:组织工程骨植入横突间组织学表现为多点成骨,融合效果良好,不同时间段影像学与自体髂骨组基本一致.单纯DPB植入组随时间推移大部材料吸收,仅桥接骨床部有少量骨痂生成.12周后各组融合强度组织工程骨组优于单纯DPB组而接近自体髂骨组.[结论]以异种DPB为支架复合一定数量自体MSCs构建组织工程骨,其成骨能力接近于自体骨.单纯DPB成骨能力差,不能作为骨移植材料.
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异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体性能研究
目的:研究探讨异种脱蛋白松质骨作为骨组织工程载体性能.方法:作者将取材于成年猪和山羊股骨松质骨通过理化方法制作成脱蛋白松质骨载体,并对载体形态结构、组成成分、载体与种子细胞粘附及生长增殖情况以及生物力学特性进行检测分析.同时将载体材料复合自体骨髓间充质干细胞和骨形态生长因子植入成年山羊横突间进行组织工程化成骨融合,观察成骨情况,并通过免疫酶组织染色方法检测异种脱蛋白松质骨的免疫原性.结果:脱蛋白松质骨具有天然网状孔隙结构,其无机成分为羟基磷灰石,有机成分为Ⅰ型胶原.力学性能保存良好,有良好的组织和细胞相容性,免疫原性检测阴性.异种与同种异体脱蛋白松质骨复合小BMP-2和MSCs成骨过程的组织形态计量学结果基本相同,移植材料植入体内后多点成骨,效果满意.结论:异种脱蛋白松质骨是一种良好的载体材料.
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异种脱蛋白松质骨载体的研究进展
单纯骨髓间充质干细胞植入体内成骨能力较低,主要原因是缺乏细胞载体,细胞易流失,不能在植入部位形成有效的细胞浓度[1].
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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.
