骨生长因子促进骨愈合的研究及展望

骨生长因子促进骨愈合的研究及展望７１００３２西安第四军医大学西京医院胡蕴玉关键词骨生长因子；骨折中国图书资料分类号Ｒ６８３骨愈合过程非常复杂，参与的细胞多，且不同愈合阶段有不同细胞参与；愈合过程中细胞基质钙化演变成骨组织，最后完成无瘢痕修复。细胞生物...

骨折愈合的分子生物学进展

骨折愈合是一个复杂的生理过程,涉及多种细胞和细胞因子的协同作用。骨科医师很有必要了解骨折愈合中发生于细胞和分子水平的现象,探讨骨折不愈合及延迟愈合的机理,俾能采取针对性的措施以促进骨折愈合。骨折愈合从组织学上可分为血肿炎症期、初始骨痂反应期、软骨形成期及骨形成和改建期。细胞、细胞外基质蛋白及生长因子等在此过程中发生的变化是骨折愈合分子生物学的主要内容。最近研究发现Hedgehog(Hh)家族作为一种分泌蛋白和信号分子在脊椎动物发育和骨折愈合过程中起一定的作用。除骨组织本身外,神经组织及其所含神经肽也参与骨折愈合。

“骨与关节十年”与中国

随着人类社会的发展和人口老龄化的进程,骨关节疾病已成为危害人类健康的严重疾患,其危害性日益受到世界各国的广泛关注。为了积极应对骨与关节疾病的严峻挑战、全面改善人类健康状况和提高生活质量,在联合国支持下建立了“骨与关节十年(Bone and Joint Decade 2000～2010,简称BJD)”国际性合作组织,得到世界上很多国家和地区的响应。2000年1月世界卫生组织(WHO)正式宣布实施“骨与关节十年”计划,2002年9月在巴西里约热内卢召开“骨与关节十年”国家协调员会议,回顾了BJD自发起以来所取得的成就并提出今后的工作重点。作者作为BJD中国协调员分别代表中国与亚洲在“骨与关节十年2000-2010全球宣言”上签字,大会还确定2003年“骨与关节十年”会议在中国北京召开。本文就“骨与关节十年”的缘起和发展,结合我国骨关节疾病的实际,从人口、医疗资源配置、骨关节疾病预防和监测、骨关节创伤、骨质疏松性骨折、类风湿性关节炎、腰痛等方面阐述了我国“骨与关节十年”的现状及发展;进一步大力推进我国“骨与关节十年”事业的发展必将对全面提高我国国民健康素质作出积极贡献。

骨关节创伤的修复与展望

本文论述了骨与关节创伤修复的新的复位、固定和康复治疗方法 ,骨形态发生蛋白 (BMP)促使骨再生的生物学治疗 ,展望了骨组织工程和基因治疗技术在骨关节创伤修复中的应用前景和尚待解决的问题。

快速成型的个体化人工半膝关节的研制——股骨髁的三维建模

目的 探讨由螺旋 CT扫描数据获取关节软骨表面轮廓信息的方法 ,为基于快速成型技术的个体化人工半膝关节研究奠定基础。 方法 采用 Picker 6 0 0 0螺旋 CT机对股骨远端进行层厚 1mm扫描 ,在 CT机 Voxel Q图像工作站进行三维容积重建 ,之后对重建数据间隔 0 .1mm下载二维断层图像。应用自行开发的数据格式转换软件 ,对下载图像进行滤波、去噪等处理 ,求出断面图像的二维边缘轮廓矢量化数据 ,输入 Surfacer 9.0软件进行矢量化三维重建。针对关节软骨轮廓的识别及假体设计的需要 ,提取出较精确的关节软骨表面轮廓三维图像 ,用于个体化人工半膝关节的计算机辅助设计。 结果 实现了 CT图像信息的矢量转换 ,获得了有关的关节软骨表面轮廓三维实体模型。 结论 由螺旋 CT数据进行关节软骨外形轮廓的矢量化重建 ,可获得精确的关节软骨轮廓三维实体模型 ,其可编辑性强 ,为复合大段异体骨移植的人工半膝关节假体计算机辅助设计和快速成型制造奠定了基础 ;对医学图像信息的矢量转换简便易行 ,在骨科。

人工骨的快速成形制造

应用组织工程材料制造的人工骨能够适时降解并诱导成形,而成为最理想的骨组织人工替代方法。采用快速成形(RP)技术制造人体骨,此法得到的人工骨在材料种类、微观组织结构和生理功能等方面均与人骨高度相似,而采用骨水泥,或含有烧结等步骤,将不具有这种相似性;人骨生长因子(BMP)的复合通过特殊处理,使之达到多维复合,并且具有缓释功效,大大有利于愈合。

磷酸钙骨水泥载药核心的块型重组合异种骨体内缓释及修复兔长段感染性骨缺损的研究

目的 寻找抗感染的块型重组合异种骨制备工艺简便的药物缓释方式 ,一期修复感染性长段骨缺损。方法 将载药的自凝固磷酸钙骨水泥 (calcium phosphate cement,CPC)分 4柱置入块型重组合异种骨 (massivereconstituted bone xenograft,MRBX) ,制成 CPC载药核心的块型重组合异种骨 (CPC- MRBX)。用 18只成年大白兔行体内缓释实验。按照术后 1、2、5、10、15、2 0、2 5、30和 35 d分为 9组 ,每组 2只。将 CPC- MRBX植入兔骶棘肌肌袋中 ,按各时间点测定动物的血药浓度 ,并从植骨处取软组织测定植骨区周围的药物浓度。动物模型采用兔股骨感染长段骨缺损模型 ,共 4 0只。外固定架位于膝上 1.5～ 2 .0 cm ,邻近截骨处的固定针距离截骨端 0 .5～ 0 .8cm,针道方向垂直于股骨前外侧面 ,并在植入材料后适当加压。实验组 (n=2 5 )用 CPC- MRBX修复 ,对照组 (n=15 )将自体骨段回植。术后观察动物饮食、活动和伤口的变化 ;在 4、8、16和 2 4周分别行影像学、组织学观察两组骨愈合情况。 结果 CPC- MRBX的制备过程在常温、常压下顺利完成 ,体内药物缓释实验显示组织中有效药物浓度可以维持 30 d左右 ,同时血药浓度无明显增高。动物模型的固定方法可靠 ,术后实验组动物一般情况可。术后 4 d动物能够正常站立 ,X线片示?

明胶-硫酸软骨素-透明质酸钠作为组织工程软骨支架的实验研究

目的探索明胶-硫酸软骨素-透明质酸钠多孔支架的制备方法和其作为组织工程软骨支架的可行性。方法光镜和扫描电镜观察-20℃、-80℃及液氮条件下冷冻抽真空干燥制备的明胶-硫酸软骨素-透明质酸钠支架的孔径、孔隙率、交通孔和密度;测定不同条件制备的支架材料与正常软骨的压缩载荷-形变曲线;分离、扩增兔骨髓基质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs),接种于不同条件制备的支架材料上培养,MTT检测MSCs在支架上的黏附率及多孔支架对细胞增殖功能的影响。结果在-20℃、-80℃及液氮条件下制备的支架材料具有疏松多孔结构,孔径依次为300±45μm、230±30μm和45±10μm,孔隙率为81%、79%和56%,密度为9.41±0.25μg/mm3、11.50±0.36μg/mm3和29.50±0.61μg/mm3;-80℃和液氮条件下制备的支架材料,力学强度接近于正常软骨;MTT测得细胞在-20℃、-80℃及液氮条件下制备的支架材料,黏附率分别为85.0%、87.5%和56.3%;可轻度促进MSCs增殖。结论-80℃条件下抽真空干燥制备的明胶-硫酸软骨素-透明质酸钠多孔支架,具有良好的孔径、孔隙率和抗压缩载荷能力,与MSCs具有较好的相容性,是软骨组织工程中的一种新型仿生支架材料。

碱性成纤维细胞生长因子增强人重组骨形态发生蛋白-2诱导成骨的调节机理

目的：对ｂＦＧＦ增强ｒｈＢＭＰ－２诱导成骨的调节机理进行探讨。方法：２１０只ＢＡＬＢ／ｃ小鼠随机分为３组，每组７０只，试验侧均位于右后肢。设立ｒｈＢＭＰ－２／牛松质骨载体、单纯牛松质骨载体为对照组，分别于术后１２ｈ～２１ｄ共１１个时间点取材，观察其诱导成骨过程。结果：ｒｈＢＭＰ－２／ｂＦＧＦ／聚乙烯吡咯啉酮／牛松质骨载体组在诱导间充质细胞增殖、分化，软骨细胞、新生骨形成方面均早于ｒｈＢＭＰ－２／牛松质骨载体组，成骨量优于ｒｈＢＭＰ－２／牛松质骨载体组，而单纯牛松质骨载体组在２１ｄ仅出现了少量增殖的间充质细胞。结论：ｒｈＢＭＰ－２和ｂＦＧＦ在诱导成骨调节中存在着协同作用。

异种松质骨移植抗原分布的免疫组化研究

异种骨作为自体骨移植的替代材料，具有取材广泛、价格低廉的优点，但在移植的种属间，抗原差别较大，异种骨移植后产生强烈的免疫排斥反应，最终导致移植失败，因此，限制了异种骨移植的临床应用〔１，２，３〕。与皮质骨相比，松质骨移植具有许多特点，首先它具有天然的...

兔骨关节炎两种动物模型的比较

[目的]探讨建立两种骨关节炎动物模型的效果及其适用条件。[方法]17只新西兰大白兔分为Hu lth模型组、韧带切除模型组及空白对照组。在手术建模后第1、3、6周取双侧股骨髁部,比较各组骨关节大体形态及病理变化。[结果]两模型组M ank in's评分显著高于对照组(P<0.05),关节软骨退变进行性加重。Hu lth模型组关节炎程度较严重,类似骨关节炎中晚期,韧带切除模型组类似骨关节炎早期或中期。[结论]Hu lth模型组和韧带切除模型组均能建立标准的骨关节炎动物模型。Hu lth模型组适用于外科手术治疗方面研究,韧带切除模型适合发病机理、药物治疗方面研究。

以纤维蛋白胶为载体复合BMP和bFGF的注射型骨修复材料诱导异位成骨的实验研究

目的 :了解以纤维蛋白胶 (Fibrinsealant,FS )为载体的注射型骨修复材料异位诱导成骨的作用 ,为其临床的应用提供实验依据。方法 :实验分组为 :实验组b (FS +bFGF+bBMP)、对照组b1(FS +bBMP)、对照组b2 (bBMP)、实验组r (FS +bFGF +rhBMP 2 )、对照组r1(FS +rhBMP)、对照组r2 (rhBMP)、对照组FS及空白对照组。将各组材料注射或植入小鼠肌袋内 ,采用放射学、形态学、碱性磷酸酶 (ALP)检测等方法对其成骨效应进行研究。结果 :在以bBMP为成骨因子的实验区中 ,实验组b具有高效的骨诱导活性 ,其成骨量显著高于对照组b1、对照组b2、对照组FS及空白对照组(P <0 .0 1) ;在以rhBMP 2为成骨因子的实验区中 ,实验组r同样具有高效的骨诱导活性 ,其成骨量也显著高于对照组r1、对照组r2、对照组FS及空白对照组 (P <0 .0 1)。结论 :以FS为载体复合BMP和bFGF的注射型骨修复材料具有高效的骨诱导活性 ,bFGF可明显增强BMP的骨诱导活性。

重组人骨形成蛋白2诱导的骨膜细胞构建组织工程骨的实验研究

目的 通过组织工程技术方法 ,研究细胞 -材料复合体体内骨再生的能力。 方法 采用材料学自组装技术的原理 ,以 I型胶原蛋白为分子模板 ,引导钙磷盐在液相中的矿化 ,制备具有天然骨基质层状结构的羟基磷灰石 /胶原复合材料 ,并以热致分相法制备羟基磷灰石 /胶原 -聚乳酸 [hydroxyapatite/collagen- poly- (L- lactic acid) ,HAC-PL A]复合三维多孔框架 ,与重组人骨形成蛋白 2 (recombinant human bone morphogenetic protein2 ,rh BMP- 2 )诱导分化后的兔骨膜细胞构建组织工程骨 ,进行体外电镜及组织学观察。将 3月龄裸鼠 18只 ,分为 3组 ,每组 6只。A组皮下注射经 rh BMP- 2处理后的骨膜细胞悬液 ,B组植入未复合细胞的 HAC- PL A,C组植入 rh BMP- 2处理后的细胞 -材料复合体。术后 8周取材行组织学观察 ,C组与 B组及 A组进行比较。 结果 三维多孔 HAC- PL A框架材料孔隙率大于 90 % ,孔径为 5 0～ 30 0 μm。骨膜细胞经 5 0 0 ng/ml的 rh BMP- 2处理后 ,与改善亲水性后的 HAC- PL A三维多孔框架复合 ,构建组织工程骨。电镜显示接种的细胞能在此组织工程骨内部生长增殖 ,术后 8周 C组有新骨形成 ,A组注射部位表面平整 ,无新生物 ,B组为纤维组织 ,无骨及软骨形成。 结论 所构建的组织工程骨有望成?

可注射型骨修复材料对兔MSC增殖及分化的影响

目的 :观察以纤维蛋白胶为载体的骨修复材料对兔骨髓基质细胞 (marrowstromalcell,MSC)增殖及分化的影响。方法 :采用细胞培养及组织化学等方法对各材料组兔MSC的增殖、碱性磷酸酶 (alkalinephosphase ,ALP)的活性和染色、细胞贴壁率及Ⅰ型胶原表达进行研究。结果 :( 1)各组材料对细胞贴壁率及促增殖作用的影响总体上由强到弱依次是 :对照组 2→实验组→对照组 1[纤维蛋白胶 (fibrinsealant ,FS) ]→对照组 3→单纯对照组 ,差异有显著性 (p <0 .0 5 )。( 2 )各组细胞的Ⅰ型胶原表达水平和ALP活性由强到弱依次是 :实验组→对照组 3→对照组 1→对照组 2→单纯对照组 ,差异有显著性 ( p <0 .0 5 )。结论 :以纤维蛋白胶为载体的注射型骨修复材料可显著促进MSC贴壁率和向成骨细胞方向的分化水平。

携载rhBMP-2微球的新型可注射自凝固复合人工骨的制备及特性研究

[目的]制备一种具有良好降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。[方法]制备携载rh-BMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物(PLGA)微球,并将其与rhBMP-2/磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备出rhBMP-2/PLGA微球/CPC复合人工骨。探讨了材料的特性,包括形貌、固化时间、抗压强度及反映材料体外降解速度的指标—体外降解液Ca、P浓度变化,测定复合材料rhBMP-2的释药速度及体外诱导MSCs细胞成骨分化的能力。[结果]与单纯CPC-rhBMP-2相比,复合材料的固化时间少量增加,抗压强度下降明显。体外降解速度及体外释药明显提高,释放的rhBMP-2具有骨诱导活性。[结论]rhBMP-2/PLGA微球/磷酸钙骨水泥新型复合人工骨是具有良好应用前景的骨修复材料。

TGF-β增强rhBMP-2诱导成骨中Ⅰ、Ⅱ型胶原mRNA及碱性磷酸酶的表达

目的 :对TGF β增强rhBMP 2诱导成骨中CollagenⅠ、ⅡmRNA及碱性磷酸酶 (ALP)的表达进行研究。方法 :BALB/c小鼠 110只随机分 2组 ,每组 5 5只。rhBMP 2 /TGF β为实验组 ,rhBMP 2为对照组 ,于术后 3～2 1d 8个时间点取材 ,用原位杂交方法对新生骨组织中的Ⅰ、Ⅱ型胶原mRNA进行检测 ;对ALP活性进行定量分析 ,观察 2组在诱导成骨中CollageⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达情况。结果 :(1)Ⅱ型胶原mRNA的出现是和成软骨、软骨细胞的出现相伴随的 ;(2 )做为成骨细胞成熟标志物的Ⅰ型胶原mRNA、ALP在软骨形成期即有表达 ,随着成骨细胞的出现 ,骨组织的形成Ⅰ型胶原mRNA仍表现为高表达 ,而ALP的表达则呈下降趋势 ;(3 )实验组CollagenⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达早于对照组。结论 :TGF β增强了rhBMP 2诱导成骨中CollagenⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达。

注射用人骨形成蛋白纳米微粒的制备与性质

用乳液聚合法制得注射用人骨形成蛋白 -2 (rh BMP-2 )聚氰基丙烯酸正丁酯纳米微粒 ,考察其体内外生物活性 .采用正交设计法优化制备工艺 ;用电子显微镜测定纳米微粒的形态和大小 ;紫外分光光度法测定rh BMP-2含量与包裹率 ;四唑盐比色法 (MTT法 )测定细胞增殖情况 ,用碱性磷酸酶 (ALP)染色法测定rh BMP-2纳米微粒的生物活性 .结果表明 rh BMP-2纳米微粒形态规整 ,平均粒径 (1 0 7± 1 2 ) nm,rh BMP-2的包裹率为 78% . 4℃存放 6个月生物活性无变化 .体外缓释试验表明纳米微粒中 80 %的 rh BMP-2在前1 0 d释放 ,向培养基中加入 rh BMP-2纳米微粒可以明显提高骨髓基质细胞 (MSC)中的碱性磷酸酶水平且与rh BMP-2及空白对照有显著性差异 (P<0 .0 1 ) .说明注射用 rh BMP-2聚氰基丙烯酸正丁酯纳米微粒生物活性好 ,具有确定的缓释作用 ,可作为注射性骨诱导制剂 .

硫酸肝素复合胶原蛋白制备新型神经组织工程支架材料

目的 :探讨以硫酸肝素复合胶原蛋白结合特定条件下冷冻干燥技术制备组成成分和内部空间结构均仿生神经的新型神经组织工程支架材料的可行性 .方法 :胶原蛋白、硫酸肝素均溶于 0 .0 5mol/L的乙酸中 ,搅拌成凝胶状 ,注入硅胶管模具 ,在 2 0 μm/s速度下浸入 - 1 80℃液氮中 ,冷凝成冰晶圆柱体 ,冷冻干燥 ,以紫外线照射的方法使其交联 .经扫描电镜观察、比较其与周围神经和脊髓的内部空间结构的异同 ,计算机图像分析方法测量微孔直径 .将Honchst荧光标记的雪旺细胞种植于硫酸肝素 胶原支架材料并移植于大鼠坐骨神经 ,在荧光显微镜、扫描电镜及光镜下观察其在材料内部的空间排列形式 .结果 :以硫酸肝素复合胶原蛋白结合冷冻干燥技术制备的支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构 ,高度仿生神经的内部空间三维结构 ,其微管直径为 1 80 μm ,孔隙率可达 91 % .雪旺细胞在支架材料微管内呈线性平行排列 ,类似于神经基底膜与雪旺细胞形成的Bunger带 .结论 :以硫酸肝素复合胶原蛋白结合特定条件下冷冻干燥技术 ,可以制备在组分和内部空间结构上高度仿生神经的新型神经组织工程支架材料 。