生物活性玻璃骨材料力学性能及成骨作用改性的研究进展

骨科手术在进行骨缺损修复重建时,往往需要将具有良好生物活性及生物相容性的骨移植材料填充到缺损处,在机体内环境下,骨移植材料发生降解并释放相关生物活性介质,促进成骨细胞增殖、分化,最终诱导并促进骨组织形成。其中生物活性玻璃具有良好的生物活性、生物相容性及可降解性,被广泛应用于牙科、骨科及药物载体等方面,但存在脆性大、易断裂及强度低等不足,限制了其在较大骨缺损及承重骨部位修复中的应用。因此,对生物活性玻璃进行改性已成为材料学研究的方向之一。本文主要从调节玻璃组成、多种材料复合及优化制备工艺等方面,总结了改善生物活性玻璃力学性能及促进成骨作用的方法。

梯度乙醇脱脂对异体松质骨脱脂效果及力学性能的评估

背景:脱脂被认为是获取同种异体骨移植材料的首要程序,但当前的脱脂方法无法避免有机溶剂的残留问题。目的:观察梯度乙醇脱脂的脱脂效果及该方法是否会降低骨的力学性能。方法:从人的股骨髁中获取新鲜松质骨块60粒,根据脱脂处理的不同平均分为3组,分别是梯度乙醇组、丙酮组及新鲜组(对照组)。大体观察骨块的大体形状以及材料的形态和色泽;采用索氏提取法测定脱脂处理后骨块的剩余脂质含量;采用红外光谱法观察不同脱脂方法处理后骨块内各种成分的变化;最大应力和弹性模量用于评价脱脂处理对骨块力学性能的影响。研究方案的实施符合天津医院的相关伦理要求。结果与结论:①大体观察见新鲜骨块呈黄色且孔隙中含量大量脂肪,脱脂处理的骨块呈白色且多孔网状结构清晰;②梯度乙醇组和丙酮组骨块的剩余脂质含量差异无显著性意义(P=0.385);③红外光谱图显示,2种脱脂方法的脱脂效果相近,且对骨中其他成分,如PO43-、碳酸盐及羟基磷灰石等无影响;④力学性能检测显示,新鲜组、梯度乙醇组和丙酮组骨块分别进行两两比较,3组间的最大应力和弹性模量差异均无显著性意义;⑤结果表明,梯度乙醇脱脂与传统的丙酮溶剂萃取脱脂效果相似,且该方法不会降低骨的力学性能。

膝关节移植中应用同种异体骨软骨有效性与安全性的Meta分析

背景:同种异体骨软骨移植治疗膝关节软骨缺损是临床应用最久的方法之一。虽然该方法在临床中应用广泛且深受骨科医师信赖,但仍缺乏循证医学方面的支持。目的:分析同种异体骨软骨在膝关节移植术中的疗效,对所有已获得的数据进行系统综述和Meta分析,评价同种异体骨软骨在膝关节移植过程中作为移植替代物的有效性及安全性。方法:在PubMed/Medline、EMBASE、Cochrane协作网图书馆、中国知网(CNKI)以及万方数据库中进行文献检索。检索同种异体骨软骨在膝关节移植术中的应用,根据文献纳入标准进行选择,重点选择数据可以被提取以及能够进行Meta分析的文章。结果与结论:①25项研究符合纳入标准,均为病例系列研究,患者报道的结果是同种异体骨软骨可以作为修复膝关节缺损的移植材料;共1081例患者(1111膝)纳入研究,发病年龄11-75岁,平均年龄约为34.41岁,女性比例约为40.81%,随访时间4-384个月,平均76.8个月;②在这些研究中,接受的供者年龄为10-65岁,而根据供者年龄范围与研究数目进行统计发现,15-45岁的供者为主要的获取目标;③术后总体的成功率为74%,总体二次手术率17%;单极移植成功率74.44%(501/673),双极移植成功率50.94%(27/53),单极移植成功率明显高于双极移植(χ2=13.679,P<0.05);④67例(13.14%,67/510)出现治疗并发症,常见并发症为手术部位持续疼痛(15例)和移植物骨折或碎裂(12例);⑤提示同种异体骨软骨是膝关节移植中一种有效且安全的移植替代物,整体成功率74%,二次手术率17%,是一种成功率高、再次手术风险低的治疗方式。

基于生物信息学分析乳腺癌组织中Rspo3基因甲基化水平及临床意义

目的:讨论Rspo3基因在乳腺癌组织中的表达情况,启动子甲基化水平及意义。方法:通过The Human Protein Atlas分析Rspo3蛋白在乳腺癌组织中的表达情况;利用Oncomine、GEPIA、UALCAN数据库分析Rspo3 DNA、mRNA在乳腺癌组织中的表达情况;利用MethHC和UALCAN数据库分析Rspo3基因启动子区域甲基化水平;利用String-DB分析与Rspo3相互作用的蛋白。结果:在蛋白水平上,Rspo3蛋白在乳腺癌组织中较正常乳腺组织低表达,在DNA、mRNA水平上,Rspo3在乳腺癌组织中较正常乳腺组织显著低表达,且其启动子甲基化水平则显著增高。与Rspo3相关蛋白有LGR(4~6)、UBA52、UBB、UBC、Rspo1、Rspo4、ZNRF3、RNF43,可能调节乳腺癌中Wnt/β-catenin信号传导通路的激活。结论:基于现有的肿瘤数据库进行生物信息学分析,可以发现Rspo3在乳腺癌组织中呈低表达,其启动子甲基化水平则表达增高。这为深入研究乳腺癌,并发现新的乳腺肿瘤标志物提供了大样本数据支持。

脱钙骨基质在四肢植骨中应用的有效性及安全性的系统评价与Meta分析

目的研究脱钙骨基质(DBM)在四肢植骨手术中的疗效,对所有已获得的数据进行系统综述和Meta分析,评价DBM在四肢植骨手术中作为骨移植替代物的有效性及安全性。方法在Pub Med、MEDLINE,EMBASE和Cochrane协作网图书馆中进行文献检索。检索DBM在四肢植骨手术中的应用,根据文献纳入标准进行选择。重点选择数据可以被提取以及能够进行Meta分析的文章。结果 44项研究符合纳入标准,其中随机对照试验3篇,病例系列研究27篇,病例-对照研究14篇。所有的研究报告均未报道DBM作为移植物,融合部位出现破坏或者移位。结论 1项病例系列研究认为,使用Allomatrix DBM作为自体骨移植的替代品,其极高的并发症风险是不可接受的。余下43项研究报告得出的结果均为DBM与自体骨和其他骨移植替代材料相比较具有非劣效性,根据患者的随访报告结果可以认为DBM作为骨移植替代材料的融合率和安全性是有保障的,但是这方面证据的数量和质量是非常有限的。

转移性脊髓压迫患者术后行走功能预后因素的研究

目的 探讨转移性脊髓压迫症(metastatic spinal cord compression,MSCC)患者手术治疗后行走功能的预后因素。 方法 回顾性分析2008年1月至2017年12月多中心收治的681例脊柱转移瘤患者资料,依纳入和排除标准筛选,共纳入206例脊柱转移瘤患者资料,应用ordered-logit模型进行单、多因素分析探讨年龄、性别、受累椎体部位、受累椎体数量、原发肿瘤类型、术前功能状态、有无其他部位骨转移、有无内脏转移、从原发肿瘤确诊到发生脊柱转移的时间、从出现压迫症状到治疗的间隔时间、发生运动障碍的进展时间、手术方式等因素对术后行走功能的影响。 结果 术前能行走者88例(42.7%),而术后能够行走者增至140例(68.0%);在术前能行走的88例中,79例(89.8%)术后保持了行走功能。Ordered-logit模型进行单因素分析显示:受累椎体数量、受累椎体部位、从发生脊髓压迫症状到手术间隔时间、运动障碍的进展时间、术前KPS评分和ECOG-PS评分与术后神经功能密切相关(P<0.05),多因素分析结果显示受累椎体数量(OR=2.03,95% CI: 1.12-3.33,P=0.04)、从发生脊髓压迫症状到手术的间隔时间(OR=3.78,95%CI:3.12-9.15,P=0.024)、运动障碍的进展时间(OR=2.75,95%CI:1.22-3.89,P=0.01)、术前体力状态(Eastern Cooperative Oncology Group performance status,ECOG-PS)评分(OR=4.84,95%CI:2.42-8.15,P=0.038)是患者术后神经功能独立的预后因素。 结论 单双椎体受累、出现脊髓压迫症状到治疗的间隔时间<48 h、运动障碍进展时间≥7 d以及术前ECOG-PS评分1-2分的患者术后神经功能预后较好,在患者出现不可逆神经功能障碍之前应尽早的给予干预治疗,可明显改善患者神经功能预后。

硫酸钙基复合骨移植材料的研究进展

硫酸钙是一类广泛应用的人工生物陶瓷材料,其来源广,价格便宜,不仅可用于颅骨、牙槽骨等骨组织的修复,还可作为载体运载抗生素、生长因子、骨形成蛋白等。尽管硫酸钙具有良好的生物活性及生物相容性,但其降解较快,脆性较大,力学强度低,难以单独用于大段骨缺损的修复。因此越来越多研究着眼于硫酸钙复合型骨移植材料的研发,不仅可以减慢硫酸钙的降解速率,而且能够提高硫酸钙的力学强度。然而在运用于临床之前,仍需对复合材料的生物相容性进行严格评价,包括炎症反应、细胞毒性、肾毒性、遗传毒性等,以避免将复合材料植入到机体后所造成的相关不良反应。

辐照中脱矿骨基质粒径对胶原结构影响的实验研究

目的探讨不同粒径大小对γ辐照中脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)中胶原结构的影响以及辐照保护剂的有效性。方法取同一供体的冻干皮质骨,依据Urist改良法制备不同粒径的(0.5~1.0 mm、1.2~2.8 mm、3.3~4.7 mm及5.7~7.0 mm)DBM样品,按照不同剂量分为:0 kGy、15 kGy、25 kGy及25 kGy(辐照保护剂),真空密封后储存于-80℃冰箱待用。通过扫描电镜观察胶原表面形态,大体观察胶原表面结构损伤的程度;将样品按照0.2 g/ml生理盐水比例在50℃条件下72 h,利用浸提液颜色深度观察胶原被辐照损伤的程度;使用2,4-二硝基苯肼(吸光光度计法)测定样品中羰基含量;十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺钠凝胶电泳法(Sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)测定样品中胶原分子量的变化;利用差示热量扫描法(differential scanning calorimetry,DSC)检测样品热变性温度以观察胶原热稳定性。结果样品浸提液颜色与γ辐照剂量相关度较高,未辐照样品浸提液颜色清亮,而在同粒径下随辐照剂量加大浸提液黄色逐渐加深,5.7~7.0 mm粒径组颜色相对较浅;25 kGy组相比于25 kGy+保护剂组浸提液颜色加深。扫描电镜观察到γ辐照导致胶原结构紊乱,纤维断裂,随着辐照剂量增大损伤区域增多,当粒径增大时,损伤区域有减少的趋势;相比于25 kGy组,25 kGy+保护剂组胶原结构性破坏减少。差示热量扫描法得出样品热交换曲线,随着粒径增大,热变性温度有增高的趋势,粒径间对比有统计学差异(F=189.4,P<0.001);同粒径间差异不明显。SDS-PAGE发现同粒径下γ辐照剂量愈大,胶原分子量愈小;同辐照条件下随粒径较小,高分子量胶原含量减少明显;225 kGy+保护剂组相比于25 kGy组,高分子量增多。羰基含量结果显示在同一粒径下,γ辐照使羰基含量增多,0.5~1.0 mm组(F=13.631,P=0.002),1.2~2.8 mm组(F=6.390,P=0.016),3.3~4.7 mm组(F=5.630,P=0.023),5.7~7.0 mm组(F=4.150,P=0.048)的差异均有统计学意义,不同粒径间随着粒径增大羰基含量逐渐减小但差异统计学意义(F=0.560,P=0.650)。结论γ辐照与胶原的氧化损伤具有明显的剂量反应关系,随着γ辐照剂量的增加,胶原损伤程度逐渐增加;DBM的粒径大小影响着胶原对γ辐照的敏感度,随着粒径的减小,DBM颗粒更易被γ辐照损伤;辐照保护剂在辐照过程中对胶原有一定程度的保护作用。