组织工程治疗股骨头坏死软骨下分离的适用技术

背景:股骨头坏死出现新月征是病情进程的“分水岭”,修复和稳定骨-软骨界面对阻止病情继续进展和预防股骨头塌陷尤为重要。利用组织工程学同步修复、整合骨-软骨界面具有潜在优势。目的:综述探讨解决股骨头坏死软骨下分离的潜在适宜技术。方法:检索1970年1月至2023年4月PubMed、Web of Science及中国知网、万方数据库中发表的相关文献,英文检索词:“Femoral head necrosis,Avascular necrosis of femoral head,Osteonecrosis of femoral head”等,中文检索词:“股骨头坏死,软骨下骨,软骨,软骨与软骨下骨整合”等,最终纳入114篇文献进行综述分析。结果与结论:①结构缺陷、缺血缺氧环境、炎症因素和应力集中可能造成股骨头坏死软骨下分离现象,软骨下骨分离会造成塌陷进展,并且可能与保髋手术失败相关,利用组织工程支架实现支架与骨-软骨界面的整合是治疗股骨头坏死软骨下分离的潜在方法之一。②目前的文献研究表明,多相、梯度支架和复合材料在促进骨、软骨细胞黏附与增殖,骨软骨基质的沉积方面均有提升,有助于支架与骨-软骨界面的整合,对治疗股骨头坏死软骨下分离有参考价值。③通过对支架表面进行修饰可以提高与界面整合的效率,但有各自不同的优缺点,提供不同环境的支架能够诱导同种间充质干细胞差异分化,有助于不同界面之间的整合。④未来有望应用于股骨头坏死软骨下分离的支架应为复合材料,具有梯度化和差异化的仿生结构,通过表面修饰和干细胞加载促进骨-软骨界面与支架的整合以实现治疗目的,但仍需进一步研究验证,而支架的降解速率与修复进度同步和不同界面之间的稳定性是未来需要解决的主要问题。

自体、异体骨软骨移植及组织工程材料修复的关节软骨损伤

背景:关节软骨损伤的修复已成为近年来医学基础研究的一个重要领域。由于关节软骨损伤后不易修复,决定了关节软骨损伤的修复是热点中的难点。目的:概述能够对关节软骨损伤进行修复和功能重建的生物材料,为选择理想的组织工程支架材料提供一种理论上的选择。方法:由第一作者通过计算机检索1989到2014年Pub Med数据库和中国知网数据库。英文检索词为"articular cartilage injury,bone graft,tissue engineering scaffold materials",中文检索词为"关节软骨损伤、骨移植、组织工程支架材料"。检索近年来关于关节软骨的结构和功能、不同关节软骨损伤修复材料的选择及修复过程中影响因素等方面的相关文献,针对目前软骨损伤修复材料的应用作一个较系统的回顾及总结,分别对软骨修复材料各自优缺点进行综合评述,从材料学的视角介绍了几种软骨修复材料在软骨组织工程支架中的应用情况,在此基础上对临床软骨损伤修复提供一种理论上的选择。结果与结论:常用的软骨修复材料包括自体、异体骨软骨移植材料,胶原、透明质酸钠和壳聚糖等天然高分子材料。自体、异体骨软骨移植的修复方法只能暂时的缓解疼痛,修复组织容易发生退变,都不能成功修复损伤软骨,与这些已经投入临床的技术相比,尚处在实验研究阶段的组织工程学技术的临床研究仍在不断进行,在众多关节软骨修复材料中,无论是自体移植材料还是组织工程支架材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织。

聚乳酸/聚羟基乙酸复合骨形成蛋白修复兔关节软骨缺损

目的以聚乳酸/聚羟基乙酸(poly-lactide-co-glycolide,PLGA)为载体,探讨重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein2,rhBMP-2)在关节软骨修复方面的作用及可行性。方法将PLGA制成直径4mm,厚3mm的圆柱形,与rhBMP-2复合(0.5mg/块),制备PLGA-rhBMP-2复合物。选取2月龄新西兰兔,抽取骨髓行原代及传代培养,调整细胞密度为2×107/ml,与PLGA共培养24h,制备PLGA-细胞复合物。另取2月龄新西兰兔72只,于双侧髌股关节股骨髁部制备直径4mm、深达髓腔的缺损。其中36只兔右侧缺损处植入PLGA-rhBMP-2复合物,为实验组;左侧植入PLGA,为单纯载体组;另36只兔左侧缺损不作任何处理,为空白对照组,右侧缺损处植入PLGA-细胞复合物,作为细胞组。术后4、8、12、24、36和48周取材,行大体、组织学观察以及组织学评分。结果术后动物均存活。术后4周,实验组和细胞组缺损内被半透明组织填充,触之柔软,表面较光滑,软骨细胞周围基质异染弱,新生软骨厚度较正常软骨厚;空白对照组和单纯载体组未见明显组织形成。8周,实验组和细胞组内新生组织呈白色,半透明,质较韧,表面平整,与周围正常软骨界限模糊;新生软骨细胞分布均一,但仍较正常软骨厚,PLGA已大部分降解,仅遗留少量颗粒;单纯载体组和空白对照组缺损明显,底部形成少量白色膜状组织。12、24周,实验组和细胞组缺损内完全充填白色半透明新生软骨组织,质韧,表面平整,与正常软骨界限消失,厚度接近正常软骨,与正常软骨连接良好,表面细胞平行排列,深层有纵向排列的倾向,呈团状,陷窝形成,但有别于正常软骨细胞;单纯载体组和空白对照组缺损边缘及底部形成少量软骨细胞,大部分为纤维组织。36、48周,实验组和细胞组新生软骨组织色稍发白,表面连续,欠平整,与正常软骨界限消失,未见滑膜增生;新生软骨厚度较正常软骨薄,软骨细胞周围基质异染较弱;单纯载体组及空白对照组缺损仍存在,但较以前缩小,基底形成纤维组织,髁部可见部分软骨面不平整、剥脱,部分软骨下骨外露,滑膜增厚。组织学评分,实验组和细胞组术后12、24周分别与4、8和48周比较,差异均有统计学意义(P<0.01);各时间点实验组、细胞组分别与单纯载体组和空白对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.01),实验组与细胞组在各时间点比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论PLGA-rhBMP-2复合物在降解过程中释放出rhBMP-2,rhBMP-2作用于缺损局部的骨髓基质细胞,诱导其向软骨细胞分化,从而修复软骨缺损;此方法简便易行,有实用价值,有望成为治疗软骨缺损的一种新方法。

原位组织工程技术修复骨与软骨损伤:应用及存在的问题

背景:原位组织工程技术较传统的组织工程技术有明显的优势,在促进组织再生和骨、软骨修复方面具有较好的效果。目的:综述原位组织工程技术在骨与软骨修复中的应用及存在的问题。方法:应用计算机检索CNKI数据库、PubMed数据库及Elsevier数据库中发表的相关文献,中文检索词为"原位组织工程技术,骨,软骨,骨缺损,软骨修复,组织工程",英文检索词为"in situ tissue engineering,bone,cartilage,bonedefects,cartilagerepair,tissueengineering",选择2000年1月至2018年11月收录的原位组织工程技术在骨和软骨损伤修复中应用的相关文章,包括综述、基础及临床研究。结果与结论:原位组织工程技术是在传统组织工程技术基础上发展起来的一种用于再生和修复的技术,应用于骨损伤修复取得了良好的成绩,其不依赖外源种子细胞,通过各种新型支架材料并利用其自身特有的结构和理化性质,募集受损部位周边的干细胞迁徙到损伤部位,完成骨损伤的原位修复。原位组织工程技术为软骨损伤修复提供了新的思路和方向,在软骨损伤修复中具有全新应用价值,其主要是利用植入的支架材料来诱导局部微环境,诱导周边细胞迁移到病损部位而发挥修复作用。

聚乙烯醇及其复合材料在组织工程支架中的应用

背景:聚乙烯醇是具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物,因其水溶性、成膜性、乳化性、胶黏性,而且无味无毒,被广泛用于临床领域。目的:综述聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中的应用。方法:由第一作者检索2000年1月至2011年12月中国知网数据库、1980年1月至2012年12月Pubmed数据库及Elsevier数据库中,有关聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中应用的文章,中文关键词为"聚乙烯醇,复合材料,组织工程支架",英文关键词为"Poly(vinyl alcohol),composite material,tissue engineering scaffold"。结果与结论:虽然聚乙烯醇及其复合材料还存在强度不够高、植入后有并发症等缺点,但这类材料具有良好的生物相容性和生物可降解特性,在组织工程中的应用从实验室到临床前研究都有很大的进展。对于其修复的长期效果还需要进一步深入研究。通过对材料表面进行修饰,改善细胞与支架材料的相互作用;通过模拟细胞生长微环境,制备仿生材料,提高材料的亲水性、对细胞的黏附性,促进细胞的分化增殖;构建具有可控三维多孔结构的支架,并赋予其控制释放细胞生长因子等功能,更好地仿生天然细胞外基质的结构和功能;制备出降解速度与机械强度能够完全适应组织再生需要的支架,研制复合、仿生材料是今后支架材料研究的主要方向。

纤维蛋白胶复合骨形态发生蛋白2塑形Bio-oss修复下颌骨缺损

背景:Bio-oss的颗粒状结构通常应用于洞形缺损的充填性移植,对于三壁以上的缺损修复难以成形。目的:评价Bio-oss以纤维蛋白胶复合骨形态发生蛋白2作为赋形材料后的成骨性能。方法:拔除9条杂种犬双侧下颌第2,4前臼齿及第2臼齿,造成1cm×1cm的骨缺损区,将Bio-oss+纤维蛋白胶+骨形态发生蛋白2、Bio-oss+纤维蛋白胶及Bio-oss材料分别植入第2,4前臼齿及第2臼齿骨缺损区。结果与结论:各组软组织均一期愈合。Bio-oss复合纤维蛋白胶后,骨粉结合紧密,不易剥离。术后4,8,12周时Bio-oss+纤维蛋白胶+骨形态发生蛋白2组新生骨百分率均高于其他两组(P<0.05)。表明纤维蛋白胶的加入可以解决Bio-oss成形困难的问题,骨形态发生蛋白2的加入可促进成骨效果。

纳米磷酸盐/聚磷酸钙纤维/聚乳酸骨与软骨组织工程支架复合材料研究

采用溶媒浇铸、粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备出纳米磷酸盐/CPP/PLLA骨与软骨组织工程支架复合材料;测试了该支架复合材料的物理、力学及降解性能,并用扫描电子显微镜对其微观结构进行了观察.实验结果表明:纳米磷酸盐/CPP/PLLA骨与软骨组织工程支架复合材料具有三维、连通、微孔网状结构,并具有较高的空隙率和较好的压缩模量,还具有良好的降解性能和生物相容性,是比较理想的骨和软骨组织工程支架材料.

Bio-gide胶原膜体外复合培养犬骨髓间充质干细胞的软骨分化

背景:应用组织工程方法修复股骨头坏死后的软骨损伤应解决的2个关键因素是种子细胞和支架材料。目的:探讨Bio-gide胶原膜体外与犬骨髓间充质干细胞复合成软骨的可行性。方法:采用全骨髓血离心法结合贴壁筛选法体外分离培养比格犬骨髓间充质干细胞,观察细胞形态学变化,以细胞表面抗原进行鉴定。采用成软骨诱导培养基诱导第3代骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化作为实验组,设置普通培养基培养对照组,MTT比色法测试软骨细胞生长曲线,并行Ⅱ型胶原免疫组织化学和甲苯胺蓝染色等生物学鉴定。将第3代骨髓间充质干细胞与Bio-gide胶原膜体外复合培养行倒置相差显微镜、扫描电镜观察。结果与结论:采用全骨髓血离心法结合贴壁筛选法获得了高纯度高活性的骨髓间充质干细胞,生长状态良好,扩增能力强,并成功诱导分化为软骨细胞。大量骨髓间充质干细胞在Bio-gide胶原膜上贴附增殖并复层生长,细胞与Bio-gide胶原膜逐渐融为一体;在胶原膜的断面可见胞体伸出突起相互连接包绕胶原膜,其间有明显细胞基质分泌。表明犬骨髓间充质干细胞可在Bio-gide胶原膜上生长并向软骨细胞分化。

脂肪血管基质成分复合骨软骨一体化支架的体外评价

背景:大量的动物和临床实验已证实,脂肪来源的血管基质成分局部移植可促进关节软骨修复。目的:探讨脱细胞真皮基质/生物矿化胶原一体化骨软骨支架复合脂肪来源血管基质成分构建组织工程软骨的可行性。方法:无菌条件下取出雌兔双侧腹股沟脂肪垫,利用酶消法获得血管基质组分,采用流式细胞仪检测其表面特异性蛋白,观察其成脂、成骨与成软骨分化能力。将脂肪来源血管基质成分(实验组)、含转化生长因子β3的脂肪间充质干细胞(软骨诱导组)、含体积分数10%胎牛血清的脂肪间充质干细胞(对照组)分别接种于脱细胞真皮基质/生物矿化胶原一体化支架上共培养,CCK8法检测细胞增殖,荧光显微镜下观察细胞数量,实时定量PCR检测软骨相关基因表达,二甲基亚甲基蓝比色法测定胞外基质中糖胺多糖含量。结果与结论:①流式细胞仪检测结果显示,脂肪来源血管基质成分高表达CD44、CD105与CD90,低表达CD14、CD19与CD45,脂肪来源血管基质成分具有向脂肪细胞、成骨细胞与软骨细胞分化的能力;②CCK8检测显示,随着培养时间的延长,脱细胞真皮基质/生物矿化胶原一体化支架上的3种细胞数量增加,其中实验组细胞数量高于其他两组(P<0.05);培养7 d荧光显微镜下观察可见,实验组中的细胞数量多于其他两组;③培养21 d的实时定量PCR检测显示,实验组中的Sox9、蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达量高于其他两组(P<0.05);④培养7,14,21 d的二甲基亚甲基蓝比色检测显示,实验组中的糖胺多糖含量高于其他两组(P<0.05);⑤结果表明,脂肪来源血管基质成分复合脱细胞真皮基质/生物矿化胶原一体化支架可以在体外有效支持软骨形成。

脱钙骨基质的制备及与软骨细胞体外复合的实验研究

目的:探寻良好的软骨组织工程支架材料。方法:制备兔脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM),采用液体置换法检测经脱钙2、3、4 d支架材料的孔隙率。扫描电镜观察DBM的超微结构,以及软骨细胞与DBM体外复合培养3 d的黏附情况。结果:脱钙3 d的DBM多孔结构及空隙适合软骨细胞的黏附和增殖。软骨细胞和DBM体外培养3 d黏附良好。结论:DBM是良好的软骨组织工程支架材料。

丝胶蛋白及其复合材料在软骨和骨组织工程中的研究进展

骨/软骨组织工程是结合医学与材料科学开发支架材料来治疗或替换坏损骨/软骨。丝胶蛋白生物学性能优异,在骨组织修复和软骨组织再生方面应用潜力巨大。研究显示,丝胶蛋白基骨组织工程支架可以促进细胞黏附与增殖、刺激胶原蛋白生成、并为磷酸钙提供成核位点来促进羟基磷灰石沉积;其溶液凝胶转变特性为包埋的细胞提供合适的生存环境。因此,文章综述了丝胶蛋白及其复合物在骨/软骨组织工程中的研究背景,重点阐述了丝胶蛋白材料的制备、生物矿化、与干细胞相互作用及对惰性金属骨移植物表面修饰等方面的研究进展,并对今后丝胶蛋白在骨和软骨组织工程方面的研究方向和发展做出展望。

3D生物打印负载转化生长因子β3的软骨复合支架

背景:通过募集内源性干细胞原位再生软骨损伤的治疗策略,是未来软骨组织工程研究的新方向。目的:构建既能募集干细胞又能促进其黏附和增殖,且有利于新生组织成熟的组织工程软骨复合支架。方法:将脱细胞软骨细胞外基质(extracellular matrix,ECM)与甲基丙烯酸酯化明胶(methacrylated gelatin,GelMA)混合配制光敏性生物墨水,利用3D生物打印技术分别制备单纯聚己内酯[poly(Ɛ-caprolactone),PCL]支架、PCL/GelMA/ECM支架。将转化生长因子β3(transforming growth factorβ3,TGF-β3)负载于生物墨水中制备PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架,检测其缓释性能。从形态学、组织学、生物化学、生物力学等角度评价PCL/GelMA/ECM支架的物理化学性质。利用CCK-8法检测PCL/GelMA/ECM支架的细胞毒性。将脂肪间充质干细胞接种于PCL/GelMA/ECM支架上,1,4,7 d后,共聚焦显微镜下观察细胞活性,扫描电镜观察细胞黏附。将PCL/GelMA/ECM支架植入SD大鼠皮下,组织学观察炎性细胞浸润与支架降解。利用Transwell小室实验检测PCL/GelMA/ECM支架、PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架对脂肪间充质干细胞迁移的影响,以单独培养的细胞为阴性对照。结果与结论:①PCL/GelMA/ECM支架呈现三维立体多孔网状结构,无细胞成分,含有Ⅱ型胶原和糖胺聚糖等软骨特异性成分,支架弹性模量为(14.24±2.44)MPa;②PCL/GelMA/ECM支架无明显的细胞毒性;③脂肪间充质干细胞紧密贴附于PCL/GelMA/ECM支架上,细胞活性良好,可分泌细胞外基质;④PCL/GelMA/ECM支架植入大鼠皮下1周后有轻度急性炎症反应,3周后炎性反应减轻,并可见逐步支架降解;⑤PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架具有良好的缓释性能,可持续释放TGF-β3达60 d;⑥相对于阴性对照组,PCL/GelMA/ECM支架、PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架均可促进脂肪间充质干细胞的迁移,其中以PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架促迁移作用更显著;⑦结果表明,3D打印PCL/GelMA/ECM/TGF-β3支架可促进脂肪间充质干细胞的增殖、黏附与迁移。

电喷雾法制备海藻酸盐-明胶-脂肪干细胞微球及其修复关节软骨损伤的可行性

背景:微球可作为细胞递送系统,通过注射或者与其他支架相结合的方式使细胞定位于软骨损伤处使其再生。目的:采用电喷雾法将脂肪源性干细胞负载至海藻酸盐-明胶微球中,评估微球中的细胞活性、增殖和成软骨分化能力。方法:使用电喷雾技术制备含不同质量浓度明胶(0,5,15,25 g/L)的海藻酸盐微球,光学显微镜下观察微球的外观,选择形成完整微球的明胶质量浓度用于以下实验。使用电喷雾技术制备含脂肪源性干细胞的海藻酸盐微球与海藻酸盐微球-明胶微球,光学显微镜下观察成球效果。将含细胞的两种微球培养于旋转细胞培养系统内,在设定的时间点检测微球内细胞的增殖能力、活性与成软骨能力。结果与结论:①加入0,5 g/L的明胶可制备出完整的微球,微球直径分别为(365.85±16.88),(358.85±23.97)μm,两种微球直径比较差异无显著性意义(P﹥0.05),后续实验选择明胶质量浓度为5 g/L;②加入脂肪源性干细胞不影响藻酸盐微球与海藻酸盐微球-明胶微球的成球性与微球直径;③含细胞海藻酸盐微球-明胶微球培养7,14 d的细胞增殖数量、活细胞比例均高于含细胞海藻酸盐微球(P<0.05);④成软骨诱导培养后,含细胞海藻酸盐微球-明胶微球诱导7,14,21 d的糖胺多糖含量高于含细胞海藻酸盐微球(P<0.05);⑤结果表明,海藻酸盐-明胶微球更易促进脂肪源性干细胞的增殖并保持细胞活性,是软骨组织工程领域中一种具有巨大潜力的生物材料。

可注射性生物复合材料修复老年膝关节软骨损伤的应用分析

目的探讨可注射性生物复合材料修复老年膝关节软骨损伤的应用。方法采用前瞻性研究方法,选择2015年1月至2016年2月在我院诊治的老年膝关节软骨损伤24例,根据信封随机抽取法分为观察组与对照组,每组12例,两组都给予关节镜下手术治疗,对照组注射骨水泥进行修复,观察组使用纳米晶磷酸钙/胶原基骨材料进行修复,观察手术前后疼痛与膝关节功能情况。结果术后3个月,观察组和对照组的疗效优良率分别为91.7%与66.7%,观察组明显高于对照组(P<0.05);观察组和对照组疼痛评分分别为(2.11±1.54)、(3.61±1.44)分,明显低于术前的(4.94±2.61)、(4.84±2.53)分(P<0.05),且观察组的术后评分明显低于对照组(P<0.05);观察组与对照组术后Lysholm膝关节功能评分均明显高于术前(P<0.05),且观察组的术后评分明显高于对照组(P<0.05)。观察组与对照组术后3个月的血栓栓塞、肺部感染、下肢肿胀等并发症发生率分别为16.7%、58.3%,观察组明显低于对照组(P<0.05)。结论可注射性生物复合材料-纳米晶磷酸钙/胶原基骨材料修复老年膝关节软骨损伤具有很好的疗效,能减少并发症的发生,其作用机制可能与有效缓解及改善膝关节功能有关。

半月板损伤或退变治疗:干细胞、人工聚合物支架形成组织工程体系的作用与功能

背景:半月板作为膝关节的重要解剖结构,损伤或者手术切除等均有可能导致早期骨关节炎。因此,利用组织工程技术寻求一种可完全模仿正常生理半月板的取代物尤为重要。目的:总结近年来半月板组织工程的种子细胞、支架、刺激物的研究进展。方法:检索PubMed数据库、Web of science、CNKI中国期刊全文数据库、万方数据库收录的文献。英文检索词为:"meniscus;tissue engineering;mesenchymal stem cell;scaffold;Synthetic polymer scaffolds;polycaprolactone;hydrogel;ECM component scaffold;tissue;small intestine submucosa;decellularized;growth factor;dynamic compression;tensile;cyclic hydrostatic pressure",中文检索词包括:"半月板、组织工程、干细胞、支架、人工聚合物支架、水凝胶、细胞外基质组分支架、小肠黏膜下层、脱细胞技术、生长因子、动态压缩试验、抗拉伸负荷、循环静水压试验",最终纳入61篇文献进行总结。结果与结论:种子细胞、支架以及生物与物理刺激物是组成半月板组织工程的重要三元素。间充质干细胞仍然是当今组织工程中最为常用的种子细胞,其可种植于人工聚合物支架或者天然支架如细胞外基质组分支架与组织衍生支架,也可通过水凝胶包裹,在体内外生长因子与力学刺激作用下,进而形成再生半月板。现如今半月板组织工程更倾向于系统性综合种子细胞、支架、刺激物成一个体系来研究。因此,如何探索出一套最符合半月板解剖结构、生理功能以及生物相容性的组织工程体系已成为目前组织工程的研究热点。

体外构建壳聚糖/β-甘油磷酸钠/明胶仿生梯度支架

针对软骨特定结构缺损后不能自我修复的特点,通过调控单层原料质量比,构建具有复杂分层结构的壳聚糖/β-甘油磷酸钠/明胶(chitosan/β-sodium glycerophosphates/gelatin,Cs/GP/Gel)仿生复合梯度支架。通过对比物理性能优选适宜比例的支架材料,并将骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)接种到梯度支架上考察其生物相容性。结果表明,Cs/GP/Gel复合梯度支架具有良好的吸水性能[(584.24±3.79)%^(677.47±1.70)%]、孔隙率[(86.34±5.10)%^(95.20±2.86)%]和降解性能[(86.09±2.46)%^(92.48±3.86)%]。扫描电镜(SEM)结果表明,支架材料在纵向维度呈现出明显的生理分层结构和孔径梯度渐进性,可有效模拟真实软骨的天然生理分层结构。比例为9:1:5的Cs/GP/Gel复合梯度支架适于作为骨软骨的支撑材料。对BMSCs-支架复合物Live/Dead染色后发现,细胞在梯度支架材料上存活、分布及伸展良好。该仿生梯度支架为开发新型生物医用材料提供了重要依据。

富血小板血浆联合微骨折对比微骨折治疗膝关节软骨病变的Meta分析

目的:近年来大量文献报道,采用微骨折联合富血小板血浆治疗骨软骨损伤具有良好的疗效。系统评价关节镜下富血小板血浆联合微骨折对比微骨折治膝关节软骨病变的临床效果。方法:应用计算机检索中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献数据库、PubMed、Embase及Cochrane Library等数据库中有关关节镜下富血小板血浆联合微骨折对比微骨折治疗膝关节软骨病变的随机对照试验,检索时间设为2001年1月至2020年3月。对纳入的文献进行资料提取和质量评价,采用Rev-Man 5.3软件进行Meta分析。结果:①共纳入7篇随机对照试验,改良Jadad量表评价显示有4项研究评分≥4分,为高质量文献,3项研究评分<4分,为低质量文献;②Meta分析显示,富血小板血浆联合微骨折组术后6,12个月的目测类比评分、术后12,24个月的IKDC评分、术后12,24个月的Lysholm评分、术后12个月的WOMAC评分均优于微骨折组[MD=-0.40,95%CI(-0.75,-0.05),Z=2.26,P=0.02;MD=-0.59,95%CI(-0.86,-0.32),Z=4.30,P<0.0001;MD=7.70,95%CI(4.22,11.18),Z=4.34,P<0.0001;MD=10.99,95%CI(6.79,15.19),Z=5.13,P<0.00001;MD=4.98,95%CI(2.31,7.64),Z=3.66,P=0.0003;MD=5.35,95%CI(1.94,8.77),Z=3.07,P=0.002;MD=-9.30,95%CI(-16.50,2.11),Z=2.53,P=0.01],两组术后24个月的目测类比评分、术后6个月的IKDC评分比较差异均无显著性意义(P>0.05)。结论:富血小板血浆联合微骨折治疗膝关节软骨病变可减轻中短期疼痛、增强术后中长期关节功能,提升患者术后体验感。但由于纳入的文献数量有限,故需要更多大样本、高质量的随机对照试验来进一步提供有效数据。

聚癸二酸甘油酯的合成及研究热点

背景:聚癸二酸甘油酯具有优良的生物相容性、弹性及降解性,被广泛用于软组织替代和软组织工程、药物转运载体、伤口敷料、骨-软骨再生医学中。目的:归纳和总结目前聚癸二酸甘油酯及其复合材料的优化合成,以及其在医学应用方面的研究进展。方法:在PubMed、Elsevier数据库、中国知网数据库、万方数据库中,分别以"poly(glycerolsebacate)""synthesis""cardiac muscle、blood vessels、nerves、skin、drug delivery carrier、wound dressing、bone regeneration"为英文关键词,或以"聚癸二酸甘油酯"和"合成"及"心血管、神经、皮肤、药物载体、敷料、骨"为中文关键词进行检索,经过纳入文献筛选后最终得到43篇文献。结果与结论:近年来,聚癸二酸甘油酯因具有众多的优良性能受到广泛关注,大量的基础科学研究和动物实验也证实其适用于组织工程。传统聚癸二酸甘油酯的固化需要高温、高真空和长持续时间,这阻止了聚合物直接与细胞或对温度敏感的分子结合,导致其部分应用具有一定限制。将聚癸二酸甘油酯与多种生物活性材料合成复合支架材料,可以弥补自身应用的相应缺点,而更好地适用于心肌及血管组织工程、药物转运载体、神经引导材料、皮肤及伤口敷料、骨-软骨组织工程等。此外,目前聚癸二酸甘油酯复合材料的研究大多集中于细胞生物学层面,体内作用机制的研究较少,相信随着研究地进一步深入,在未来其可能会发展成组织替代的重要材料。

ECM-多糖/蛋白质多孔复合材料对BMSCs定向软骨分化的影响

目的构建细胞外基质(ECM)-多糖/蛋白质多孔复合支架材料,观察骨髓间充质干细胞(BMSCs)在其上的生长、增殖和成软骨分化的行为,探讨该材料用于体外构建组织工程软骨的可行性。方法采用仿生学方法,将卡拉胶、明胶、壳聚糖按一定比例制成ECM-多糖/蛋白质多孔复合支架材料,扫描电镜观察其形态。MTT法检测软骨细胞在材料上的增殖行为。将BMSCs接种于复合支架材料上,并设软骨细胞诱导液组为对照组,观察细胞的生长情况,免疫组化检测Ⅱ型胶原蛋白的表达。结果复合材料呈多孔隙海绵状,扫描电镜观察材料呈三维多孔的网状结构。软骨细胞在支架材料上增殖明显,MTT结果显示实验组和对照组各点OD值之间差异无统计学意义(P>0.05)。支架材料具备诱导BMSCs向成软骨细胞转化的功能,两组细胞都可以检测到Ⅱ型胶原蛋白的表达。结论 ECM-多糖/蛋白质多孔复合材料具有良好的生物相容性,在不添加诱导剂的条件下,可以诱导BMSCs向软骨细胞分化。

脱钙率对同种异体骨理化性能的影响

目的脱钙程度是影响脱钙骨基质物理性能的主要因素,完全脱钙的骨组织质地柔软,力学传导性不好,使用时易发生修补处的塌陷。故研究不同脱钙率的脱钙骨物理性能,为优选关节软骨支架材料提供理论基础。方法通过原子吸收分光光度计检测同种异体骨的钙含量,然后将骨块浸泡于脱钙液中,实时检测脱钙液中的钙离子,根据脱钙液中的钙离子含量,控制脱钙率。分别检测脱钙率为0%、30%、50%、70%、80%、99.9%时同种异体骨的孔隙率、吸水率、孔径、力学性能和降解率。结果随着脱钙率的增加,同种异体骨的孔径、孔隙率、吸水率、降解率均明显增加,钙的流失,使骨块的强度降低、韧性增加,与关节软骨的匹配性增强。结论80%脱钙率条件下,同种异体骨块的性能最优,在保证拥有合适的孔径、孔隙率的前提下,还具有一定的机械强度,其降解速率与成骨速率也相当,是一种非常有前景的关节软骨修复支架材料。