改良型富血小板纤维蛋白与β⁃磷酸三钙复合物诱导成骨作用与机制

目的探讨改良型富血小板纤维蛋白(advanced platelet⁃rich fibrin,A⁃PRF)与β⁃磷酸三钙(β⁃tricalcium phosphate,β⁃TCP)构成比例对兔股骨缺损模型骨形成的作用及机制,为临床治疗骨缺损提供新思路。方法24只新西兰大白兔构建骨缺损模型并分为模型组、1∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=1∶1)、2∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=2∶1)与4∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=4∶1),每组6只。复合物组在骨缺损处填充复合材料,模型组不充填材料,8周后安乐法处死动物采标本。采用micro⁃CT测定股骨缺损区新生骨的骨密度(bone mineral densi⁃ty,BMD)、骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁分离度(trabecular separation/spacing,Tb.Sp)。HE染色观察新骨及新生血管形成情况;扫描电镜观察新生骨组织的形态变化;酶联免疫法检测新生股骨组织中磷酸化丝裂原活化蛋白激酶p38(phospho⁃p38 mitogen activated pro⁃tein kinase,p⁃p38MAPK)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CCAAT/enhancer⁃binding protein homologous pro⁃tein,CHOP)、磷酸化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(phospho⁃cysteine aspartic protease⁃3,p⁃Caspase3)含量;实时定量PCR检测新生骨组织中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、骨形态发生蛋白⁃2(bone morphogenetic protein⁃2,BMP⁃2)、核因子κ⁃B配体受体致活剂(receptor activator of nuclear factor kappa⁃B ligand,RANKL)、p38MAPK的mRNA表达量;免疫组织化学法观察新生骨组织中OPG、BMP⁃2、RANKL、p⁃p38MAPK、p⁃Caspase3蛋白表达情况;荧光Tunel染色观察新生股骨组织中细胞凋亡情况。结果模型组股骨缺损区域骨形成缓慢,成骨质量差。与模型组相比,复合物组动物股骨缺损区域成骨情况良好,BMD、BV.TV、Tb.Th、Tb.N升高,Tb.Sp下降,新生股骨组织中见新生毛细血管形成;p⁃p38MAPK、CHOP、p⁃Caspase3蛋白表达降低,OPG、BMP⁃2的mRNA与蛋白表达升高,RANKL与p38MAPK的mRNA表达降低(P<0.05);各组新生骨组织中的凋亡检测表明2:1复合物组样本中细胞凋亡率最低(P<0.05);A⁃PRF∶β⁃TCP=2∶1的配比成骨效果最佳。结论由A⁃PRF与β⁃TCP组成复合物能促进OPG表达,抑制RANKL表达和p38MAPK磷酸化,减少新生骨组织细胞凋亡,促进成骨分化。

人工骨材料β⁃磷酸三钙在牙槽嵴裂骨缺损修复中的应用

目的探讨β⁃磷酸三钙(β⁃tricalcium phosphate,β⁃TCP)、骨形态发生蛋白⁃2(bone morphogenetic pro⁃tein⁃2,BMP⁃2)在牙槽嵴裂修复中的成骨效果。方法选择2016年1月-2021年5月于首都医科大学附属北京口腔医院就诊的单侧牙槽嵴裂患者59例,根据使用骨修复材料的不同将其分为3组,A组为自体骨,共22例;B组为β⁃TCP,共18例;C组为BMP⁃2+β⁃TCP,共19例。将同一患者术前术后CBCT数据导入Mimics 21.0软件中,通过CBCT三维重建的方法,分别计算术前骨缺损体积及新成骨体积,计算成骨率,评估其成骨效果。结果3组术后伤口均愈合良好,无植入材料排出,无感染、裂开、排异等症状。术后12个月,3组患者CBCT扫描及三维重建图像可见牙槽嵴裂隙区内有新生骨桥形成,新生骨组织在影像密度上与正常骨组织没有明显差别,上颌骨的连续性得到不同程度的恢复。自体骨组成骨率为65.00%±16.66%,β⁃TCP组及BMP⁃2+β⁃TCP组成骨率分别为69.82%±17.60%、71.35%±17.51%,与自体骨组比较,差异均无统计学意义(P=0.382、P=0.244);且β⁃TCP组与BMP⁃2+β⁃TCP组两组成骨率相比,差异无统计学意义(P=0.789)。结论β⁃TCP可以替代自体骨用于修复牙槽嵴裂,β⁃TCP中添加BMP⁃2并未明显提高成骨率。

3D打印白硅钙石支架材料在大鼠Onlay骨移植中的应用

目的评价3D打印白硅钙石(bredigite,BRT)骨支架材料在大鼠Onlay骨移植中的效果。方法通过3D打印技术制备骨BRT支架材料作为实验组,β⁃磷酸三钙(β⁃tricalcium phosphate,β⁃TCP)骨支架材料作为对照组,通过扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、X射线衍射(X⁃ray diffraction,XRD)、力学测试和体外降解测试实验对其进行表征观察。建立SD大鼠颅骨Onlay骨移植的动物模型,根据移植物的不同,分为自体骨移植组(Auto组)、β⁃TCP组及BRT组。术后12周获取标本行大体观察、micro⁃CT扫描检测分析、组织学HE染色。结果SEM观察显示,BRT有规则的多孔结构,XRD衍射峰较为锐利。与β⁃TCP组(11.29±1.30)MPa相比,BRT支架材料(46.80±3.44)MPa具有更好的力学强度(P<0.001);在体外第35天时,BRT降解率为27.18%±1.41%,并且在降解过程中释放钙、镁、硅离子。micro⁃CT及组织学染色实验结果提示,Auto组有一定程度的骨吸收,β⁃TCP和BRT组均有一定新骨生成。micro⁃CT和组织学定量结果,BRT组新生骨组织占比分别为16.83%±2.11%和19.08%±2.17%,均高于β⁃TCP组(8.48%±1.85%,10.81%±1.33%)(P<0.05)。结论3D打印BRT骨支架材料促进Onlay骨移植中的骨再生。