多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构人工骨对兔骨缺损修复及成血管的影响

背景:前期研究证实多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管成骨优良,而血管再生在成骨过程中较为关键,探索多尺度微管结构在其成血管中的作用及相关机制意义重大。目的:探索多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构对兔骨缺损修复及成血管的影响。方法:构建多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构与羟基磷灰石/壳聚糖单体结构,将两种材料分别与骨髓间充质干细胞共培养,21 d后电镜下观察材料对细胞的吸附能力及细胞状态。在48只成年新西兰大白兔桡骨部位制作骨缺损模型,实验组(n=24)植入多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构材料,对照组(n=24)植入羟基磷灰石/壳聚糖单体结构材料,术后4,8,12周分别进行放射性核素骨显像、X射线片检查、组织形态学、CD31免疫组化染色及血管内皮生长因子蛋白检测。动物实验得到江西省人民医院伦理委员会批准。结果与结论:(1)电镜下可见,多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构材料孔隙相通,具有良好的空间结构,其表面吸附的骨髓间充质干细胞多于羟基磷灰石/壳聚糖单体结构材料。(2)放射性核素骨显像显示,实验组术后各时间点的血池成像均高于对照组(P<0.05)。(3)X射线片显示,实验组各时间点的骨痂形成多于对照组。(4)苏木精-伊红染色显示,实验组术后12周时骨缺损植骨区域内可见大量的新生血管及成骨,对照组术后12周时仅见骨折断端少许再生血管及成骨细胞附着;CD31免疫组化染色显示,实验组各时间点的微血管密度高于对照组(P<0.05)。(5)Western Blot检测显示,实验组各时间点的血管内皮生长因子蛋白表达均高于对照组(P<0.05)。(6)结果表明,多尺度羟基磷灰石/壳聚糖微管结构材料较其单体结构具有更加良好的成骨与成血管能力。