含铈硅酸钙修饰的PET人工韧带对移植物-骨愈合影响的实验研究

目的:观察含铈硅酸钙(Ce-CS)修饰的PET人工韧带对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow mesenchymal stem cells,rBMSCs)增殖和成骨分化的影响,及其在动物体内对移植物-骨愈合的影响。方法:根据PET韧带表面处理情况分为2组:PET组(PET材料未经任何表面处理)和Ce-CS组(PET韧带经含铈硅酸钙进行表面修饰)。将rBMSCs接种到上述两组不同的材料上,培养一段时间后进行各项检测。扫描电镜(SEM)和X线能谱分析(EDS)观察材料涂层情况。rBMSCs在材料上接种培养1、3、7天后,使用Cell Counting Kit-8(CCK-8)试剂盒,检测rBMSCs细胞增殖情况。rBMSCs经成骨诱导培养7天和14天后,检测碱性磷酸酶(ALP)的活性,Real Time PCR(RT-PCR)检测骨钙蛋白(OCN)、Ⅰ型胶原(COL-1)的表达;诱导培养21天后,进行茜素红染色。选取12只新西兰大白兔,建立关节外腱-骨愈合模型。左侧植入未经处理的PET韧带,右侧植入Ce-CS修饰的PET韧带。在韧带植入8周后处死兔子,取出股骨样本,分别进行Micro-CT和Masson、HE染色。结果:SEM和EDS结果显示,Ce-CS材料涂层的PET韧带制备成功。CCK-8结果显示,Ce-CS组细胞在接种培养后第3天和第7天的增殖情况要优于对照组(P<0.05)。诱导培养7天和14天后,Ce-CS组ALP活性均高于对照组(P<0.05);诱导培养7天后OCN表达高于对照组(P<0.05);诱导培养14天后,OCN、COL-1表达均高于对照组(P<0.05)。Ce-CS组形成的矿化结节要多于对照组(P<0.05)。Micro-CT结果显示,CE-CS组骨缺损处的骨矿密度(BMD)、相对骨体积(BV/TV)均高于对照组。Masson、HE染色显示Ce-CS组韧带与宿主骨之间连接较为紧密,有较多新生骨组织生成,对照组与宿主骨之间连接疏松,未见有新生骨组织生成。结论:含铈硅酸钙修饰的PET韧带在体外能够明显促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化,体内能够促进新骨再生,促进人工韧带与宿主骨之间的愈合。

生物活性玻璃修饰聚对苯二甲酸乙二醇酯对骨愈合的影响

背景:聚对苯二甲酸乙二醇酯人工韧带材料具备优良的力学性能,但其生物相容性有待提高。目的:观察生物活性玻璃修饰聚对苯二甲酸乙二酯对骨愈合的影响。方法:1体外实验:将聚对苯二甲酸乙二酯(对照组)、生物活性玻璃-聚对苯二甲酸乙二酯复合物(实验组)分别与MC3T3-E1细胞共培养,培养3 d后,观察细胞形态;培养1,3,5 d后,检测细胞增殖及碱性磷酸酶活性;2体内实验:取24只新西兰大白兔,制备单侧膝关节韧带断裂模型,随机分为2组,实验组置入生物活性玻璃-聚对苯二甲酸乙二酯复合物,对照组置入聚对苯二甲酸乙二酯。置入后6,12周,对比移植部位生物力学及组织学变化。结果与结论:1体外实验:培养3 d后,实验组细胞密度显著高于对照组;实验组培养3,5 d的细胞增殖及碱性磷酸酶活性显著性高于对照组(P<0.05);2体内实验:实验组置入后6,12周的最大轴向拔出力显著大于对照组(P<0.05)。置入后6周,对照组存在明显缺损,且缺损部位存在大量炎性细胞;实验组新骨形成界面形成骨小梁,瘢痕组织较少,界面宽度狭小。置入后12周,对照缺损部位模糊,存在明显炎性细胞,骨面上存在新骨;实验组缺损部位存在较多的新生组织,缺损部位可见少许炎性细胞;3结果表明:生物活性玻璃修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的细胞相容性、生物力学,可促进骨愈合。

挤压螺钉材质对前交叉韧带重建术的影响

[目的]比较聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)与钛合金材质挤压螺钉前交叉籾带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术对移植物-骨愈合的影响。[方法]2017年10月-2019年10月,ACL损伤患者106例纳入本研究。将患者随机分为两组,各53例。均采用LARS人工軔带行ACL重建术,PEEK组采用PEEK螺钉,而钛合金组采用钛合金挤压螺钉固定移植物。比较两组临床、实验室检测和影像资料。[结果]两组患者均顺利完成手术。与术前相比,末次随访时两组患者的Lachman试验和轴移试验的稳定性均显著改善,Lysholm评分和膝伸屈ROM增显著增加(P<0.05)。PEEK组在Lachman试验和轴移试验的稳定性,以及Lysholm评分和膝伸屈ROM均显著优于钛合金组(P<0.05)。实验室检测方面,与术前相比,术后2个月两组的血浆白蛋白、球蛋白,血清补体C3、补体C4水平比较均无显著变化(代>0.05)。相应时间点,两组间血浆白蛋白、球蛋白,血清补体C3、补体C4水平的差异均无统计学意义(P>0.05)。影像方面,随术后时间推移,两组骨隧道扩大显著增加(P<0.05),相应时间点PEEK组骨隧道扩大均显著小于钛合金组(P<0.05)。[结论]PEEK挤压螺钉具有良好的生物相容性和力学特性,更有利ACL重建移植物与骨的愈合。