胶原基骨、天然煅烧骨在大鼠颅骨缺损修复术中的诱导成骨效果对比观察

目的对比观察胶原基骨和天然煅烧骨在大鼠颅骨缺损修复术中的诱导成骨效果。方法18只SD大鼠随机分为3组,每组6只,均建立SD大鼠颅骨双侧临界尺寸骨缺损模型,均行缺损修复术,术中颅骨一侧缺损部位填充胶原基骨(胶原基骨组),另一侧缺损部位填充天然煅烧骨(煅烧骨组)。术后第4、8、12周,取大鼠颅骨双侧缺损部位新生的骨组织,通过Micro-CT方法及病理检查结果评价成骨效果[成骨速度(新生骨骨体积分数、新生骨骨面积分数)、成骨质量(骨小梁数量、厚度、间隙;新生骨组织中纤维结缔组织、新生毛细血管数量)],并比较。结果Micro-CT结果显示,术后第4、8、12周,胶原基骨组的新生骨骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度均高于天然煅烧骨组,骨小梁间隙低于煅烧骨组。HE染色结果显示,术后第4、8、12周,与煅烧骨组比较,胶原基骨组的新生骨骨面积分数高。胶原基骨组胶原基骨吸收速度快,新生骨含较多的结缔组织、新生血管,骨质较软;煅烧骨组天然煅烧骨吸收速度慢,新生骨中结缔组织、血管较少,骨质偏硬。结论在大鼠颅骨临界尺寸骨缺损修复术中,胶原基骨诱导成骨的速度较快,成骨量高,吸收快,新生骨组织中结缔组织、新生血管多,新生骨质类似“松质骨”;天然煅烧骨诱导成骨速度较慢,新生骨组织中结缔组织、新生血管少,新生骨质类似“皮质骨”。

兔股骨髁临界性骨缺损动物模型制备及临界骨缺损值

背景:兔股骨远端骨缺损模型被研究者们广泛用于骨缺损替代骨组织工程材料的测试,但对于兔股骨髁圆柱形骨缺损模型的大小文献报道不一,直径分布在5-9 mm,深度8-12 mm,目前尚无统一的标准。目的:建立兔股骨髁不同尺寸骨缺损模型,确定兔股骨髁临界性骨缺损尺寸。方法:6月龄雄性新西兰白兔18只,随机分为3组,每组各6只,分别建立骨缺损模型,骨缺损直径依次为5,6,7 mm,深度均为10 mm,双侧手术,共计12侧。分别于术后第1天及术后第4,8,12周行CT扫描及三维重建,CT-Hedberg评分评价骨缺损愈合情况;于术后12周处死新西兰白兔,取出股骨髁缺损样本,通过大体观察和苏木精-伊红染色分析缺损区愈合情况。实验方案经徐州医科大学实验动物道德伦理委员会批准。结果与结论:①术后所有兔均存活,术后12周大体观察示:直径5 mm组缺损由新生骨组织充填,股骨髁塑形良好,骨缺损基本完全修复;直径6 mm组、直径7 mm组骨缺损区可见明显凹陷,新生骨组织较少,骨缺损未修复;②CT图像示:术后第4,8周,直径5 mm组缺损区逐渐减小,断端桥接;直径6 mm、直径7 mm组缺损区仅周边有少量新生骨长入,缺损面积较前稍减小;术后第12周可见直径5 mm组皮质骨结构完整、连续,骨缺损基本完全修复;直径6 mm组骨缺损部分修复;直径7 mm组缺损未修复,仍可见明显缺损空腔存在;③CT-Hedberg评分显示,术后各时间点直径6 mm组评分显著低于直径5 mm组(P<0.05);与直径7 mm组比较差异无显著性意义(P>0.05);④组织学结果示:术后12周直径5 mm组缺损区出现排列不规则的骨小梁结构,并可见大量新生骨组织填充,其他2组在骨缺损周边可见部分新生骨小梁存在,但缺损区新生骨组织填充较少;⑤结果说明,在12周的实验观察期内,在缺损深度同为10 mm的条件下,直径>6 mm的股骨髁缺损未能自行愈合,而直径<6 mm的股骨髁缺损基本完全修复。此结果符合临界骨缺损的标准,故直径6 mm可作为兔股骨髁临界骨缺损值。

载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合BMSCs修复大鼠颅骨缺损的实验研究

目的:探讨载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)构建组织工程骨,修复大鼠颅骨临界尺寸骨缺损的可行性以及效果。方法:24只雄性大鼠随机均分为3组;在大鼠颅骨人字缝两侧各做一直径5mm的骨缺损。每组16个骨缺损再随机分为:载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs(Brdu标记的BMSCs)组(n=4);载辛伐他汀PLGA/CPC组(n=4);单纯PLGA/CPC组(n=4)以及空白对照组(n=4)。术后4、8、12周取标本分别进行大体观察,HE染色及免疫组织化学染色来评价骨再生情况。结果:术后4、8、12周组织学观察表明载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs组的成骨质量和速度明显优于其他3组,免疫组化结果显示载辛伐他汀PLGA/CPC/BMSCs组骨钙素(OC)阳性表达IOD值明显高于其他3组。结论:载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合BMSCs可以诱导大鼠颅骨临界尺寸骨缺损内的新骨形成,成骨质量优于其他3组,而且可以明显缩短骨愈合时间。

滚压载荷下成年和幼年软骨的棘轮行为

背景:国内外学者对关节软骨在不同力学环境及循环压缩载荷下的受力情况做了不少研究,但均集中在循环压缩载荷对软骨的作用,有关软骨年龄因素对软骨力学特性影响的研究和软骨在复杂受力环境下的特性研究不深入。目的:研究不同滚压载荷条件对成年和幼年关节软骨棘轮行为的影响。方法:以成年猪股骨软骨和幼年猪股骨软骨为实验对象,在不同实验条件下(压缩量:10%,20%,30%;滚压速率:1.66,3.44,6.68 mm/s;缺损宽度:1,2,4 mm)采用滚压加载装置施加载荷,同时使用非接触数字相关技术对加载过程中的试样进行图像采集,通过分析处理图像,研究循环滚压载荷作用下成年及幼年关节软骨的棘轮行为。结果与结论:(1)在滚压载荷下,随着滚压循环载荷的进行,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变都呈现先快速增加后缓慢增加的趋势;(2)随着压缩量的增加,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变都增加;在相同压缩量下,幼年软骨的棘轮应变大于成年软骨,并且他们的棘轮应变沿着软骨深度从表层到深层逐渐降低;(3)随着滚压速率的增加,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变减小;(4)1 mm微型缺损关节软骨的棘轮应变数值和趋势与完整无缺损软骨大致相同。在2,4 mm缺损状态下,缺损软骨的棘轮应变值均比同样条件下完整软骨的棘轮应变值要高。

Computational Study of the A0 Scattered Field Due to an Edge Delamination

Delamination detection presents a pertinent problem for SHM be no visible signs of the damage on the surface of the structure. （structural health monitoring）, as in most cases, there may This study investigates the scattering of a zeroth-order anti-symmetric （A0） Lamb wave mode by an edge delamination using the commercial FE （finite element） package ABAQUS. The Ao Lamb mode is chosen because the corresponding stress distribution is more sensitive to delamination than is the case for symmetric modes. The paper presents results for the scatter field for various angles of incidence, and for varying defect sizes. The regime of small defect size relative to the incident wavelength is of particular interest for SHM as it corresponds to early damage detection. It is shown that, in this regime the scattered field appears to originate from a point source at the origin of the delamination, and the corresponding amplitude is linearly proportional to area of the delamination. These results can be used to guide the use of Lamb waves to detect and quantify edge delamination in plate-like structures.