β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨生物相容性及在脊柱融合模型中的应用

背景:β磷酸三钙和α半水硫酸钙备的人工复合骨具有多孔颗粒形态,生物相容性较高,用于脊柱融合模型中有助于融合率的提高,但该结论尚未得到证实。目的:观察β磷酸三钙/α半水硫酸钙复合人工骨的制备方法、生物相容性及在脊柱融合模型中的应用效果。方法:(1)将二水硫酸钙在定点的条件、温度下脱水制备α半水硫酸钙;取健康牛松质骨经脱细胞、脱脂后在特点的条件、温度下煅烧制备β磷酸三钙多孔颗粒,溶于无水乙醇中,混悬,烘干后制备β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨。取购置的兔骨膜成骨细胞与复合材料共同培养,观察细胞形态、黏附能力及增殖活力;(2)取新西兰大白兔30只,建立双侧新西兰大白兔胸椎多节段后外侧脊柱融合模型,左侧植入β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨,右侧植入自体骨进行对照,比较2组融合率变化。结果与结论:(1)细胞形态:相差显微镜观察可见,L929系细胞株培养3 d后在β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨上贴壁数量相对较少;培养5 d后细胞在人工骨上贴壁相对密集;扫描电镜下β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨表面存在许多结晶颗粒,表面吸附细胞相对较多;(2)β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨植入后4周融合率,高于自体骨(P<0.05);(3)自体骨植入后4周组织切片中骨侧小梁稀疏杂乱,可见新生的骨组织,无核的自体骨移植骨块占据主导地位;融合后8周自体骨移植骨周围新生骨组织进一步增多;β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨植入后4周材料结构清晰可见,未见降解碎片,内部存在少许新生骨组织;植入后8周材料被新生骨组织包围,骨小梁增粗,人工骨开始降解;(4)结果证实:制备的β磷酸三钙和α半水硫酸钙复合人工骨用于脊柱融合模型中能获得较高的融合率。

凝胶型E基质在大鼠脊柱后外侧融合中的应用

背景:重组人骨形态发生蛋白(recombinant human bone morphogenetic protein,rhBMP)的骨诱导能力已在各种动物模型和临床试验中得到验证。目的:利用大鼠脊柱后外侧融合模型,分析凝胶型E基质作为rhBMP-2的新型载体在脊柱后外侧融合中的作用。方法:建立大鼠后外侧融合模型,105只Lewis雄性大鼠在相同条件下分别在L4-5横突间植入可吸收明胶海绵复合不同质量的rhBMP-2,对加或不加凝胶型E基质进行分组观察。结果及结论:10μg和3μgrhBMP-2两组融合率100%,1,0.5,0.1μgrhBMP-2组的融合率分别是40%,10%,0%。加E基质的0.5μg以上的rhBMP-2组全部融合,而0.1,0.05μgrhBMP-2组未发现融合迹象。Micro-CT扫描提示3μgrhBMP-2复合明胶海绵加E基质与10μgrhBMP-2复合明胶海绵组融合节段形成的新生骨骨量相似,而0.1,0.05μgrhBMP-2不管有无E基质,都无新骨形成。说明应用E基质作为载体能明显提高rhBMP-2在脊柱后外侧的融合成功率,但当rhBMP-2的剂量过小时,使用E基质做载体也不能达到预期的脊柱融合。