脱钙骨颗粒骨水泥骨形成蛋白复合材料配方优化研究

目的 探讨脱钙骨基质颗粒 (DBM)、骨水泥 (BC)、牛骨形成蛋白 (bBMP)的最佳比例和最方便的复合方法。方法 提取bBMP ,制备狗DBM ,二者按 1∶2 5的质量比用直接掺合法和吸附法复合后 ,再与BC按不同的质量比复合 ,将复合后的材料行体外生物力学测定和扫描电镜观察 ,体内成骨诱导活性测定和植入实验。结果 bBMP与DBM直接掺合和吸附法复合后 ,所得材料的成骨诱导活性无差别。复合材料中DBM的质量比≤ 40 %时 ,材料内部的大部分间隙 <10 0 μm ,空隙率 <2 0 %,不利于新生血管长入和新骨形成。DBM的质量比≥ 80 %时 ,DBM和BC不能复合在一起 ,从而失去塑形性。DBM的质量比在 5 0 %～ 75 %的范围内 ,随DBM质量比的增加生物力学强度逐渐降低而成骨诱导和血运重建的质量越好。结论 bBMP与DBM复合以直接掺合法最方便而不影响复合材料的成骨诱导活性。DBM的质量比为 5 0 %～ 6 0 %时 ,复合材料既具有相当的生物力学强度 ,又利于诱导新骨形成和血运重建 ,适宜于修复承重部位的骨缺损 ,比例为 75 %时可用于修复非承重部位的骨缺损。

双相沉降法重构同种异体脱钙颗粒骨/Ⅰ型胶原的制备及细胞相容性

背景:同种异体脱钙颗粒骨的重构塑型是目前材料开发的热点研究,但至今仍未找到理想的方法。目的:采用双相沉降法用Ⅰ型胶原将同种异体脱钙颗粒骨黏合制备成重构同种异体骨,并体外考察其与骨髓间充质干细胞的生物相容性。设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-09/12在山西省医用组织库完成。材料:成年健康Wistar大鼠18只。Ⅰ型胶原为美国Sigma公司生产。方法:取10只大鼠四肢骨,制备同种异体脱钙颗粒骨,用双相沉降法将Ⅰ型胶原和同种异体脱钙颗粒骨制备成凝胶样复合体;取8只大鼠股骨,分离培养骨髓间充质干细胞;取第5代细胞,分别与同种异体脱钙颗粒骨/Ⅰ型胶原、同种异体脱钙颗粒骨共培养,另以单纯骨髓间充质干细胞为空白对照组。主要观察指标:双色流式细胞仪分析细胞表型特征。复合培养第7天倒置显微镜观察细胞的黏附和生长状况。复合培养第5天扫描电镜观察同种异体脱钙颗粒骨/Ⅰ型胶原的表面结构和细胞生长情况。共培养第4,7天时收集并计数细胞量,用全自动生化分析仪测定碱性磷酸酶含量。结果:①细胞呈CD45-CD90+CD44+CD71+,符合骨髓间充质干细胞表面抗原特征。②共育7d时,倒置显微镜观察各组细胞形态无明显差异,生长状态良好。③共育4,7d时,活细胞数和碱性磷酸酶活性测定结果显示,同种异体脱钙颗粒骨/Ⅰ型胶原组显著高于同种异体脱钙颗粒组和空白对照组(P<0.01)。④扫描电镜观察重构同种异体骨由胶原联结成团块状,表面粗糙。同种异体脱钙颗粒骨/Ⅰ型胶原组共育5d时,细胞紧密贴附于材料表面,有长突起伸入材料内部;同种异体脱钙颗粒组细胞贴附较少。结论:双相沉降法制备的重构同种异体骨(同种异体脱钙颗粒骨/I型胶原)具有良好的细胞相容性。

人脱钙骨基质颗粒的制备及对骨缺损修复的作用

目的为临床上修复骨缺损，特别是修复微波诱导高温灭活后遗留的骨缺损提供修复材 料。方法取健康成人新鲜尸骨，用改良的Urist 方法制备成直径2.5mm的脱钙骨基质颗粒（D BM），γ－射线（100万拉德）辐射消毒。小白鼠股部肌袋埋入行成骨诱导活性测定。置8 0℃冰箱保存备用。结果自制的DBM（20g/袋）供应临床使用，未发生任何并发症。结论自制 的人DBM完全能达到临床骨缺损修复应用的标准。

犬脱钙骨基质颗粒骨水泥复合材料的生物力学性能

目的 研究不同质量比的犬脱钙骨基质颗粒骨水泥复合材料的生物力学性能 ,为临床应用该复合材料修复骨缺损提供理论依据 .方法 按 U rist等方法制备犬脱钙骨基质颗粒后 ,再与骨水泥混合制成含骨粒质量比为 0 ,40 0 ,5 0 0和6 0 0 m g·g- 1 的脱钙骨基质颗粒骨水泥复合材料 ,对其抗压极限强度、抗弯极限强度、抗扭转极限强度进行测定 .结果 含脱钙骨基质颗粒质量比为 0 ,40 0 ,5 0 0和 6 0 0 mg· g- 1的复合材料的抗压极限强度分别为 (81.0± 3.0 ) ,(5 0 .4± 5 .9) ,(4 8.8± 2 .0 )和 (33.8± 3.6 ) MPa;抗弯极限强度分别为 (6 5 .3± 6 .7) ,(4 2 .9± 8.1) ,(37.2± 2 .9)和 (2 5 .0± 2 .4) MPa;抗扭转极限强度分别为 (35 .5± 0 .8) ,(16 .3± 2 .2 ) ,(13.1± 2 .0 )和 (8.0± 1.4) MPa.结论 犬脱钙骨基质颗粒骨水泥复合材料具有良好的生物力学性能 ,易于塑形 ,能根据需要适应不同部位骨缺损的要求 ,其中含骨粒质量比为 5 0 0 mg· g- 1的复合材料生物力学性能及骨诱导活性最为适宜 ,能作为支架材料有效地修复大块骨缺损 .

骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后的长期观察

目的 :探讨骨形成蛋白 (BMP) 脱钙骨基质颗粒 (DBM ) -骨水泥 (BC)复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后的生物学过程和归宿。方法 :对BMP DBM BC复合材料进行综合评价和植入动物体内进行了初步观察后 ,进一步对实验动物进行X射线照相、99Tcm MDP骨显像、大体标本观察、组织学观察、土霉素荧光标记和印度墨汁灌注染色观察。结果 :X射线照相 :术后随时间延长复合材料与宿主骨边界模糊程度增加。99Tcm MDP骨显像 :术后 18个月时实验侧同位素浓集仍略高于正常骨组织。大体标本 :初期可见复合材料处有充血炎性反应 ,至 9个月时炎性反应消退。组织学观察 :随时间延长 ,材料内部新生骨增多 ,“生物铆定”增强。土霉素荧光标记 :复合材料内大部分DBM所在部位呈现较强的黄色荧光。印度墨汁灌注 :复合材料内有大量的墨染血管。结论 :BMP DBM BC复合材料修复狗股骨微波灭活骨缺损后能够诱导新骨形成 ,复合材料与宿主骨最终形成“生物铆定”。

异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥修复兔股骨粉碎性骨折

目的探讨异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥修复严重粉碎性骨折的效果。方法制造兔右股骨粉碎性骨折的动物模型,a组用异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥并表面贴附自体骨渣进行修复;b组用异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥进行修复;c组单纯植入骨水泥进行修复作为对照组。分别于术后不同时间行X射线照相、99mTc-MDP骨扫描和组织学观察。结果a组和b组4周开始形成骨痂,12周骨痂最丰富,24周复合材料与宿主骨边缘模糊,边缘部分的异体脱钙骨基质颗粒被新生骨替代,并与宿主骨融合。a组较b组骨痂形成快。99mTc-MDP骨扫描计数a组大于b组,b组大于c组(P<0.01)。结论异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥易塑形,并具有生物学活性,能修复粉碎性骨折,表面贴附自体骨渣进行修复效果更为理想。

牛骨形成蛋白与异体脱钙骨基质颗粒及骨水泥复合修复椎体骨缺损:3个月效果随访

目的:将骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料用于临床修复椎体骨缺损,观察其临床效果,分析椎体骨缺损的修复与重建方法。方法:以2004-04/2006-02在解放军济南军区总医院脊髓修复科就诊的脊髓损伤患者23例为观察对象,男15例,女8例。提取牛骨形成蛋白,制备异体脱钙骨基质颗粒,将二者按1∶25的质量比复合后,与骨水泥以1∶1的质量比制成复合材料,经充分的动物实验评价后应用到临床。手术方法:所有患者均行气管插管全麻。T10,S1采用后方入路,其余均取前路,前路以CT和(或)MRI示脊髓受压较重的一侧进入。彻底清除对脊髓形成压迫的部分,对局部遗留的空洞清理干净,待骨水泥到拔丝期时将骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒复合物加入混匀复合在一起,复合物固化前植入椎体骨缺损部位,剩余的复合物在台下观察,完全固化后冲洗切口,缝合。为了加强重建椎体的稳定性,同时应用内固定。其中1例因椎体外壳坚硬且完整,复合材料重建后稳定性很好,故未用内固定。术后定时随访,以患者主观感觉和复查时的影象学资料为判定标准。结果:23例患者获得平均9个月的随访。①X射线片示复合材料填充的骨缺损处在术后1个月时可见复合材料与宿主骨边缘模糊,于3,6,9,12,18个月模糊程度缓慢增加,外围骨痂逐渐重新塑建。23例患者无椎体移位,与复合材料相邻的椎体无塌陷,复合材料所在的脊柱节段无侧弯,内固定物无断裂和松动。1例没用内固定的患者,也没有发生椎体移位和脊柱侧弯。②17例获得了3～12个月(平均(9±2)个月)的MRI随访。MRI示术后脊髓减压充分,复合材料处在T1像上呈低信号,复合材料与宿主骨之间没有间隙。在T2像上,复合材料所在部位呈高信号。③患者脊柱无畸形,应用后无不良反应。结论:骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料是修复椎体骨缺损的理想材料,在体内可与宿主骨最终形成“生物铆定”。

异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥修复兔下颌骨缺损的放射影像学和组织学研究

目的探讨异体脱钙骨基质颗粒和骨水泥复合修复下颌骨骨缺损的效果。方法用异体脱钙骨基质颗粒复合骨水泥修复兔右下颌骨的骨缺损,左侧单纯植入骨水泥做对照。分别于术后不同时间行X-射线照相、99mTc-MDP骨扫描、组织学观察。结果4周开始形成骨痂,12周骨痂最丰富,24周复合材料与宿主骨边缘模糊,边缘部分的异体脱钙骨基质颗粒被新生骨替代,并与宿主骨融合。结论异体脱钙骨基质颗粒和骨水泥复合易塑形,还具有生物学活性,是修复下颌骨缺损的理想材料。

人脱钙骨基质颗粒的制备及应注意的问题

目的 :为临床上修复骨缺损 ,特别是修复微波诱导高温灭活的遗留的骨缺损提供修复材料。方法 :取健康成人新鲜尸骨 ,用改良的 Urist方法制备成直径 2 .5mm的脱钙骨基质颗粒 (DBM) ,γ-射线 (1 0 0万拉德 )照射消毒。小白鼠股部肌袋埋入行成骨诱导活性测定。置 - 80℃冰箱保存备用。结果 :自制的 DBM2 0 0份(2 0 g/份 )供应临床使用 ,未发生任何并发症。结论 :掌握 DBM制备过程中的关键环节 ,特别是取材和消毒问题是成功的保证 ;同时可避免环氧乙烷消毒引起的各种并发症。临床实践证明 ,自制的人 DBM完全能达到临床应用的标准。

不同比例脱钙骨基质颗粒和骨水泥复合物修复兔股骨骨缺损

背景:新近研究表明骨水泥诱导成骨能力较差、在体内降解过慢,其单独应用的效果并不理想。因此,需要对其进行改型,希望研制出一种能克服上述缺点的新型材料运用于临床。目的:观察脱钙骨基质颗粒、丙烯酸树脂骨水泥复合物填充修复股骨骨缺损的能力,从而确定该复合材料的最佳配方。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/09在重庆医科大学动物实验中心完成。材料:将脱钙骨基质颗粒和丙烯酸树脂骨水泥按不同质量比例(2∶8,3∶7,4∶6,5∶5,6∶4)构成复合材料。方法:在新西兰大白兔双侧股骨制备骨缺损填充模型,将各比例复合材料植入骨缺损处,以单纯丙烯酸树脂骨水泥材料作为对照。主要观察指标:对复合材料和单纯材料进行扫描电镜观察及生物力学测试。在术后4,8,12周时进行大体标本观察、组织病理学、X射线片观察,比较其修复填充骨缺损的能力。结果:脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比在3∶7～6∶4的范围内,复合材料中存在较多100μm以上的裂隙,当质量比小于3∶7时,材料内部的大部分间隙<100μm,质量比大于6∶4时两种材料不能有效地凝固在一起。随质量比的增加,材料抗压极限强度递减,各组数据经方差分析,差异具有显著性意义(P<0.05)。在各时间点大体标本观察、组织病理学、X射线片观察显示骨缺损填充部位均有不同程度新骨形成。12周时脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比在4∶6时骨结合率最高。结论:随着脱钙骨基质颗粒质量比的增加,孔隙越丰富而材料力学强度逐渐降低。脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比为4∶6时修复低承重部位松质骨的骨缺损效果较好。

椎弓根固定联合可诱导冻干脱钙骨复合自体骨植骨融合对TLBF的近远期效果分析

目的探讨胸腰段脊柱爆裂性骨折(TLBF)应用椎弓根固定与可诱导冻干脱钙骨颗粒(DBM)复合自体骨植骨融合(ABGF)联合治疗的远近期效果。方法回顾性分析2017年1月-2018年8月长江航运总医院收治的且至少随访1年以上的TLBF 76例患者临床资料,根据治疗方法不同分为观察组与对照组,其中接受椎弓根固定治疗36例为对照组,而加用可诱导冻干DBM复合ABGF联合治疗的40例为观察组。评价术后1个月、6个月、12个月时JOA评分,调查术前、术后6个月、术后12个月时Cobb角、伤椎前缘高度、伤椎中部高度,记录并发症,并比较。结果观察组术后1个月、6个月、12个月时JOA评分明显低于对照组(P<0.05);组间术前Cobb角、伤椎前缘高度、伤椎中部高度对比均无显著差异(P>0.05),术后6个月、12个月时观察组Cobb角更低,而伤椎前缘与中部高度更高,与对照组差异显著(P<0.05);两组并发症率无显著差异(P>0.05)。结论TLBF应用椎弓根固定与DBM复合ABGF联合治疗,相比单纯椎弓根固定治疗,可减少并发症发生,更好地改善JOA评分,以及Cobb角、伤椎高度,值得应用。

复合硫酸钙-脱钙骨基质人工骨聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的理化性能

背景:临床研究表明,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的生物活性较差,不太适合单独用于经皮椎体成形。目的:探索一种能满足经皮椎体成形填充材料理化要求的具备生物活性的多孔复合材料。方法:将碳酸氢钠、硫酸钙-脱钙骨基质颗粒粉末和聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥按不同质量比例(1:40:60,0:40:60,1:0:100)混合构成A、B、C3种复合材料。检测各种复合物凝固时间、聚合温度、抗稀散性及成型材料的抗压性,以扫描电镜观察其超微结构。结果与结论:A、B组与C组材料的凝固时间、聚合温度、抗压强度比较差异有显著性意义,但均符合经皮椎体成形填充材料基本要求,抗稀散性均良好。扫描电镜示A组结合较B、C组材料疏松,材料内部孔隙较多。提示复合材料A具有良好的理化性能,能满足作为经皮椎体成形填充材料的基本条件,且具备较好的孔隙结构,可以进一步研究其组织相容性、可降解性、骨传导性及骨诱导性等生物学性能。

复合骨形成蛋白骨修复材料的生物相容性研究

目的 :近年来脱钙骨基质颗粒复合骨水泥已用于修复微波诱导高温原位灭活骨肿瘤性骨缺损 ,在此基础上再复合骨形成蛋白可提高其成骨诱导活性。为推广临床应用 ,本文拟对其生物相容性进行研究。方法 :制备脱钙骨基质颗粒 ,提取牛骨形成蛋白 ,与骨水泥按不同质量比复合后植入小白鼠腹腔内行急性、亚急性毒性试验 ,植入小白鼠后腿股部肌肉内行肌肉刺激试验 ,体外行溶血、凝血试验和骨内埋入试验。结果 :急性毒性试验动物无死亡 ,亚急性毒性试验术前、术后动物体重、红细胞、白细胞和血红蛋白无统计学差别 (t检验 ,P >0 .0 5 ) ,对肌肉无刺激 ,体外对溶血、凝血功能无影响 ,植入骨内无不良反应 ,6个月即可与宿主骨形成“生物铆定”。结论 :该复合材料生物相容性好 ,易塑形 ,具有很强的成骨诱导活性 ,能满足修复不同部位。

骨形成蛋白复合材料修复狗椎板缺损的实验研究

目的探讨骨形成蛋白与脱钙骨基质颗粒、骨水泥复合后修复狗腰部椎板缺损的效果。方法制备异体狗脱钙骨基质颗粒，提取牛骨形成蛋白并行成骨诱导活性测定。将脱钙骨基质颗粒、骨水泥与骨形成蛋白复合后行扫描电镜观察和生物力学测定。无菌操作造成狗腰部椎板缺损，用复合材料覆盖修复，术后不同时间进行X射线照相、99mTc－MDP骨显像和组织学观察。结果自提的牛骨形成蛋白具有很强的成骨诱导活性。脱钙骨基质颗粒质量比为60％的复合材料具有很好的生物力学强度，复合材料内部有新生血管和新生骨形成。结论该种复合材料极易塑形，能满足修复不同部位、不同形状骨缺损的需要。有利于新骨形成和新生血管长入，最终与宿主骨形成“生物铆定”。

骨形态发生蛋白复合材料修复兔皮质骨缺损

目的通过磷酸钙骨水泥(CPC)复合同种异体脱钙骨基质颗粒(DBM)及骨形态发生蛋白(bBMP)修复皮质骨缺损,探讨其对骨缺损的修复情况。方法在兔前肢桡骨制作长1cm的骨缺损,填充CPC与复合bBMP异体同种的DBM的复合物,应用大体标本观察、X线摄片、组织学观测、印度墨汁灌注等方法观察其对骨缺损的修复情况,对侧以单纯的CPC做对照。结果第2周开始复合材料组有血管长入,第4周X线片上显示可见、骨痂形成,12周后,复合材料与两端的骨质愈合良好,局部板层骨致密,哈夫氏系统排列整齐。结论磷酸钙骨水泥复合bBMP及同种异体脱钙骨颗粒修复、皮质骨缺损有较好的效果。

组织工程化骨替代材料的评价及其在修复骨肿瘤性骨缺损中的应用

目的制备和综合评价组织工程化骨替代材料并用于修复骨肿瘤所导致的骨缺损。方法制备狗和人的异体脱钙骨基质颗粒(DBM),提取牛骨形成蛋白(bBMP)并经成骨诱导活性测定,将bBMP与DBM用直接掺和的方法复合后,再与骨水泥(BC)混合制成组织工程化复合材料,进行综合评价后备用。56例下肢骨肿瘤患者在微波诱导高温原位灭活后,应用组织工程化复合材料对遗留的骨缺损进行修复重建。结果bBMP、DBM和BC组织工程化复合骨修复替代材料具有良好的生物相容性、很强的生物力学强度和成骨诱导活性,并且具有良好的粘合性和可塑形性。临床应用56例,经平均9个月的随访,效果良好且无任何不良反应。患肢膝关节功能评价,优52例(93%),良4例(7%),优良率100%。结论bBMP、DBM和BC组织工程化复合骨修复替代材料是目前修复骨缺损理想的产品,有广阔的临床应用前景。

组织工程化骨修复材料的弹性模量测定及其临床意义

目的对组织工程化骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料进行弹性模量测定并探讨其临床意义。方法提取牛骨形成蛋白(bBMP)并进行成骨诱导活性测定,制备人的异体脱钙骨基质颗粒(DBM),将bBMP与DBM以1:25的质量比复合后,再与骨水泥(BC)按0:10,4:6,5:5,6:4和7.5:2.5的质量比进行复合,对所得的骨形成蛋白-脱钙骨基质颗粒-骨水泥复合材料进行弹性模量测定,并与正常人成年男性的股骨、股骨下端松质骨的弹性模量相比较。结果对测定结果进行统计学分析,含bBMP-DBM复合物75%的复合材料的弹性模量与正常成年男性股骨下端松质骨的弹性模量差异无显著性意义,P<0.01,其余各组两两比较均差异有显著性意义,P>0.01。结论含bBMP-DBM复合物75%的复合材料与成年男性股骨下端松质骨的弹性模量相接近,用其修复靠近关节面附近骨缺损可有效的防止关节的退行性变。

组织工程骨促进大鼠骨缺损修复的实验研究

目的探讨组织工程骨对大鼠骨缺损的修复效果。方法取16只成年健康Wistar大鼠,体重250～300g,雌雄不限,制备血小板裂解液(plateletlysate,PL)。将PL、异体脱钙骨颗粒(allogeneic decalcified bone granules,ADBG)与ColⅠ凝胶混合,构建PL/ADBG/ColⅠ(PAC)及ADBG/ColⅠ(AC)。取8只成年健康Wistar大鼠,体重250～300g,雌雄不限,分离培养BMSCs。取第5代BMSCs以1×106个/mL浓度接种至PAC复合培养,体外构建组织工程骨(PACB)。另取成年健康Wistar大鼠40只,制备双侧股骨髁缺损模型,随机分为A、B、C、D4组(n=10),分别植入400mgPACB、PAC、AC和ColⅠ。术后4周,行X线片及组织学观察、ALP活性检测,评价骨缺损修复效果。结果术后4周,A、B、C、D组骨密度分别为(7.31±0.54)、(4.36±0.67)、(2.12±0.47)、(1.09±0.55)像素;修复区新生骨软骨和成活的移植骨片总面积分别为(412.82±22.31)、(266.57±17.22)、(94.34±20.22)、(26.12±12.51)像素/视野;股骨髁内ALP含量分别为(94.31±7.54)、(69.88±4.12)、(41.33±3.46)、(21.03±3.11)U/L;以上指标A组均高于B、C、D组,D组最低,差异均有统计学意义(P<0.05)。流式细胞仪分析显示,T细胞亚群CD3+CD4+CD8-、CD3+CD8+CD4-百分比和CD4/CD8比值在各组间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论体外构建的PACB可促进大鼠骨缺损修复。