膜诱导成骨技术最新研究进展

膜诱导成骨技术(Masquelet技术)是近年来治疗大型骨缺损的一种新方法,通过一期手术彻底清创并且放置间隔物使其生成生物活性膜,二期手术用骨移植物填充骨缺损部位。临床上Masquelet技术对骨缺损的治疗已经取得了巨大的成功,但是如何使该方法更好地发挥作用,目前仍需要进一步研究。该文对Masquelet技术在修复骨缺损方面的最新研究进展进行综述,以期更好地指导临床应用。

补肾强督方对强直性脊柱炎膜内成骨Wnt/β-catenin通路影响的实验研究

目的研究补肾强督方对BMSCs膜内成骨中Wnt通路的作用。{方法 BMSCs细胞分为空白对照组、西药对照组、补肾强督方低、中、高剂量组,进行膜内成骨诱导分化,ELISA法检测上清液ALP、BGP,Western blot和荧光定量PCR检测DKK-1和β-catenin蛋白和基因表达。结果补肾强督方含药血清对BMSCs能促进BMSCs成骨分化中DKK-1蛋白和mRNA表达,抑制β-catenin蛋白和mRNA表达,且呈剂量依赖性,但对成骨能力无影响。结论补肾强督方能调节BMSCs细胞成骨分化中Wnt通路,可能具有抑制AS骨化的作用。

骨质疏松性骨折膜内成骨和软骨内成骨特点的定量研究

目的通过去势大鼠骨折模型,探讨骨质疏松性骨折愈合过程中膜内成骨和软骨内成骨的特点。方法57只6月龄雌性SD大鼠,随机分为卵巢切除组(OVX)和对照组(SHAM),术后3个月pQCT随访观察到OVX组的骨密度(BMD)显著下降。随后OVX组和SHAM组均构建闭合性股骨骨折模型,每周摄X线片随访骨折愈合情况并行骨痂定量分析。第2、4、8周取材,行显微CT(micro-CT)三维骨痂定量分析和组织学分析,并于第8周采集标本进行生物力学测试。结果SHAM组膜内成骨的新生骨量在骨折愈合早期显著高于OVX组(P=0.031),骨折区域的软骨形成也较OVX组活跃,但未构成显著性差异。随着软骨内骨化的进行,SHAM组软骨内成骨区域的新生骨量显著高于OVX组(P=0.023)。骨折后8周时,SHAM组骨折愈合率高于OVX组,生物力学强度也明显优于OVX组(P=0.044)。结论骨质疏松对骨折愈合中膜内成骨和软骨内成骨的过程均产生负性作用,其分子生物学机制有待进一步探讨。

针刺对家兔骨折后不同时相膜内成骨的骨形态计量学参数的影响

目的:研究针刺对家兔骨折后不同时相膜内成骨的骨形态计量学参数的影响。方法:建立家兔右侧桡骨骨折模型,针刺双侧肝俞、肾俞、后三里及对侧前三里、四渎、外关,在不同时相(骨折后1.5 w、3 w、5 w)处死家兔,制作成骨痂标本,采用KSS image图像分析系统,测量膜内成骨的静态参数和动态参数。结果:在骨折早、中期,针刺促进家兔骨折膜内成骨的骨转换和骨形成,而在骨折后期,针刺对膜内成骨的骨组织形态计量学参数无明显影响。结论:针刺可以促进家兔骨折早期和中期膜内成骨骨痂形成的速度,但对骨量无明显影响。

外源性CGRP诱导糖尿病大鼠膜性成骨的实验研究

目的探讨外源性降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide,CGRP)对糖尿病大鼠骨膜微血管病变和膜性成骨的影响。方法建立糖尿病大鼠模型,外源性CGRP静脉注射,随机分为对照组(CON)、糖尿病组(DM)、CGRP干预组(CGRP),分别在5w、10w后观察各组大鼠骨膜微组织结构及组织计量学测定;墨汁灌注观测骨膜微血管单位面积。结果DM1骨祖细胞数较CON均增大(P<0.01),DM2骨膜厚度等均明显小于CON组(P<0.01);微血管单位面积增大,但渗透性大。CGRP骨膜厚度较DM1增多(P<0.01)。CGRP2较DM2骨膜厚度、骨祖细胞数均增大(P<0.01),微血管连续性好。结论外源性CGRP可改善糖尿病大鼠骨膜的微循环损伤,促进膜性成骨对糖尿病大鼠骨质疏松症起到修复作用。

ADAM10对小鼠颅颌面膜内成骨的影响

目的探索解聚素样金属蛋白酶10(ADAM10)对小鼠颅颌面骨骼膜内成骨的影响。方法应用组织免疫荧光染色及蛋白免疫印迹研究ADAM10在小鼠颅颌面骨中的不同时间点、不同部位的表达水平。通过cre-loxp技术在胚胎小鼠颅颌面骨骼中特异性敲除ADAM10基因,应用体视显微镜观察基因敲除小鼠的颅颌面畸形,X线检查、von Kossa染色检测基因敲除小鼠骨钙化情况,双标免疫荧光观察基因敲除小鼠骨组织细胞增殖、分化、凋亡能力的改变。结果组织免疫荧光染色显示小鼠上、下颌骨成骨活跃区ADAM10表达明显,同时蛋白免疫印迹结果证实,ADAM10在小鼠出生前后表达高,成年后表达明显降低。大体观察基因敲除小鼠身体体型较小,颅颌面畸形表现为面中部发育不足,上下颌骨发育不足,颅顶塌陷。X线片检测及von Kosaa染色显示基因敲除小鼠全身骨骼密度减低,骨组织形成较弱。免疫荧光检测发现ADAM10基因敲除小鼠下颌骨细胞增殖、成骨分化能力减低、凋亡增加。结论 ADAM10广泛表达于小鼠膜内成骨区域,可能通过影响骨组织细胞增殖、分化及凋亡来调控小鼠颅面部膜内成骨过程。

ADAM10在小鼠颅面部膜内成骨过程中的表达

目的观察解聚素样金属蛋白酶10(A disintegrin and metalloprotease 10,ADAM10)在小鼠颅面部骨骼膜发育过程中的表达变化。方法以野生型C57BL/6小鼠为实验对象,阿辛蓝-茜素红染色显示小鼠膜内成骨区域,结合免疫组织荧光,检测ADAM10在骨组织中的表达。三标免疫荧光观察ADAM10在MC3T3细胞系中亚细胞定位。蛋白免疫印迹检测ADAM10在小鼠出生前后的表达量变化。结果组织阿辛蓝茜素红染色显示小鼠前颅骨、鼻旁软骨、上颌骨、腭板和下颌骨成骨活跃,并结合免疫组织荧光检测,发现ADAM10在小鼠前颌骨、鼻旁软骨、上颌骨、腭板和下颌骨广泛表达,且主要表达在成骨活跃的区域。MC3T3细胞三标免疫荧光检测进一步定位ADAM10广泛分布在胞浆中,在质膜和细胞核附近表达高;其胞核附近的高表达信号与高尔基体共标,提示其可能在高尔基体中加工后至细胞膜发挥功能。同时,蛋白免疫印迹结果证实,ADAM10在小鼠出生前后表达高,成年后表达明显降低。结论 ADAM10广泛表达于小鼠早期颅面部膜内成骨活跃区域,提示其可能调控小鼠颅面部膜内成骨过程。

儿童头皮血肿伴膜性成骨的手术治疗分析

目的探讨儿童头皮血肿伴膜性成骨的外科手术诊治特点及预后。方法收集并分析西安市儿童医院神经外科2014年1月至2017年3月收治的62例临床资料,对其特点进行总结分析。结果 62例确诊为头皮血肿伴膜性成骨患儿中54例(87%)有产伤,8例(13%)为颅脑外伤所致;54例的膜性成骨位于顶部。全部患儿接受膜性成骨切除+颅骨整复术治疗,均无术后并发症。结论对于儿童头皮血肿伴膜性成骨的治疗应早期干预、积极手术,外科手术治疗效果肯定,预后良好。

Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合

背景:Ilizarov骨搬移治疗开放性胫骨大段骨缺损十分有效,但仍有并发症,其中对接点愈合困难是治疗难点之一。目的:探讨Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥对开放性胫骨大段骨缺损术后对接点愈合的影响。方法:选择2010年8月至2022年1月滨州医学院附属医院收治的开放性胫骨大段(骨缺损> 4 cm)骨缺损患者51例,其中28例接受单纯Ilizarov骨搬移治疗(对照组),23例接受Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗(试验组)。统计比较两组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、骨搬移过程中的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能、对接点愈合及并发症发生情况。结果与结论:(1)51例患者均获得完整随访,平均随访(22.53±5.77)个月,试验组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、术后感染率及对接点未愈合率均少于对照组(P <0.05),两组二期手术后6个月的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能优良率比较差异无显著性意义(P> 0.05);(2)结果表明,相较于单纯的Ilizarov骨搬移治疗,Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗可促进开放性胫骨骨折对接点的愈合,提高骨愈合率。

Fgf9在小鼠下颌骨发育软骨成骨及膜内成骨过程中的作用探讨

目的:观察成纤维细胞生长因子9(fibroblast growth factor 9,Fgf9)基因敲除小鼠模型中下颌骨发育的骨质变化,探讨Fgf9参与下颌骨发育中的软骨成骨和膜内成骨的过程。方法:建立Fgf9基因敲除小鼠模型(Fgf9^(^(-/-)))。利用显微CT技术检测Fgf9^(-/-)的下颌骨形态及骨参数,利用原位杂交对Fgf9在下颌骨的表达进行定位,应用H-E染色和番红固绿染色对胚胎的髁突、麦克尔软骨、膜内成骨区进行组织学分析。采用SPSS 25.0软件包对数据进行统计学处理。结果:显微CT显示,Fgf9^(-/-)髁突、喙突、下颌角区形态不佳,Tb.N降低、Tb.Sp增高、BMD下降。原位杂交显示,Fgf9广泛表达于软骨膜、软骨细胞、成骨细胞、血管内皮细胞及软骨及骨的周围间充质细胞。H-E染色与番红固绿染色显示,Fgf9^(-/-)髁突软骨形态畸形、软骨基质分泌不足、肥大软骨细胞比例下降、周围骨小梁纤细且分散。Fgf9^(-/-)麦克尔软骨前段软骨成骨及下颌骨体部的膜内成骨形成的骨小梁纤细、分散且矿化不良。结论:Fgf9在髁突软骨成骨过程中,促进软骨细胞分化成熟、分泌软骨基质,同时可能促进成骨细胞分泌骨基质,从而形成粗壮且健康的骨小梁。Fgf9参与膜内成骨,通过调控成骨细胞,促进骨小梁形成和矿化。

HDAC4通过成骨作用参与骨愈合的研究进展

临床上骨折愈合以软骨内成骨和膜内成骨联合进行,新生的成骨细胞通过软骨细胞为中介形成或直接由募集的骨髓间充质干细胞分化而来。组蛋白去乙酰化酶4(recombinant histone deacetylase 4,HDAC4)通过调控软骨内成骨和膜内成骨中关键基因Runx2和MEF2调节软骨细胞肥大增生和成骨分化。通过抑制HDAC4活性的微小RNA(miRNA)能有效促进骨髓干细胞的成骨分化和软骨细胞肥大。基于以上组蛋白去乙酰化酶4抑制剂有望成为促进骨折愈合的新药。本文总结了HDAC4及作用于HDAC4的微小RNA在软骨内成骨、成骨分化中作用的研究。

Hedgehog信号通路在下颌骨发育过程中作用机制的研究进展

下颌骨的发育来源及发育过程均与全身其他骨骼有着显著差异,其发育异常会导致各种骨相关疾病,严重影响了患者的生活质量。近年来Hedgehog信号通路在骨骼发育过程中的作用越来越受到关注。Hedgehog基因包括Sonic Hedgehog(Shh)、Indian Hedgehog(Ihh)和Desert Hedgehog(Dhh)3种亚型,其中Shh及Ihh可通过多种途径参与骨代谢调节,Shh主要参与肢体发育过程,而Ihh主要是在软骨内成骨过程中发挥关键作用。Hedgehog信号通路包括Hedgehog信号蛋白配体、Patched(Ptch)受体、Smoothed(Smo)受体、核内转录因子神经胶质瘤相关癌基因同源蛋白(glioma-associated oncogene homologue,Gli)和下游靶基因等。典型Hedgehog信号通路由Gli激活调控,而非典型Hedgehog信号主要由Ptch、Smo等调控。Shh在早期脊椎动物胚胎形成过程中调控多种生物学行为,如器官的分化、神经干的形成、干细胞的分化增殖、四肢骨骼发育以及牙胚发育等;在骨细胞分化过程中,Shh、Ptch1和Gli1在成骨细胞中均有表达,进一步促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞和软骨细胞分化。Ihh对骨骼生长发育以及稳态维持具有不可或缺的功能作用,参与膜内骨领的形成、软骨细胞的增殖和成熟,Ihh在成熟的颅骨成骨细胞中表达,其可作为促成骨因子调控Ptch和骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)的表达来诱导膜内骨化过程;脑和肌肉ARNT样蛋白1(brain and muscle ARNT-like 1,BMAL1)可通过与Ptch1和Ihh结合,调节Hedgehog信号通路,在颞下颌关节的软骨形成和软骨内成骨过程中发挥关键作用;而Hedgehog信号激活剂可以改善由BMAL1缺失引起的下颌骨骨量减少。Hedgehog信号失调会对骨发育过程产生重大影响,并导致一系列骨疾病如骨发育异常、骨折、骨质疏松和骨关节炎。然而,Hedgehog信号通路与下颌骨疾病的相关作用机制尚未完全阐明,未来研究可进一步探讨Hedgehog信号作为治疗下颌骨发育相关疾病的潜在靶点。

骨膜在骨组织修复过程中的作用

骨膜是被覆在骨表面（除关节外）的结构复杂而有序的结缔组织包膜,含有多种具有成骨潜能的细胞和丰富的血管,具有良好的成骨能力。自从骨膜成骨的理论被提出后,人们不断对其在骨组织修复（骨折、骨缺损等）领域进行研究并已取得一定的成就,本文即对骨膜在骨组织修复过程中的作用及其在骨科相关领域中的应用作一综述。

兔下颌骨牵拉成骨动物模型的建立及初步观察

目的 建立兔下颌骨牵拉成骨动物模型,研究了解颅面部牵拉骨生成的规律。方法 将12 只新西兰大白兔右侧下颌骨第一磨牙前完全截骨后用牵拉器固定,左侧不做手术为对照侧。1周后以每天一次0.9 m m 的速度逐步牵拉,连续10 天。牵拉完成后1 天,2、4 和8 周每组处死3只兔,取下完整下颌骨进行大体测量,X线摄片,新骨组织学观察。结果 12只兔右侧下颌骨平均延长8.3 m m ,与对照侧比较有显著性差异(P< 0.01),无骨不连及畸形愈合。X线摄片发现,延长完成后2周牵拉间隙已被骨痂桥接,8 周时,X线片上很难分辨新骨和正常骨。组织学观察牵拉早期即有胶原束形成,随后钙化成骨,未发现软骨中介体。结论 运用牵拉成骨技术可成功地延长兔下颌骨,无骨不连和畸形愈合等并发症。

上颌骨内置式持续等张缝牵引成骨机制的实验研究

目的:通过对山羊颧上颌缝持续等张缝牵引成骨来延长上颌骨复合体,探讨缝牵引成骨的机制。方法:在山羊两侧颧上颌缝安置自主设计制作的内置式微型自动持续等张缝牵引器,缝两侧钛钉标记,术后定期拍摄X线片,并在4、6、8周切取牵引和未牵引的颧上颌缝及新生骨组织,进行组织学观察。采用免疫组化染色方法研究标本中bFGF、TGF-β1、VEGF的表达和变化。结果:在牵引力的作用下,所有山羊上颌骨复合体均成功前徙。在牵引6周时出现软骨细胞团,细胞团之间有新生骨小梁形成。间充质细胞、成骨细胞及骨细胞中bFGF、TGF-β1、VEGF均有不同程度的阳性表达或阳性表达增加,呈时间和空间上的变化。结论:经缝牵引成骨的成骨机制以膜内成骨为主,但也有软骨成骨;bFGF、TGF-β1、VEGF以及3种胶原均参与了缝牵引成骨的成骨过程,促进了间充质细胞向成骨细胞的增殖、分化及新骨的改建。

羟基磷灰/磷酸三钙双相生物陶瓷诱导成骨的成骨方式探讨

目的探讨羟基磷灰/磷酸三钙(HA/TCP)双相生物陶瓷诱导成骨的成骨方式。方法将HA/TCP材料制成柱状,采用肌内植入法植入版纳小耳猪腰背部肌肉,术后1、2、3月取材,进行组织学、酶组织化学以及偏振光显微镜观察。结果术后1月和2月材料内未观察到新骨的形成,在3月材料内有明显的骨组织出现,在新骨边缘有线状排列的成骨细胞,其碱性磷酸酶染色阳性,新生骨组织基质主要为I型胶原。结论HA/TCP具有骨诱导性,新生骨组织与正常骨组织有着一致的胶原成分,其成骨方式为膜内成骨。

Notch信号通路调控软骨内成骨的研究现状

脊椎动物的骨骼形成是一个复杂的过程。从问充质细胞的富集、体节的形成、软骨内成骨或膜内成骨到骨骼的钙化，软骨细胞、成骨细胞和破骨细胞之间总是存在功能的平衡。软骨内成骨作为骨骼形成的一种主要方式，受多种因素的影响，Notch通路在该过程中起到了极其重要的作用。

牵引成骨与小鼠早期骨折愈合

背景:牵引成骨技术治疗四肢骨缺损和发育不良等有一定的优势,但是有关骨延长区新骨的成骨方式,目前尚存在争议。目的:观察小鼠胫骨骨折愈合过程中与成骨方式有关的骨基质蛋白组织学与基因水平的表达,论证在外界牵张力的作用下骨折愈合方式。设计、时间及地点:组织学和蛋白基因检测,于2007-08/12在中南大学第三附属医院中心实验室完成。材料:8周龄雄性CD-1小鼠36只,体质量25～30g,由中南大学湘雅医学院实验动物中心提供。方法:接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5d静止期,12d牵引期和70d固塑期,牵引期的牵引速率为0.1mm/次,共0.2mm/d。术后于5,9,13,17,24,31d采集左胫骨标本,分别作组织学检查和骨基质蛋白mRNA检测。主要观察指标:①小鼠胫骨牵引成骨模型骨折端组织学变化。②小鼠胫骨牵引成骨骨痂内各种基质蛋白mRNA在不同时间点的表达。结果:组织学检查显示:静止期其修复过程基本与骨折愈合相似;牵引期,被牵引骨痂显示3个典型的生物力学功能区:纤维间区,初始骨基质前沿和微骨柱形成区;固塑早期,牵引骨痂骨性愈合。mRNA检测显示:Ihh在牵引后的第4天可检测到表达,静止期及牵引后期无明显表达。Ⅱ型胶原从截骨后第5天即可检测,直到固塑期1周,但其mRNA表达逐渐减弱,到固塑期第2周即停止表达。X型胶原的表达在牵引期第4天达到高峰,然后逐步下降。骨钙素在截骨第5天尚不能被检测,其mRNA的表达在牵引后期和固塑期早期达高峰。结论:胫骨牵引静止期软骨内成骨和膜内成骨同时存在,但在机械牵张力作用下转为以膜内成骨为主的成骨过程。

骨基质蛋白在小鼠胫骨牵引成骨过程中的表达

目的探讨小鼠胫骨牵引成骨动物模型,并检测骨基质蛋白在牵引成骨过程中的表达和作用。方法8周龄雄性CD-1小鼠36只,接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5天静止期,12 d牵引期和70 d固塑期,牵引速率为0.1 mm/Bid, 共0.2 mm/d。术后于不同时间点分组采集左胫骨标本,分别作组织学检查和骨基质蛋白mRNA检测。结果组织学检查显示静止期其修复过程基本与骨折愈合相似。牵引期,被牵引骨痂显示三个典型的生物学功能区:纤维间区,初始骨基质前沿和微脊柱形成区。固塑期早期,牵引骨痂骨性愈合,第10周骨髓腔再通,新生骨再塑基本上完成。mRNA分析显示在牵引成骨早期,软骨内成骨及膜内成骨同时发生。牵引中期以后软骨内成骨逐渐减少,而转为以膜内成骨为主的成骨过程。结论通过对骨基质蛋白及相关蛋白的分析,结果表明牵引成骨与骨折愈合过程不同。早期软骨内成骨和膜内成骨同时存在,但在机械牵张力作用下转为以膜内成骨为主的成骨过程。该研究亦证实小鼠胫骨牵引成骨过程与人体及其他动物模型基本相同,可作为一种非常有意义的研究骨再生和修复的在体动物模型。

垂直牵张成骨提升狗下颌骨的实验研究

目的 研究垂直牵张成骨在下颌骨牙槽嵴增高的应用。方法 分别在 6只狗的下颌骨无牙区 ,应用牵引装置 ,垂直牵张牙槽嵴。结果 经过 1周的牵张、3周和 6周固定后 ,牙槽嵴平均垂直增高 7mm ,X线片及连续切片显示 ,牵引部分有骨形成 ,牙槽嵴增高可靠。结论 狗下颌骨通过垂直牵张后 ,牵张区是可靠的膜内成骨。