纳米HA／CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损

【目的】观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CSscaffold)通过特殊的穿"靴"结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力。【方法】原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形"靴"结构。把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿"靴"的nano-HA/CS支架底部,把细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。扫描电镜观察nano-HA/CS支架结构及细胞-支架复合体结构。30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4 mm、深8 mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体、不经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况。【结果】BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92%,平均孔径为125μm,与软骨细胞有较好的粘附性。大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长。苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组。3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组。【结论】BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性;软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿"靴"结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力。

股骨头内支撑器/重组人骨形态发生蛋白/自体松质骨对犬股骨头坏死软骨下骨缺损的修复

目的探索应用新材料、新方法修复股骨头坏死骨缺损重建股骨头力学性能的新方法。方法活门法(trapdoor)建立犬股骨头骨缺损模型。通过活门A组植入股骨头内支撑器/重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)2/自体松质骨;B组植入重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)2/自体松质骨;C组植入自体松质骨。通过组织学、影象学、生物力学观察评价对股骨头骨缺损的修复以及重建股骨头力学性能的效果。结果各组均未出现关节脱位、关节间隙正常。A组缺损区修复,无关节软骨塌陷,内支撑器与周围骨组织融合;B组,骨缺损区修复,但骨密度低于周围骨组织;C组,仅缺损区周围少量低密度骨形成。A组组织学无软骨塌陷,内支撑器周围新生骨组织包绕,与周围骨组织融合;B组2例软骨塌陷(1.2mm,1.5mm),活门区软骨色泽近与正常,缺损区由新生骨组织填充;C组,活门区软骨塌陷(1.8～5.2mm),色泽苍白,质软易碎,骨缺损区边缘少量新生骨组织,骨小梁纤细稀疏。A组抗压强度为(289.46±23.05)MPa,B组抗压强度为(128.34±6.23)MPa,C组抗压强度(119.54±64.75)MPa,A明显强于B、C两组,且差异有统计学意义(P<0.05)。结论应用股骨头内支撑器/rhBMP2/自体松质骨修复股骨头软骨下骨缺损可以加快修复速度,并且恢复重建股骨头力学强度,有效的防止股骨头关节软骨的塌陷。