重组人骨形态发生蛋白2复合骨在腰椎融合中的效果

背景:诸多研究已证实重组人骨形态发生蛋白2在骨形成及骨折愈合中发挥十分重要的作用,但单纯予以重组人骨形态发生蛋白2植入容易出现扩散和降解,无法对新骨形成予以持续性的影响。目的:观察重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中的融合效果。方法:取30只新西兰大白兔,构建后路腰椎横突间植骨融合模型,随机均分为3组,分别在L5-6横突间植入自体髂骨、同种异体骨及重组人骨形态发生蛋白2复合骨(重组人骨形态发生蛋白2与同种异体骨复合物),植入后6周,进行大体观察、X射线检查及组织学观察。结果与结论:重组人骨形态发生蛋白2复合骨组融合率、新生骨组织在总面积中所占百分比高于自体髂骨组、同种异体骨组(P<0.05);重组人骨形态发生蛋白2复合骨组、自体髂骨组拉伸强度大于同种异体骨组(P<0.05),前两组拉伸强度无差异。X射线显示3组植骨区均可见骨痂形成;组织学显示,自体髂骨组移植物已消失,形成大量软骨,有少量骨小梁,并有一定编织骨形成;同种异体骨组有较多的纤维组织包裹材料,有骨岛形成,有数量较少的骨小梁及软骨形成;重组人骨形态发生蛋白2复合骨组存在大量骨小梁和少量软骨,形成编织骨且有皮质骨形成。表明重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎中可以获得良好的融合效果。

自体骨及重组人骨形态发生蛋白2复合骨在腰椎中融合的效果:与异体骨比较

背景:重组人骨形态发生蛋白2能够有效促进新骨生成和骨折愈合,但其于腰椎融合的具体应用仍存在较多争论。目的:观察植入自体骨、重组人骨形态发生蛋白2复合骨在兔腰椎融合中的效果差异。方法:选取45只新西兰大白兔,构建腰椎后路横突间植骨融合兔模型,建模后随机分为3组,分别于兔L_5和L_6横突间位置植入自体髂骨、重组人骨形态发生蛋白2复合骨和异体髂骨。植入后正常喂养8周,麻醉后处死各组兔观察椎间融合情况。结果与结论:1与植入异体髂骨相比,植入自体髂骨和重组人骨形态发生蛋白2复合骨模型兔的手法检测融合率、影像学检查融合率、L_(5-6)/L_(4-5)椎体的拉伸强度比值及新生骨组织所占百分比均显著升高(P<0.05),且后2组上述各指标变化差异比较无显著性意义。2结果证实:兔腰椎入自体骨、重组人骨形态发生蛋白2复合骨后的融合效果相当,均优于异体骨。

内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响:生物信息学分析和实验验证

背景:血管新生是心血管疾病的主要干预靶点,骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,但内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的调控作用不清楚。目的:探讨内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响。方法:(1)生物信息学分析:通过Panglao DB公共基因表达数据库单细胞转录组荟萃分析观察骨形态发生蛋白2细胞群表达丰度和定位。血管新生小鼠和内皮(心内膜)过表达骨形态发生蛋白2小鼠转录组测序数据集探索内皮细胞骨形态发生蛋白2对血管新生信号通路的调控作用。(2)体内实验验证:建立小鼠后肢缺血模型,对比模型小鼠患侧与健侧缺血后肢7,14和21 d血流灌注情况,免疫荧光和免疫组织化学染色评估小鼠骨形态发生蛋白2和CD31的表达定位情况。(3)体外实验验证:体外培养人脐静脉内皮细胞,分为对照组、缺氧组和骨形态发生蛋白2抑制剂(Noggin蛋白)干预组,培养24 h,观察各组内皮细胞血管新生情况。结果与结论:(1)内皮细胞是表达骨形态发生蛋白2的重要细胞亚群,在血管新生内皮细胞和骨形态发生蛋白2过表达内皮细胞转录组再分析均发现骨形态发生蛋白2表达明显升高,血管新生通路明显激活。(2)缺血7 d小鼠新生血管周围骨形态发生蛋白2阳性血管明显增加(P<0.05),缺血2周骨形态发生蛋白2阳性血管明显减少(P<0.001)。(3)体外培养人脐静脉内皮细胞,缺氧干预后,内皮细胞迁移能力和血管出芽明显增加,血管新生因子血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达明显升高,Noggin明显减少了缺氧诱导的内皮细胞血管新生(P<0.001),并下调血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达(P<0.01)。(4)结果证实,内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,靶向性内皮细胞骨形态发生蛋白2可望改善血管新生。

贻贝启发接枝骨形态发生蛋白2成骨活性肽的介孔生物玻璃修复股骨髁缺损

背景:骨形态发生蛋白2在胚胎发育、骨骼形成和再生修复中具有重要作用,但高剂量应用与癌症发病密切相关。骨形态发生蛋白2成骨活性段L20能够有效减少癌症等不良反应,并可显著促进骨组织再生。目的:将骨形态发生蛋白2活性肽段以贻贝衍生肽模拟策略接枝在介孔生物玻璃表面,探究其对组织工程成骨性能的影响。方法:(1)采用模板法合成介孔生物玻璃纳米颗粒,采用一步法合成负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20的介孔生物玻璃纳米颗粒,表征负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔活性玻璃纳米颗粒的形貌与体外缓释性能。(2)分离提取SD大鼠骨髓间充质干细胞,传2代后分别与PBS(空白组)、介孔生物玻璃纳米颗粒(对照组)、负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒(实验组)共培养,采用细胞活死荧光染色和CCK-8法检测细胞毒性和细胞增殖,扫描电镜观察细胞黏附;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶染色、茜素红S染色与成骨相关基因表达检测。(3)取15只SD大鼠,建立双侧股骨髁缺损模型,采用随机数字表法分为3组:空白组(n=5)不植入任何材料,对照组(n=5)植入介孔生物玻璃纳米颗粒,实验组(n=5)植入负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒。术后8周,进行股骨Micro-CT扫描与组织形态观察。结果与结论:(1)扫描电镜下可见负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒为球形、单分散颗粒,透射电镜下可见其具有多孔结构,平均粒径为(268.10±0.58) nm,体外可缓释L20。(2)负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒无细胞毒性,并且可促进骨髓间充质干细胞的增殖与黏附;与空白组、对照组相比,实验组碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化能力均升高(P <0.05),碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素mRNA表达升高(P <0.05)。(3)股骨Micro-CT扫描结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新生骨量与骨密度均升高(P <0.05);苏木精-伊红与Masson染色结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新骨生成与胶原纤维均增加。(4)结果表明,负载骨形态发生蛋白2活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒具有良好的生物相容性及体内外促成骨性能,可促进SD大鼠股骨髁缺损的再生修复。

磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2修复和重建胫骨感染性骨缺损

背景:尽管Masquelet技术在临床的应用取得了广泛成功,但目前优化该技术各个环节的研究仍在不断开展,其中加快植骨后骨愈合速度、缩短骨愈合时间是医生关注的焦点。目的:观察磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2材料修复胫骨感染性骨缺损的效果。方法:选择2017年6月至2022年6月简阳市人民医院收治的感染性胫骨缺损患者31例,均接受Masquelet技术分期治疗,二期手术根据植骨材料的不同分为对照组(n=15)与研究组(n=16),对照组植入异体骨/自体骨颗粒,研究组植入磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2/自体骨颗粒。二期术后6个月,检测患者外周血白细胞数、C-反应蛋白、血沉等炎性指标,记录影像学骨愈合时间、骨愈合X射线评分、骨缺损愈合分级和邻近关节功能,观察是否存在钉道感染、植入吸收、取骨区疼痛、感染等情况。结果与结论:①两组患者二期术后6个月外周血白细胞计数、血沉、C-反应蛋白水平均低于一期术前(P<0.05),两组间各指标比较差异无显著性意义(P>0.05);②研究组骨愈合时间短于对照组(P<0.05);③研究组患者二期术后6个月的骨愈合X射线评分高于对照组(P<0.05),骨缺损愈合优良率与邻近关节功能优良率均高于对照组(P<0.05);两组间感染复发率与并发症发生率比较差异均无显著性意义(P>0.05);④结果表明,Masquelet技术二期术中应用磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2治疗胫骨感染性骨缺损的愈合效果良好、安全性高。

含重组人碱性成纤维细胞生长因子和重组人骨形态发生蛋白-2骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折治疗的应用价值

目的:探讨含重组人碱性成纤维细胞生长因子(recombinant human basic fibroblast growth factor,rhbFGF)和重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)患者经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗的应用价值。方法:回顾性分析2018年1月至2021年1月收治的103例行PKP手术治疗的OVCF患者,男40例,女63例;年龄61~78(65.72±3.29)岁。受伤原因:滑倒33例,跌倒42例,提重物受伤28例。根据填充骨水泥不同分为3组:磷酸钙组34例,男14例,女20例,年龄(65.1±3.3)岁,填充磷酸钙骨水泥;rhBMP-2组34例,男12例,女22例,年龄(64.8±3.2)岁,填充含rhBMP-2的骨水泥;rhbFGF+rhBMP-2组35例,男14例,女21例,年龄(65.1±3.6)岁,填充含rhbFGF和rhBMP-2的骨水泥。比较3组Oswestry功能障碍指数(Oswestry dysfunction index,ODI)、骨密度、椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、疼痛视觉模拟评分(visual simulation score,VAS)及再骨折发生率。结果:所有患者获得12个月随访。3组术后ODI、VAS呈下降(P<0.001),骨密度增高(P<0.001),椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率呈先下降后缓慢上升趋势(P<0.001),rhbFGF+rhBMP-2组术后第1、6、12个月ODI、VAS均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05),术后第6、12个月骨密度大于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。rhbFGF+rhBMP-2组术后第6、12个月椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。3组再骨折发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:含rhbFGF和rhBMP-2骨水泥可更有效地增加OVCF患者骨密度,获得术后满意的临床和放射学效果,显著改善临床症状。

脂肪间充质干细胞过表达骨形态发生蛋白2促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损修复

背景:颌骨在骨质疏松症中最容易受累,脂肪间充质干细胞和骨形态发生蛋白2具有促进骨质疏松症骨再生的效果,然而骨形态发生蛋白2修饰的脂肪间充质干细胞对骨质疏松症牙槽骨缺损的修复作用鲜有报道。目的:探究过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞对骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的修复作用。方法:①将过表达骨形态发生蛋白2基因的慢病毒感染大鼠脂肪间充质干细胞,通过检测绿色荧光蛋白和骨形态发生蛋白2表达进行鉴定;②切除卵巢建立骨质疏松大鼠模型,于上颌两侧第一磨牙位置制备3 mm×3 mm×3 mm的圆柱形缺损;③假手术组和骨质疏松组大鼠植入明胶海绵,脂肪间充质干细胞组植入空载体慢病毒感染的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组植入过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,1个月后进行相关指标检测。结果与结论:①脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组转染效率均达到70%以上;与脂肪间充质干细胞组相比,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组骨形态发生蛋白2蛋白表达水平明显升高(P<0.05);②假手术组骨缺损区可见大量新骨生成;与假手术组相比,骨质疏松组有少量新骨生成,新骨面积明显减小,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显降低;与骨质疏松组相比,脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组有大量新骨生成,新骨面积明显增加,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显升高,且过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组优于脂肪间充质干细胞组(均P<0.05);③结果表明,骨形态发生蛋白2在骨质疏松大鼠牙槽骨表达较少,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞能够促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的成骨再生。

重组腺病毒介导的骨形态发生蛋白9与骨形态发生蛋白2复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺多孔支架修复桡骨缺损的比较

背景:课题组采用新的重组腺病毒介导的基因表达手段,与传统方法比较具有高效、方便、安全等优点,可作为进入临床基因治疗应用的潜在有力手段。目的:比较腺病毒介导的人骨形态发生蛋白9(Adv-h BMP-9)与腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2(Adv-h BMP-2)分别复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺多孔支架材料修复重建桡骨缺损的效果。方法:新西兰白兔36只,随机分成3组,制成双侧桡骨中段13mm骨缺损模型。分别植入Adv-h BMP-9+纳米羟基磷灰石/聚酰胺骨、Adv-h BMP-2+纳米羟基磷灰石/聚酰胺骨、Adv-GFP+羟基磷灰石/聚酰胺骨。植入后进行大体观察、X射线摄片、组织学检测。结果与结论:BMP-9组骨缺损完全修复,BMP-2组骨缺损部分修复,而GFP对照组骨缺损修复明显欠佳。提示重组腺病毒介导的BMP-9对桡骨骨缺损后的成骨修复作用强于BMP-2。

负载重组人骨形态发生蛋白2磷酸钙骨水泥与纤维蛋白胶复合材料促进骨质疏松性骨折的愈合

背景:骨形态发生蛋白2是目前研究最广泛与诱导成骨活性最强的骨形态发生蛋白之一,但是单纯骨形态发生蛋白植入后会被组织液稀释及蛋白酶分解,不能保持持久的药物浓度,难以发挥有效的骨诱导作用。目的:实验以磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶复合材料作为骨形态发生蛋白2的载体,观察其对骨质疏松性骨折的修复效果。方法:取54只雌性SD大鼠,切除双侧卵巢制作骨质疏松模型,3个月后制作股骨中段骨折模型,随机分成3组,每组18只,克氏针内固定组骨折断端不注射任何材料;复合材料组骨折断端注射0.5m L磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶复合材料,载生长因子复合材料组骨折断端注射0.5m L负载重组人骨形态发生蛋白2的磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶复合材料。骨折后4,12周,进行股骨骨折标本X射线检查、Micro-CT检测、生物力学三点弯曲实验及病理观察。结果与结论:①载生长因子复合材料组骨折愈合评分高于克氏针内固定组、复合材料组(P <0.05);②载生长因子复合材料组骨折后4,12周的骨体积分数、骨小梁厚度及骨小梁数量均高于克氏针内固定组、复合材料组(P <0.05),骨小梁分离度均低于克氏针内固定组、复合材料组(P <0.05);③载生长因子复合材料组骨折后4,12周的最大载荷、刚度均高于克氏针内固定组、复合材料组(P <0.05),骨折后4周的弹性模量高于克氏针内固定组、复合材料组(P <0.05);④克氏针内固定组骨折后4周主要可见纤维软骨骨痂,骨折后12周骨痂重塑为板状骨,硬骨痂含量较少;复合材料组、载生长因子复合材料组骨折后4周可见明显的纤维性骨痂与软骨性骨痂,载生长因子复合材料组硬骨痂含量较复合材料组多,骨折后12周硬骨痂重塑为板状骨;⑤结果说明,负载重组人骨形态发生蛋白2的磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶复合材料,可促进骨质疏松性骨折的愈合,提高骨强度。

中空羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白2微球体修复骨缺损

背景:羟基磷灰石可以作为一种良好的支架材料,重组人骨形态发生蛋白2是目前活性较强的成骨因子,设计一种复合的新型材料有助于解决骨缺损修复问题。目的:探索中空羟基磷灰石微球复合重组人骨形态发生蛋白2对兔骨缺损成骨行为和生物力学的影响。方法:将48只雄性健康成年新西兰白兔随机分3组(n=16),制备桡骨缺损后,复合人工骨组将已经制备好的中空羟基磷灰石/重组人骨形态发生蛋白2复合人工骨植入缺损处,单纯人工骨组植入单纯中空羟基磷灰石人工骨,对照组不植入任何材料。于术后第4,8,12,16周第1天检测血清碱性磷酸酶水平,通过X射线摄片、CT三维重建、放射性核素骨显像及生物力学等评估愈合效果。结果与结论:1复合人工骨组术后各时间段的血清碱性磷酸酶活性、X射线评分、成骨效果、放射性核素聚集强度、CT三维重建及生物力学强度均优于单纯中空羟基磷灰石人工骨,而对照组显示骨缺损愈合不良;2结果表明,中空羟基磷灰石/重组人骨形态发生蛋白2复合人工骨具有更强的成骨能力和力学强度,加速了骨缺损愈合进程。

双表达重组腺病毒介导的骨形态发生蛋白2-9复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺66融合器用于山羊椎间融合的效果评价

目的:比较双表达重组腺病毒介导的骨形态发生蛋白2-9(Adv-BMP2-9)与单表达Adv-BMP9和Adv-BMP2复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(nHA/PA66)融合器用于山羊椎间融合的效果,验证BMP2与BMP9的协同成骨作用。方法:选用40只中国青山羊行L2-3、L3-4和L4-5腰椎间融合术,共融合120个腰椎间隙。每个腰椎间隙植入nHA/PA66融合器复合以下4种腺病毒之一,Adv-BMP9(Adv-BMP9组,n=30)、Adv-BMP2(Adv-BMP2组,n=30)、Adv-BMP2-9(Adv-BMP2-9组,n=30)和Adv-GFP(Adv-GFP组,n=30)。术后24周处死所有山羊,取出融合节段标本,行影像学评估和生物力学分析。结果:X线检测,术前、术后各组间椎间隙高度(DSH)比较差异无统计学意义(P>0.05);各组标本椎间融合率,Adv-BMP2-9组为70%(21/30),Adv-BMP9组为53%(16/30),Adv-BMP2组为43%(13/30),而Adv-GFP组为30%(9/30)。各组椎间CT融合度评分,Adv-hBMP2-9组、Adv-hBMP9组、Adv-hBMP2组和Adv-GFP组依次为52.29±0.72、44.02±0.67、38.83±0.86和28.65±0.47,各组间比较差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。生物力学评估,Adv-BMP2-9组融合节段刚度大于Adv-BMP9组(P<0.05);Adv-BMP9组融合节段刚度大于Adv-BMP2组,但差异无统计意义(P>0.05)。实验期间各组山羊均未观察到局部或远处感染、发热和异物排斥反应。结论:双表达Adv-BMP2-9复合nHA/PA66融合器对山羊椎间融合效果优于单表达Adv-BMP9或Adv-BMP2,BMP2与BMP9具有协同成骨作用。

重组人骨形态发生蛋白-2用于骨壁缺损拔牙位点保存的效果

目的:评价重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant bone morphogenetic proteinrh-2,rhBMP-2)用于骨壁缺损拔牙位点保存的临床效果。方法:2019年2月~2023年1月将符合条件的142例患者随机分组,A组使用rhBMP-2+胶原蛋白海绵填充拔牙窝,B组使用胶原蛋白海绵,C组不使用移植物。于拔牙后18周、24周开展种植手术,并编为A1、A2;B1、B2;C1、C2组,种植术中发现有牙槽嵴顶骨缺损的病例测量牙槽嵴缺损的最大近远中径(L)、颊舌径(W)及深度(H),计算体积(V)值(V=L×W×H);无牙槽骨顶骨缺损的病例取种植窝骨块进行组织学分析。结果:A1、A2组牙槽嵴顶骨缺损的发生频率分别为:0.32、0.14;B1、B2组分别为:0.75、0.43;C1、C2组分别为:0.72、0.37。A1B1组间、A2B2组间、A1C1组间及A2C2组间V值差异有统计学意义(P<0.05)。A1B1组间及A1C1组间新生骨占比差异有统计学意义(P<0.05)。结论:rhBMP-2用于骨壁缺损的拔牙位点保存可缩短成骨时间(18周),减少不良愈合的发生,为后期种植手术的开展创造更有利的骨条件。

纤维蛋白胶复合重组人骨形态发生蛋白2微球的制备及评价

背景:采用生理盐水溶解重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物微球时,活性成分易于吸收、流失,不能在局部维持较高浓度;而采用静脉血或骨髓血溶解时凝固时间难以掌握,往往在体外已凝血,失去可注射性,操作不便,因此还需一种能控制凝固时间的缓释载体。目的:制备携载重组人骨形态发生蛋白2的聚乳酸与聚乙醇酸缓释微球并将其与纤维蛋白胶复合,构建具有自固化能力的可注射性骨形态发生蛋白缓释体系。设计、时间及地点:对比观察实验,于2005-01/2008-04在解放军总医院骨科研究所完成。材料:聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(聚乳酸/聚乙醇酸75/25,MW=3000,黏度0.025L/g)由山东省医疗器械研究所提供,重组人骨形态发生蛋白2由解放军军事医学科学院提供,纤维蛋白胶由杭州普济公司提供。方法:复乳-溶剂挥发法制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物载药微球,然后将微球与纤维蛋白胶复合制备出重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶复合材料。主要观察指标:复合材料凝固时间、体外释放性质、能谱分析及体外降解液pH值。结果:①与纤维蛋白胶相比,复合材料的固化时间少量增加。②复合材料的释放存在突释,2d骨形态发生蛋白释放量达到16.76%,42d释放量达到76.75%。③能谱分析显示微球混入纤维蛋白胶后优化了释放过程,延长了其释放时间。④复合材料的pH值变化介于微球与纤维蛋白胶之间。结论:重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶复合材料具有良好的缓释效果并具有可注射性,既可以降低局部的酸环境,又可以在局部维持较高浓度,是具有良好应用前景的骨修复材料。

纳米羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白-2人工骨治疗骨缺损的研究

目的以纳米羟基磷灰石(Nano-HA)为载体支架,复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)构建NanoHA复合rhBMP-2人工骨(Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨),植入兔桡骨缺损,探讨Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨局部成骨活性及修复兔桡骨骨缺损的能力,为临床骨缺损治疗提供理论依据。方法将36只成年的新西兰雄性大白兔随机分为Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨组(A组)、Nano-HA人工骨组(B组)、空白组(C组)3组,每组12只,制作成桡骨为12mm的骨缺损模型。A组植入Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨;B组植入Nano-HA人工骨,C组不植入任何材料。植入后于4、8、12周行大体观察、血清碱性磷酸酶(ALP)检测、X线摄片、组织学观察及生物力学检测。结果 1)与术前比较,3组ALP含量术后4周均明显升高(P<0.05),术后8周达最高峰(P<0.05),之后开始下降,在12周时ALP含量均较术前显著升高(P<0.05);3组术后4、8、12周ALP含量比较差异均有统计学意义(P<0.05)。2)X线片表现:术后12周A组植入材料完全降解,骨皮质连接完成,骨缺损完全修复;B组材料大部分降解,有大量骨密度影,有大量骨痂形成,骨髓腔基本再通,骨缺损大部分修复;C组骨折断端光滑硬化吸收,无骨质长入,骨髓腔封闭,形成骨不连。3组术后4、8、12周Lane-Sandhu X线骨形成评分A组>B组>C组,差异均有统计学意义(P<0.05)。3)组织学表现:术后12周A组材料完全降解,大量的板层骨形成,骨痂完成塑形,骨缺损修复;B组材料大部分降解及密质骨形成,有大量新生骨组织,骨缺损大部分修复;C组骨缺损断端大量的纤维组织形成,未见新骨形成,断端骨不连。3组术后4、8、12周Lane-Sandhu组织学骨形成评分A组>B组>C组,差异均有统计学意义(P<0.05)。4)三点抗弯生物力学检测A组标本术后4、8、12周均显著高于B组(P<0.05)。结论 Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨比Nano-HA人工骨具有更强的成骨能力,明显缩短了骨缺损愈合时间。Nano-HA/rhBMP-2复合人工骨在修复长骨骨缺损方面具有潜在的临床价值,为临床骨缺损修复材料的选择提供了理论依据。

负载重组人骨形态发生蛋白2的α型半水硫酸钙/纳米羟基磷灰石复合植骨材料的成骨性能研究

目的：评价负载重组人骨形态发生蛋白2（rh BMP-2）的α型半水硫酸钙/纳米羟基磷灰石（α-CSH/n HA）复合植骨材料的成骨性能。方法：制备可注射性α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料,取12只成年绵羊,分别经左侧椎弓根在L1-L6椎体上制作直径6mm、深15mm的6个洞形缺损,第一只绵羊的椎体缺损随机分为3组,其余羊的椎体都按此进行分组,即L2、L5为实验组,L1、L4为对照组,L3、L6为空白对照组。实验组植入α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料;对照组植入可注射性磷酸钙骨水泥（CPC）;空白对照组不植入任何材料。术后4、8、12周各处死4只动物,取椎体标本分别行X线及micro-CT扫描,观察缺损修复情况;行生物力学检查,测定椎体压缩强度和压缩模量;行组织学观察比较新骨生成率。结果：术后4周时,实验组压缩强度及压缩模量与CPC组的差异无统计学意义（P〉0.05）,实验组和对照组均显著性高于空白对照组（P〈0.05）;术后8周和12周时实验组和对照组均显著性高于空白对照组（P〈0.05）,实验组显著性高于对照组（P〈0.05）。影像学及组织学结果显示,术后4周时,实验组复合材料大部分已降解,密度稍低于正常骨,可见大量纤细短小、尚未塑形的新生骨小梁,边缘有大量成骨细胞环绕;对照组CPC材料呈高密度充满整个缺损,未见明显降解吸收征象,材料与骨的界限明显,缺损边缘有少量幼稚骨小梁形成;空白对照组缺损较大,边缘整齐,几乎看不到有新骨生成。术后8周时,实验组复合材料完全降解,缺损内新生骨小梁数量增多,增粗变长,且开始早期塑形;对照组材料开始部分降解,在边缘和中心降解区可见明显新骨形成,新生骨小梁数量较实验组少;空白对照组缺损修复不明显,边缘只可见少量新生骨小梁。术后12周时,实验组缺损完全被新生骨小梁充满,骨小梁趋于成熟,结构与正常骨小梁相似,密度与正常骨接近,很难与正常部位区分;对照组CPC大量降解,只残留一小团块状和零星的材料,缺损边缘修复明显,新生骨小梁长入残余材料内,将其分割成岛屿状;空白对照组缺损依然较大,呈低密度影清晰可见,新骨生成很少。结论：α-CSH/n HA/rh BMP-2复合材料在绵羊体内具有良好的成骨活性,是较好的微创植骨材料。

构建壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料及在体内的异位成骨

背景:研究表明,重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖-磷酸钙支架复合体具有良好的细胞相容性,且材料内部的多孔结构和孔径也能满足于细胞长入和骨的再生,但要应用于临床还需证明能否体内成骨。目的:构建壳聚糖-磷酸钙与重组人骨形态发生蛋白2的复合材料,并观察其植入兔肌袋模型后的异位成骨能力。设计、时间及地点:观察性实验,于2007-06/08在暨南大学附属第一医院中心实验室、外科实验室及暨南大学理工学院材料科学与工程系实验室完成。材料:将固相的磷酸三钙粉末及液相的壳聚糖溶液在室温下混合,制备壳聚糖-磷酸钙支架。再将壳聚糖-磷酸钙支架放入重组人骨形态发生蛋白2溶液中浸泡,真空抽吸后冷冻干燥,制备壳聚糖-磷酸钙材料/重组人骨形态发生蛋白2复合材料。方法:测量改良后支架的孔隙率及抗压强度,扫描电镜观察其超微结构;20只新西兰大白兔局部麻醉后在左后肢大腿外侧切口,暴露大腿肌肉,分离形成肌袋。随机分为3组,空白对照组5只不植入材料,单纯壳聚糖-磷酸钙材料组5只、壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料组10只分别植入壳聚糖-磷酸钙材料、壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料。主要观察指标:在植入后4周,通过大体观察、X射线摄片、组织学检测其体内异位成骨能力及生物反应性。结果:制备的复合重组人骨形态发生蛋白2后的壳聚糖-磷酸钙支架的孔隙率为87%,压缩弹性模量为20MPa。扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔径超过100μm。空白对照组苏木精-伊红染色可见肌肉纤维间少量淋巴细胞浸润。单纯壳聚糖-磷酸钙材料组大体观察可见材料周围有薄层的结缔样组织包裹,材料与周围肌肉连接松散,苏木精-伊红染色可见材料植入区为圆形空腔。壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料组大体观察可见材料周围有薄层的结缔样组织包裹,材料中间可见空洞,有降解现象及少量淡红色纤维样结构长入,X射线示左大腿内材料高密度影无明显改变,苏木精-伊红染色可见少量血管样组织长入,Masson三色染色可见编制骨岛中有胶原纤维形成。结论:壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料具有良好的孔隙率、抗压强度及超微三维结构,复合材料在兔体内具有异位成骨能力。

以Ⅰ型胶原缓释重组人骨形态发生蛋白-2复合新型多孔硫酸钙支架修复兔大段桡骨缺损的实验研究

骨缺损的修复一直是骨科基础研究的热点也是临床工作中的难点之一。组织工程学技术为解决这一难题提供了新的思路和方法。在联用支架和成骨活性因子修复骨缺损时由于大多成骨活性因子在骨缺损局部被迅速降解或随体液扩散而不能持久均匀地分布在骨缺损部位，难以发挥理想的成骨作用，因而寻找一种成骨活性因子的缓释材料成为近年来的研究热点。

自体骨膜包裹肌腱复合松质骨匀浆及重组人骨形态发生蛋白2体内成骨重建月骨

背景:月骨摘除术后选择合适的月骨替代物填充遗留的空隙,是维护腕关节生物力学特性和良好功能的关键。目的:探讨自体骨膜包裹肌腱复合重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)与松质骨匀浆植入自体关节腔后的成骨和骨化机制,以及作为月骨替代物重建月骨的可行性。方法:按随机数字法将45只新西兰白兔分成3组:骨膜包裹肌腱组、rhBMP-2组、单纯肌腱球对照组。分别以骨膜包绕肌腱团,1 mg rhBMP-2与游离肌腱、肌腱团块置入兔髌上囊。置入后3,6和9周取材,测量定量CT骨密度值,组织切片采用苏木精-伊红染色和免疫组织化学ABC法,在光镜下观察rhBMP-2分布。结果与结论:移植物植入后,早期骨膜包裹肌腱组rhBMP-2染色阴性,9周时阳性,之后呈阴性,表明其骨化形成主要是在骨膜成软骨作用基础上的成骨过程,而无rhBMP-2的作用;rhBMP组显示rhBMP-2分布及骨化明显强于骨膜包裹肌腱组,且随时间延长逐渐加强,9周时呈强阳性,主要分布于新生骨细胞簇和新生软骨细胞簇及周围,之后随骨细胞成熟量增多而逐渐减弱。单纯肌腱球对照组玻璃样变,最终呈胶原状rhBMP-2染色始终阴性。各组各时间点定量CT骨密度值经统计学分析,除3周时骨膜包裹肌腱组、单纯肌腱对照组间无显著性差异(P>0.05),其余各组间差异均有显著性意义(P<0.01)。自体骨膜包裹肌腱复合rhBMP-2及松质骨匀浆植入物在骨rhBMP-2及松质骨匀浆中rhBMP-2的诱导作用下可形成大量骨和软骨,有较强支撑作用,为其用作月骨替代物提供实验依据。

激素性股骨头坏死患者微小核糖核酸、骨形态发生蛋白-2、1型纤溶酶原激活物抑制剂表达水平及其临床意义

目的探讨激素性股骨头坏死患者血清微小核糖核酸-672-5p(miR-672-5p)、微小核糖核酸-29b(miR-29b)、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、1型纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)表达水平及其对激素性股骨头坏死的预测价值。方法选取2020年3月至2023年3月河南科技大学第一附属医院收治的116例激素性股骨头坏死患者作为病例组,根据国际骨循环研究会(ARCO)分期标准将其分为Ⅰ期组(41例)、Ⅱ期组(30例)和Ⅲ期组(45例),另选本院同期125例健康体检者作为对照组。比较病例组和对照组及不同ARCO分期激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、BMP-2、PAI-1水平,利用受试者工作特征(ROC)曲线分析各指标的预测价值。结果病例组患者的血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平高于对照组,血清BMP-2水平低于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。Ⅲ期组患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平高于Ⅱ期组和Ⅰ期组,Ⅱ期组高于Ⅰ期组(P<0.05);Ⅲ期组患者血清BMP-2水平低于Ⅱ期组和Ⅰ期组,Ⅱ期组低于Ⅰ期组(P<0.05)。激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平与ARCO分期呈正相关,BMP-2与ARCO分期呈负相关(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,血清miR-672-5p、miR-29b、BMP-2、PAI-1预测激素性股骨头坏死的AUC值均大于0.8(P<0.05),表明均具有较高的预测激素性股骨头坏死的效能。结论激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1呈高表达,而血清BMP-2呈低表达,四者均具有较高的预测激素性股骨头坏死的效能。

缓释重组人骨形态发生蛋白2仿生纳米纤维肝素/明胶复合支架的制备及表征

背景:仿生结构是近年来组织工程支架设计最重要的目标之一,但文献报道的仿生支架多不具有缓释生长因子的能力。目的:制备新型仿生纳米纤维肝素/明胶复合支架,观察其微观结构、机械强度及对重组人骨形态发生蛋白2的缓释作用。方法:利用化学交联方法制备肝素化明胶材料,将不同比例的普通明胶和肝素化明胶材料混合,利用热致相分离法和模板成孔技术,制备出含0,20%,40%肝素化明胶的纳米纤维肝素/明胶复合支架。扫描电镜观察新型支架的微观结构,甲苯胺蓝法检测各组支架中的肝素含量,测试支架机械强度,采用ELISA法测定各组支架对重组人骨形态发生蛋白2的释放情况。结果与结论:①纳米纤维肝素/明胶复合支架有很高的孔隙率,大孔结构250-420μm,孔隙连通度良好,且孔壁具有仿生纳米纤维结构;②含0,20%,40%肝素化明胶的纳米纤维肝素/明胶复合支架中的肝素含量分别为0,(12.82±2.49),(25.08±3.69)mg/g,3组间比较差异有显著性意义(P<0.05);③含0,20%,40%肝素化明胶的纳米纤维肝素/明胶复合支架的弹性模量分别为(299±38),(286±40),(236±33)kP a,3组间比较差异无显著性意义(P>0.05);④随着肝素化明胶含量的增加,纳米纤维肝素/明胶复合支架对重组人骨形态发生蛋白2的吸附能力增强,显著降低重组人骨形态发生蛋白2的突释,延长释放时间。