骨基质非酶糖基化交联对骨细胞力学敏感性的影响

目的微重力下骨细胞力学敏感性下降,机制不明。骨细胞突起比胞体对力学刺激更敏感,通过整合素αVβ_(3)和横向栓系结构(perlecan)与骨小管壁连接,放大突起膜局部应变。微重力下非酶糖基化NEG交联增加致基质胶原变硬,可能损害突起与基质的连接,影响骨细胞对力学刺激的感知。本研究旨在探究NEG交联对骨细胞力学敏感性的影响机制。方法用0.1 M和0.4 M浓度核糖孵育骨切片,在切片上接种骨细胞,分为CON、0.1 M和0.4 M组。HPLC检测NEG产物AGEs含量,纳米压痕检测骨基质力学性能;免疫荧光染色检测突起形态、F-actin、整合素αVβ_(3)和perlecan的表达和分布,q PCR检测突起功能相关蛋白表达,原子力显微镜检测突起弹性模量,显微注射仪给突起施加局部力学刺激检测细胞瞬时钙离子响应。结果与CON相比,0.1 M和0.4 M组骨切片AGEs含量、弹性模量及硬度显著升高。与CON相比,0.1 M组和0.4 M组骨细胞突起形态无显著改变;0.1 M组突起F-actin和整合素αVβ_(3)的荧光强度、Perlecan的基因表达、突起对局部力学刺激钙离子响应均更高;0.4 M组突起F-actin、αVβ_(3)和Perlecan的荧光强度、Perlecan的基因表达、钙响应均被抑制。结论病理水平NEG交联(0.4 M)抑制骨细胞突起力学感知结构基因及蛋白表达,影响骨细胞对力学刺激的感知能力。这有助于理解微重力下骨细胞力学敏感性改变机制。

基于骨基质压电性的老龄化骨细胞模型的生物力学研究

目的为了研究骨细胞老龄化进程中的一些生物力学效应。随着年龄的增长,骨细胞的骨陷窝骨小管系统主要具有以下特征:骨细胞体积减小,突触数量缺失,骨小管堵塞等。除了老龄化特征的不同,模型的建立考虑了细胞突触,胶原小丘,初级纤毛等力学感受器,来比较不同力学感受器感受到的生物力学信号变化。方法基于骨基质压电性建立了具有多个突触及骨小管的骨细胞模型,并在该模型的基础上对于不同的老龄化特征(突触减少,细胞的体积减小和骨小管堵塞)建立了骨细胞老龄化模型。结果在本模型中骨细胞的老龄化(突触减少,细胞的体积减小和骨小管堵塞)并不会改变其压电效应产生的电场强度大小,但是老龄化模型的流速要低于正常模型,这样使得初级纤毛自身的偏转挠度会变得很低,进一步降低初级纤毛的力学敏感性。老龄化细胞的突触缺失会导致其他突触应力应变减小,细胞质、细胞核所受的应力也减小;老龄化细胞的体积减小和骨小管堵塞则会增大突触和纤毛的应力应变。结论本研究探讨了由于老龄化骨细胞的生物力学效应,研究揭示了细胞微环境动态调节的机制,为研究骨重建和细胞力学行为研究提供了途径。

基于骨基质压电性的骨细胞整合素与初级纤毛的力学信号响应研究

目的研究骨细胞初级纤毛、整合素和胶原小丘等的力学信号响应。方法构建一个骨细胞有限元模型,包含具备压电性的骨基质、具有带电流体的骨陷窝-骨小管系统、胶原小丘、初级纤毛、细胞骨架及整合素等关键部分。对骨基质施加三轴位移载荷,研究整合素、初级纤毛等部分的力学信号,以及LCS内流体流动情况。结果胶原小丘受到最大应力,不同位置的整合素具有显著的应力差异,其平均应力高于初级纤毛,并与初级纤毛微管相近。抑制整合素会导致细胞骨架与纤毛的位移降低,纤毛挠度显著降低。骨基质的压电性影响LCS内液体流速,缺失压电性导致细胞骨架、初级纤毛和整合素的应力与位移降低,初级纤毛挠度也显著降低。相较于胞外液体,细胞骨架对整合素的影响更为显著,并且承受了大量的应力。此外,还分析了胶原小丘和整合素等个体与整体的应力分布,以及流体和电势等的变化。结论揭示了整合素、胶原小丘和初级纤毛在内的多种力学感受器在力学信号的感知与传递中的联合作用,同时突显了骨基质的压电性和骨陷窝内的流体环境对这一过程的影响,为研究纳米尺度下骨细胞力学特性提供了新的视角,并为骨相关生理病理的深入研究提供了途径。

血管基质成分联合脱细胞骨基质-壳聚糖支架修复桡骨缺损

背景:研究表明,复合使用人工组织工程骨材料和脱细胞骨基质做为骨缺损修复的支架材料,可以综合两者的优点。目的:进一步验证脂肪组织基质血管基质性成分联合脱细胞骨基质壳聚糖支架复合物修复兔桡骨缺损的安全性和生物相容性。方法:取38只新西兰大白兔,其中3只用于脂肪组织血管基质成分的制备,3只用于脱细胞骨基质的制备,32只分为实验组和对照组,采用Brownlow法制备桡骨缺损型,实验组移植血管基质成分-脱细胞骨基质壳聚糖复合支架,对照组造模后不做任何处理。术后2,4个月分别进行一般情况和大体观察、X射线拍照、病理观察、Lane-Sandhu组织学评分。结果与结论:1术后2,4个月2组无感染现象,但实验组的活动量和愈合程度显著性好于对照组;2术后2个月实验组骨缺损部位的X射线影像结果有显著灰白色的高密度影,术后4个月与正常的桡骨骨组织相同,对照组骨不连接;3术后2,4个月实验组病理显示骨组织生长情况显著性的高于对照组,Lane-Sandhu组织学评分显著性的高于对照组(P<0.05);4结果说明,血管基质成分-脱细胞骨基质壳聚糖复合支架修复兔桡骨缺损具有很好的安全性和生物相容性。

表面脱钙骨基质明胶修复大块骨缺损的实验与临床研究

目的 探讨表面脱钙骨基质明胶修复大块骨缺损的疗效及相关问题。方法 将 32只成年家兔随机分成A、B两组 ,双侧桡骨制成 1cm骨缺损 ,分别植入表面脱钙骨基质明胶 (SDBMG)、全脱钙骨基质明胶 (WDBMG)及SDBMG、自体骨 ,术后定期进行X线、组织学检查 (A组 )及生物力学测定 (B组 ) ;临床采用人SDBMG治疗大块骨缺损 31例 ,术后定期进行X线检查。结果 SDBMG呈由表及里的“渐进”诱导成骨过程 ;SDBMG的骨修复作用与自体骨相近 ,SDBMG侧抗压强度与自体骨侧的差异无显著性意义 ;临床随访示除 1例因适应症选择不当而失败外 ,其它 30例均治愈。结论 SDBMG具有良好的成骨作用和可靠的力学性能 ,可作为自体骨理想的替代材料修复大块骨缺损 ,但对活动期感染性骨缺损宜慎用。

脱钙骨基质和骨基质胶制备及其生物学效应

脱钙骨基质和骨基质胶制备及其生物学效应６３００４２重庆第三军医大学大坪医院柯新华，林贵德，王民刚，罗涛丽国内外文献报道的脱钙骨基质（ＤＢＭ）制备方法各异，尤其人的ＤＢＭ制备方法报道较少。本文介绍一种制备ＤＢＭ和同种骨基质胶《ＢＭＧ）的方法。１仪器骨刀...

骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨对骨髓间充质干细胞成骨潜能的影响

背景:前期实验发现单纯骨基质明胶材料与骨髓间充质干细胞复合后具有较好的成骨能力,修复骨缺损效果较好,但单纯骨基质明胶降解速度快,硬度差,不能用来修复承重区域的骨缺损。目的:观察骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨与骨髓间充质干细胞复合培养后细胞成骨潜能的变化。方法:利用骨基质明胶和煅烧骨基质制备重组人工骨,并与大鼠骨髓间充质干细胞复合培养48h,用茜素红染色检测复合培养后细胞的成骨潜能。结果与结论:细胞在复合材料上能够很好的黏附、生长以及增殖,与重组人工骨复合培养后,细胞的成骨潜能和细胞表型无明显变化。表明重组人工骨易于与骨髓间充质干细胞结合,对细胞成骨潜能无影响,生物相容性良好。

同种脱钙骨基质和骨基质胶制备及其生物学效应

同种脱钙骨基质和骨基质胶制备及其生物学效应Ｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄａｌｌｏｇｅｎｅｉｃｂｏｎｅｍａｔｒｉｘａｎｄｉｔｓｇｅｌａｔｉｎａｎｄｔｈｅｉｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ柯新华，林贵德，...

表面脱钙骨基质明胶修复长骨骨缺损9例报告

采用表面脱钙骨基质明胶（ＳＤＢＭＧ）移植治疗长骨大块骨缺损９例，结果，除１例因适应证选择不当而失败外，其它８例均得到治愈，患健肢等长。说明ＳＤＢＭＧ具有良好的成骨作用和可靠的生物力学性能，是修复长骨大块骨缺损的理想移植材料，可作为自体骨合适的替代材料推广使用。

改良低温机械物理研磨法制备纳米脱钙骨基质

背景:前期研究证实纳米脱钙骨基质为一种无毒、组织相容性良好、生物利用度高、炎症反应轻、成骨能力强的骨移植替代物,但其制备耗时较长,需多次间断取样行粒度分析,研磨效率低。目的:采用低温物理研磨法制备纳米脱钙骨基质,分析纳米脱钙骨基质的结构特征及制备效率。方法:采用改良Urist法制备同种异体脱钙骨基质,通过二次低温物理研磨法,应用CryoMill全自动冷冻研磨仪先将脱钙骨基质初步研磨至微米级别颗粒,再通过E-Max高能水冷球磨仪进行纳米尺度研磨,最后通过扫描电镜观测研磨效果及材料形貌。结果与结论:采用二次低温物理研磨法制备的纳米脱钙骨基质底层致密,表面充满不规则纳米颗粒,颗粒直径20-50nm,纳米颗粒相互团聚,表面密布纳米级别凹槽,纳米纤维结构间相互连接,内部形成大量相互连通的微米级别孔隙,其微观结构符合纳米生物材料范畴;二次低温物理研磨法仅需25min,提高了研磨效率;结果说明,二次低温物理研磨法制备纳米脱钙骨基质的研磨结果更确切、材料粒度分布均匀性更高。

骨髓基质干细胞与骨基质明胶复合构建组织工程化骨

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与同种异体骨基质明胶(BMG)复合培养构建组织工程化骨的可能性。方法将SD大鼠来源的MSCs与同种异体BMG复合培养后植入SD大鼠竖脊肌肌袋内,于术后不同的时间点处死大鼠,标本进行碱性磷酸酶(ALP)活性测定及组织形态学观察。结果MSCs与同种异体BMG复合植入体内可产生成熟的骨组织。结论利用MSCs与同种异体BMG复合可产生组织工程化新生骨组织。

异种脱钙骨基质、骨基质胶加释放系统移植的组织学和电镜观察

XDBM XBMG用小公牛长管状骨制备;释放系统由 CaSO_1、Na_2HPO_1、KH_2PO:(DSA）、Ca-Cl_2、Na_2HPO_4、KH_2PO_1(DSB)组成。Wistar大鼠24只分四组:(1)XDBM加DSA;(2)XDBM加DSB;(3)XBMG加DSA;(4)XBMG加DSB;不设对照。将四种移植物分别植入大鼠股四头肌肌穴。定期取材制片,TEM—100SX透射电镜观察。结果:2天巨噬细胞、淋巴细胞密集,细胞器发达,微绒毛状突起;4天间充质细胞贴附在XDBM、XBMG表面,细胞器发达伪足伸入移植物缝隙;8天成软骨细胞活跃,软骨细胞少;14天软骨细胞中部分细胞的细胞器固缩、溶解;22天网状骨小梁,骨细胞突起部分相互连接;34天新生骨渐成熟,骨髓细胞,个别哈氏管出现;几种生骨细胞和间充质细胞常在一个视野或网眼内,相贴很近,始终未发现破骨细胞。实验证明:XDBM、XBMG加DS诱导成骨的细胞来源是间充质细胞,直到34天仍见巨噬细胞存在尚未转化为破骨细胞。

骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨细胞相容性及异位成骨

目的:通过将骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨植入大鼠皮下和将其与骨髓间充质干细胞体外复合培养,观察骨基质明胶/煅烧骨基质重组人工骨在体内成骨情况和体外细胞相容性.方法:制备骨基质明胶和煅烧骨基质,按照1∶2比例制成重组人工骨,并与体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞复合培养48 h,利用流式细胞仪检测干细胞的凋亡情况和表型是否发生改变;取重组人工骨植入大鼠背部脊柱两侧,第2、4、8周分别取材,H-E染色组织观察、免疫荧光检测植入块周围的成骨情况.结果;细胞在复合材料上能够很好地黏附、生长以及增殖,与重组人工骨复合培养后,细胞表型和凋亡率均无明显变化,异位成骨显示人工骨具有较好的骨传导和骨诱导功能.结论:重组人工骨有较好的细胞相容性和较强的异位成骨性能.

消旋聚乳酸/羟基磷灰石/脱钙骨基质的制备及其体外降解特性研究

目的 探讨消旋聚乳酸 /羟基磷灰石 /脱钙骨基质 (PDL L A/ HA/ DBM)的制备方法及其体外降解特性。方法 按重量比 PDL L A∶ HA∶ DBM=1.5～ 2∶ 1～ 1.5∶ 1,应用乳液共混法 ,制备 PDL L A/ HA/ DBM生物复合材料 ,通过体外降解实验 ,观察其在磷酸盐缓冲液 (PBS,p H 7.4 )中重量、生物力学及 p H值的动态变化。结果 采用乳液共混法 ,不需加温 ,可将 PDL L A、HA、DBM一次性复合 ,制成生物复合材料 PDL L A/ HA/ DBM。孔隙率为 71.3% ;扫描电镜显示复合材料孔径为 10 0～ 4 0 0 μm;降解过程中 ,PDL L A溶液的 p H值在 2周内轻度下降 ,而后明显下降 ,4周时p H值为 4 .0 ;PDL L A/ HA/ DBM溶液的 p H值在 12周的降解过程中十分稳定 ,12周时 p H值为 6 .4。 PDL L A重量在 0～ 4周时变化较小 ,4周后下降加快 ,12周时为初始重量的 5 0 % ;PDL L A/ HA/ DBM重量在 0～ 5周时变化较小 ,5周后下降加快 ,12周时为初始重量的 6 0 %。PDL L A的初始抗压强度为 1.33MPa,PDL L A/ HA/ DBM的初始抗压强度为1.71MPa,两者有统计学意义 (P<0 .0 5 ) ;PDL L A强度在 0～ 3周下降较小 ,3周后下降较快 ,12周仅 0 .11MPa;PDL L A/ HA/ DBM强度在 0～ 4周下降较小 ,4周后下降较快 ,12周时为 0 .2 1MPa。结论 乳液共混法是?

髓心减压及异体骨笼结合脱钙骨基质治疗股骨头坏死临床研究(英文)

[目的]回顾性分析髓心减压及异体螺纹骨笼结合脱钙骨基质和自体骨植入治疗早期股骨头坏死的临床疗效，探讨其影响因素。[方法]本院于2000年2月～2006年8月间收治早期股骨头坏死76例（78髋），均采用髓心减压及异体螺纹骨笼结合脱钙骨基质和自体骨植入，术后预防性的静脉给予抗生素及抗凝治疗，并限制负重。临床评估采用Harris评分系统，评估术后患髋功能的改善情况，并定期行X线检查。[结果]76例均获得随访（24—68个月），术后进行疗效评估。参考Harris评分系统，术前的平均Harris评分为62．8分，术后平均评分为81．6分。髋关节影像学表现稳定，股骨头无坏死进展。[结论]髓心减压及异体螺纹骨笼结合脱钙骨基质和自体骨植入术治疗早期股骨头坏死临床效果满意，有利于骨坏死的修复和重建，适合于Ⅰ期和Ⅱ期股骨头坏死的患者。

同种异体骨基质明胶与部分脱蛋白异种骨复合移植的放射性核素观察

目的 :用99mTc -MDP放射性核素观察同种异体骨基质明胶与部分脱蛋白异种骨复合移植修复兔下颌骨缺损。方法 :用连续化学处理制备骨基质明胶和部分脱蛋白骨。取 5只兔在双侧下颌骨制成 16mm× 8mm全层矩形缺损 ,左侧植入复合骨 ,右侧植入部分脱蛋白骨。移植术后 4周 ,用99mTc -MDP做颌骨扫描和γ计数定量分析。结果 :复合骨移植与部分脱蛋白异种骨移植相比较有明显的放射性核素聚集 ,γ计数定量分析差别非常显著 (P <0 .0 1)。结论 :在诱导成骨方面 ,复合骨移植优于部分脱蛋白异种骨移植。99mTc -MDP做颌骨扫描和γ计数定量分析是观察早期诱导性成骨的敏感方法。

脱钙骨基质材料的生物学表现:降解性能、孔隙率及其黏附性能特征

目的:体外观察脱钙骨基质的降解性能及孔隙率,同时采用兔骨髓间充质干细胞与脱钙骨基质在体外复合培养,了解兔骨髓间充质干细胞对这种天然材料的黏附能力。方法:实验于2005-01-08/03-15在兰州大学骨科研究所进行。取6月龄的青紫蓝兔1只,麻醉后处死,取四肢骨干骺端及椎体松质骨,采用Urist提供的方法制作脱钙骨基质,将脱钙骨基质置于磷酸盐缓冲溶液中12周测定其降解率;用液体置换法测其孔隙率;用细胞计量法测定生长良好的浓度为1×108L-1的第3代骨髓间充质干细胞与脱钙骨基质复合培养6h后的黏附率。结果:脱钙骨基质的降解随时间的延长逐渐加速,8周前,其降解速率较慢,8周后,其降解速度明显加快,完全降解需要10￣12周,与骨髓间充质干细胞的增殖规律近似;所测脱钙骨基质孔隙率为(77.15±3.44)%;1×108L-1的第3代骨髓间充质干细胞与脱钙骨基质的平均黏附率为71.25%。结论:脱钙骨基质的降解曲线与骨髓间充质干细胞的增殖曲线相一致,具备良好的孔隙率和黏附率,提示脱钙骨基质可能为软骨组织工程比较理想的生物支架材料。

骨髓间充质干细胞复合异种骨基质明胶修复大鼠桡骨缺损

目的:在骨组织工程学领域内,主要集中种子细胞、支架载体和细胞支架复合体的构建3个方面的研究,在干细胞方面大多数学者认为骨髓间充质干细胞较为理想,支架材料虽然种类繁多,但却没有一种理想的载体。实验拟通过观察骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体植入骨缺损处成骨性细胞的变化以及钙化情况,认识同种骨髓间充质干细胞复合异种骨基质明胶修复大鼠桡骨节段性骨缺损的可行性。方法:实验于2006-10/2007-08在辽宁医学院解剖学试验室与科学实验中心完成。①骨髓间充质干细胞体外培养、纯化、扩增、Brd-U体外标记后并在体外与骨基质明胶复合培养,制成骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体。②60只SD大鼠采用随机数字表法分为骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组、单纯骨基质明胶治疗组和单纯骨髓间充质干细胞治疗组,每组20只;每组分2,4,8,12周4个时间段,每个时间段5只。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。③制备同种异体SD大鼠桡骨骨干5mm节段性骨缺损模型。骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组缺损处植入骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体,单纯骨基质明胶治疗组缺损处植入单纯骨基质明胶(骨基质明胶由完全培养液同等条件下培养7d),单纯骨髓间充质干细胞治疗组缺损处植入单纯骨髓间充质干细胞(Brd-U标记的第3代骨髓间充质干细胞,密度1×109个/L)。④大体观察大鼠的术肢活动情况;X射线放射学、组织学对比观察各组大鼠骨缺损的修复情况。结果:除骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组有1例动物因麻醉过深死亡外,其余59只大鼠进入结果分析。①各组术后各时间段骨缺区X射线片表现:骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体治疗组:2周桡骨缺损处略见骨痂形成,8周可见明显形成骨缺损区的桥接,12周骨缺损区完全被新生骨组织填充,已有骨髓腔出现。单纯骨基质明胶治疗组:12周骨缺损区骨痂形成增多,但未出现桥接,并可见两端有骨质硬化现象。单纯骨髓间充质干细胞治疗组:12周可见两断端有骨质硬化现象,最后形成骨不连。术后2,4,8,12周复合体治疗组与单纯治疗组放射学检查评价新骨生成差异有显著性意义(P<0.01)。②组织学检测结果:术后2,4,8,12周复合体治疗组与单纯治疗组组织学检查新骨生成速度、生成量差异均有显著性意义(P<0.01)。结论:骨髓间充质干细胞/骨基质明胶复合体有较强的成骨能力,对节段性骨缺损有较好的修复作用,有望成为骨组织工程中可以选择的植骨材料。

复合类新型骨基质材料生物相容性研究

目的 评价一种新型无机 -有机复合类骨基质材料 (NBM)的生物相容性。 方法 应用组织培养技术对 NBM体外复合兔成骨细胞培养 1～ 14天 ,然后进行形态学观察、细胞增殖、细胞蛋白含量与碱性磷酸酶 (AL P)活性测定 ;对 NBM采用同种兔体内植入观察 2、4和 8周 ,通过倒置显微镜、扫描电镜及组织学观察其体内成骨情况。 结果 体外培养时 NBM对成骨细胞的体外增殖和 AL P的表达无明显抑制作用 ,成骨细胞与材料可良好黏附、增殖 ,并分泌大量细胞外基质成分 ;而细胞 -材料复合体肌内植入后 4周可见大量淋巴细胞和巨噬细胞浸润 ,8周仍未见新生骨组织生成。 结论 NBM材料的体内外生物相容性差异可能与 NBM免疫原性有关 ,体内植入后引起宿主免疫反应 ,影响体内成骨。无机 -有机复合材料引起的移植免疫排斥反应应引起组织工程研究的注意。

髓芯减压加自体多能干细胞、脱钙骨基质植入治疗早期股骨头坏死

目的：观察髓芯减压加自体多能干细胞、脱钙骨基质（DBM）植入治疗早期股骨头坏死的疗效。方法：采用髓芯减压加自体多能干细胞、DBM植入术治疗股骨头缺血性坏死80例（96髋），男43例，女37例；单髋64例，双髋16例；年龄21～62岁，平均38．4岁；病史8个月～3年，平均1．4年。按ARCO分期标准：Ⅰ期62髋，Ⅱ期34髋。根据术前术后症状、髋关节功能评分、X线及CT结果进行评价，分析其疗效。结果：随访超过2年的52例（61髋）中46髋效果明显，10髋病情缓解，5髋病情无进展，优良率为91．8％（56／61）。髋关节Harris评分由术前平均（49、1±7．5）分增至术后平均（75．2±5．9）分，差异有显著性统计学意义（P〈0．01）。结论：髓芯减压加自体多能干细胞、DBM植入术是治疗早期股骨头坏死的一种有效方法。