天然型无机骨的制备及其成骨效应的实验研究

已有多种材料修复骨缺损，但天然型无机骨（ｎａｔｕｒａｌｎｏｎ－ｏｒｇａｎｉｃｂｏｎｅ，ＮＮＢ）的骨作用研究较少。采用动物骨，经物理、化学及高温处理，除去其有机成分，保留其无机成分的三维结构外型。天然型无机骨既具有类似人骨的网状孔隙，又有利于传导成骨。植入家兔的肌肉、桡骨内和胫骨内，采用Ｘ线，组织学荧光标记等方法观察。证实，该材料组织相容性好，且具有新生骨出现早、生长快及成骨量多的特点。

人体运动姿态的校正对改良五禽戏增加骨效应的研究探讨

目的观察人体运动姿态的校正对改良五禽戏增加骨效应的影响。方法 "五禽戏"是由后汉著名的医学家华佗在"流水不腐户枢不蠹"的思想指导下,总结前人健身活动经验,模仿虎、鹿、熊、猿、鹤等兽禽动作编创而成,用以活动筋骨,增强体质,是中华民族一种古老的健身体操。改良五禽戏是浙江中医药大学体育部在传统五禽戏的基础上进行简化、改编而成,分为虎举、虎扑、鹿转、鹿抵、熊攀、熊晃、猿摘、猿蹲、鸟翔和鸟展十个动作,用于日常体育课程教学。改良五禽戏继承了传统五禽戏的健身原理,对一些难度较大的动作进行简化和改良,更适合广大中老年人练习。多积极参加运动可以适度提升骨量,改善身体状况,需要锻炼的中老年人往往会出现条件限制使锻炼时间减少、运动姿势不标准达不到预期的效果甚至不合适的运动对身体不利。本文探讨运动姿态的校正系统应用于改良五禽戏动作的校正,在原理、技术、设备等方面论证其可行性及意义。结果该系统原理充分、技术可靠、设备齐全,可以使改良五禽戏动作更加标准化,更大程度地增加骨效应。结论人体运动姿态的校正对改良五禽戏增加骨效应有着良好的促进作用,切实可行,值得付诸实践。

机械振动的成骨效应研究进展

应力是骨形成的"指导性"因素。其机制是近十年来骨科学、生物医学工程及康复医学领域的研究热点。机械振动是力学刺激形式之一。诸多研究表明:振动具有显著的成骨效应,其在骨质疏松的治疗中将会有广阔的应用前景。但是,现有相关研究中,具有成骨效应的振动频率、强度等参数并不一致,尤其是振动的成骨机制不明,相关报道极少,本文对其作一论述,可为更系统、深入地研究及其在临床中的应用提供理论基础。

复合牛骨形成蛋白多孔中空种植体成骨效应的研究

目的 利用激光扫描共聚焦显微镜 (LSCM)观察牛骨形成蛋白复合种植体成骨效应。方法 将天然提取的牛骨形成蛋白 (bBMP)与多孔中空钛种植体相复合形成人工复合种植体 ,植入狗下颌骨 ,并设同等规格的实心柱状钛种植体及不复合bBMP的多孔中空柱状钛种植体植入狗下颌骨为对照组。应用三色荧光标记LSCM观察复合种植体周围骨整合情况。结果 实验组复合种植体在各时期成骨能力和成骨量均明显优于对照组。结论 复合种植体可诱导早期、大量、较持久的成骨 ;LSCM对种植体周围成骨行为进行观察是一种准确、有效的手段。

氟化物Y500R珊瑚骨羟基磷灰石复合人工骨在兔颅面成骨效应的实验研究

目的探讨氟离子对珊瑚骨羟基磷灰石(coral hydroxyapatite,CHA)在兔颅面成骨效应中的影响,了解结合了氟离子后的珊瑚骨羟基磷灰石成骨效能的变化。方法制备含氟Y500R珊瑚骨羟基磷灰石的人工骨及纯钛金属帽,选用新西兰大白兔24只,分为含氟CHA组和CHA组,每组12只。含氟CHA组兔颅面安放并固定2个装有含氟Y500R珊瑚骨羟基磷灰石人工骨的钛帽,CHA组钛帽装入珊瑚骨羟基磷灰石,注射四环素及钙黄绿素荧光双标记物,分别于2、4、6周时各处死8只实验动物(每组4只),样品处理后作大体标本,观察新骨形成高度和新生骨质荧光带面积,制作硬组织切片行甲苯胺蓝—碱性品红染色,进行组织学观察。结果术后大体标本观察、荧光显微镜观察、硬组织切片染色观察结果显示,术后含氟CHA组新生骨质明显多于CHA组,成骨效应活跃。不同时期新生骨质荧光面积差异具有统计学意义(F=6.36,P=0.019),含氟CHA组明显多于CHA组(P<0.05)。结论低浓度(1.0×10^(-7)mol/L^5.0×10^(-5)mol/L)的氟离子能有效促进骨生成作用。

珊瑚/骨髓复合人工骨成骨效应的实验研究

为评价珊瑚／骨髓复合人工骨（简称复合骨）的成骨效应，将复合骨植入兔背部肌袋和颅骨缺损，以单纯珊瑚植入作对照；取材后通过组织学观察和计算机图像分析，检测其成骨情况。结果显示：复合骨植入肌袋后４ 周，局部有骨组织形成，而单纯珊瑚植入区未见骨组织成分。复合骨植入骨缺损后６ 周，局部形成的骨组织量明显多于同期的珊瑚植入区（Ｐ＜ ０－０１）；术后１２ 周，复合骨完全被成熟的骨组织取代，而单纯珊瑚植入区则表现为不完全性骨修复。提示：复合骨具有良好的骨再生和骨修复能力，是一种较理想的骨移植替代材料。

游离骨膜复合羟基磷灰石人工骨肌肉内移植的成骨效应

游离骨膜复合牛羟基磷灰石人工骨植入兔腓肠肌内,术后5天开始,所有试样内均有血管及骨骼组织长入。成骨活动并持续6周以上。单纯羟基磷灰石或单纯骨膜肌肉内植入,3～6周内无新骨形成。羟基磷灰石肌内植入无炎症和排斥反应发生。

bFGF/CHA/ARBM生物复合材料生物相容性及成骨效应的实验研究

目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)复合珊瑚羟基磷灰石(CHA)及自体红骨髓(ARBM)修复骨节段性骨缺损的作用,为进一步临床应用提供理论依据。方法:实验于2009年5月～2010年4月在北华大学生命科学研究中心完成。取60只家兔制作双侧桡骨干完全缺损1.0cm模型,随机分成A(bFGF/CHA/ARBM)组、B(CHA)组、C(自体骨)组、D(旷置)组,每组15只。于2、4、8、12周进行大体观察,影像学及组织学评估评价各组修复骨缺损的效果。结果:58只兔子进入结果分析,B组及D组各死亡1只。bFGF/CHA/ARBM组影像学及组织学观察优于单纯CHA组,bFGF/CHA/ARBM组与自体骨组12周时组织学评价无统计学差异。结论:bFGF/CHA/ARBM生物复合材料具有较强的成骨能力,可代替自体骨成为新型的人工骨。

Sonic Hedgehog调控血管新生及成骨效应的研究进展

随着我国交通、建筑业的发展及老龄化社会的加剧，创伤性骨折及骨质疏松性骨折患者日益增加，而延迟愈合、骨不连等仍是目前骨科疾病中最棘手的问题。尽管近年来对骨折的治疗手段及方法不断进步，但骨不连的发生率仍高达5％～10％。从骨发生的过程出发，治疗骨不连需要深入了解调控骨再生的各类信号分子及通路。

钙磷酸盐-BMP多孔复合材料的降解与成骨效应

通过X射线照相术、SEM、EPMA等测试手段研究了钙磷酸盐 (CP)多孔陶瓷及钙磷酸盐 骨形态发生蛋白质 (BMP)多孔复合材料 (CPB)在动物体内的生物降解性、成骨效应以及材料 骨界面的显微结构。用统计学t检验对CP和CPB两种材料植入体内后的的新骨形成速率数据进行了处理。结果表明CPB复合材料的新骨形成速率明显高于CP陶瓷 ;钙磷酸盐矿物有较好的生物降解性 ,但在体内完全降解是不可能的 ;BMP与CP复合后 ,能明显地加快新骨形成 ,促进钙磷酸盐矿物的降解 ;多孔结构亦有利于矿物降解及新骨形成 ,新骨长入陶瓷孔隙后形成一种互穿网络结构 ,使植入部位力学性能得到强化 ,弥补了材料降解中所导致的力学性能的衰减。据此可以预测 ,通过适当的孔结构和诱导成骨机制 ,可以制备出近乎完全降解的生物材料。

rh-BMP2在小型猪上的成骨效应的研究

目的:探讨重组BMP2在小型猪上的成骨效应的研究。方法:10只广西巴马小型猪颅骨上,用空心钻造成直径8mm、深4mm的7个骨缺损。在缺损中心植入直径2.8mm、长10mm的经喷砂处理纯钛种植体,缺损内随机填塞BMP2胶原海绵、胶原海绵,分为BMP2、胶原海绵对照组。于术后14天和21天分别处死5只动物、取材,行硬组织切片和显微CT检查。结果:术后14天BMP2组BV(Bone Volume)均值为29.0673mm3、BV/TV(Tissue Volume)为0.1991,胶原海绵组BV均值为17.1824mm3、BV/TV为0.1167。术后21天BMP2组BV均值为52.1323mm3、BV/TV为0.3373,胶原海绵组BV均值为34.0631mm3、BV/TV为0.2309。经统计学检查,两组之间存在明显差异(p<0.05)。结论:rh-BMP2具有良好的体内诱导成骨的作用,其诱导成骨作用有独特的规律。

信号传递系统在介导PTH成骨效应中的作用

ｃＡＭＰ／ＰＫＡ途径是介导甲状旁腺素（ＰＴＨ）成骨作用的主要信号传递系统，并受到Ｃａ２＋／ＰＫＣ途径的调节。完整的ＰＴＨＮ端是保证其生物活性的基础。ＰＴＨ受体是一与Ｇ蛋白偶联的细胞膜受体。反应时间、受体亲和力、成骨细胞分化状态、激素和细胞因子等都会影响到激素信号的传递及生物效应。

牛膝甾酮介导Notch通路影响成牙骨质细胞成骨效应

目的:探讨牛膝甾酮对成牙骨质细胞OCCM-30成骨效应及Notch信号通路的影响。方法:根据牛膝甾酮作用剂量的不同将OCCM-30细胞分为空白对照组(0mg/L)、牛膝甾酮低剂量组(2.5mg/L)、牛膝甾酮中剂量组(5.0mg/L)、牛膝甾酮高剂量组(10.0mg/L)。CCK-8法检测细胞增殖水平,Fluo-3 AM探针检测细胞内钙离子荧光强度,流式细胞术检测细胞凋亡率,RT-qPCR检测Notch1、DSL、CSL mRNA表达,Western Bloting检测Notch1、DSL、CSL蛋白表达。结果:与空白对照组比较,牛膝甾酮低、中、高剂量组OCCM-30细胞增殖率、钙离子荧光强度、Notch1、DSL、CSL mRNA及蛋白表达水平均显著升高,OCCM-30细胞凋亡率显著降低,且牛膝甾酮各剂量组OCCM-30细胞增殖率、钙离子荧光强度、Notch1、DSL、CSL mRNA及蛋白表达水平呈低剂量组<中剂量组<高剂量组,牛膝甾酮各剂量组OCCM-30细胞凋亡率呈低剂量组>中剂量组>高剂量组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:膝甾酮可激活Notch信号通路相关蛋白表达,从而促进成牙骨质细胞OCCM-30成骨效应。

煅烧骨成骨效应实验研究

作者采用取材丰富的家猪骨，经脱脂、脱蛋白、煅烧等工艺处理制成的煅烧骨（ＴｒｕｅｂｏｎｅＣｅｒａｍｉｃＴＢＣ）为植骨实验材料。将ＴＢＣ植入兔背肌肌囊、胫骨洞型骨膜骨缺损、桡骨骨干的骨膜骨缺损（２．５ｃｍ）内。术后２～１６周组织学观察表明：ＴＢＣ不引起组织排斥反应和炎症反应。ＴＢＣ网状孔隙内成骨活跃。荧光标记发现新生骨出现早、增加快、数量多。１６周ＴＢＣ与桡骨二断端愈合者１６／３０。

上颌窦提升中羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素组织工程骨的成骨效应

背景:前期实验构建了羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素三维复合支架材料,发现其具有良好的理化性能和生物相容性。目的:评估可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架复合骨髓间充质干细胞用于兔上颌窦提升的成骨效果。方法:取24只新西兰大白兔(新疆医科大学动物实验中心提供),每只兔均制作4处上颌窦提升区域,其中3处分别植入可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架与骨髓间充质干细胞复合物(实验组)、可注射性羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素支架(对照组1)、羟基磷灰石/β-磷酸三钙骨粉(对照组2),最后一处不植入任何材料,作为空白对照。术后4,8,12周,取上颌窦提升区域标本,分别进行锥形束CT扫描、苏木精-伊红染色与免疫组织学化染色观察。实验经新疆医科大学第一附属医院实验动物伦理委员会审议批准(批准编号IACUC20170706-02)。结果与结论:①锥形束CT显示,空白对照组始终无新骨生成,其余3组术后8周时可见新骨生成,且以实验组成骨效果最明显;术后12周时,实验组、对照组1、对照组2成骨效果进一步增强,3组间差异不明显;②苏木精-伊红染色显示,实验组术后8,12周的成骨效果优于对照组1、对照组2(P<0.05);③免疫组织化学染色显示,实验组术后8周的成骨指标骨形态发生蛋白2、血管内皮生长因子表达均强于对照组1、对照组2(P<0.05);术后12周时,3组间两指标表达差异不明显(P>0.05);④结果表明,羟基磷灰石/β-磷酸三钙/壳聚糖/甲基纤维素可注射组织工程骨可促进上颌窦提升区域的骨形成。

力学拉伸对仿生骨材料复合MC3T3-E1细胞成骨效应的影响

目的制备二维复合膜,探究力学作用对二维仿生骨材料复合MC3T3-E1细胞成骨效应及力学调控LncRNAs作用。方法采用丝素、胶原、羟基磷灰石共混后在加载装置的培养小室制备复合膜,测定力学性能并进行形貌观察;通过四点弯曲加载装置分别对复合膜上的细胞施加2 500με、5 000μ的力学刺激,观察细胞在复合膜上受力后的形态,检测其lncRNAs及mRNA差异表达情况,并检测其增殖、凋亡情况以及ALP含量、Runx2、OCN、Col I、BMP-2的mRNA及蛋白表达情况。结果复合膜孔径、孔隙率、吸水率、弹性模量均符合构建组织工程骨的要求;SEM显示HA在复合膜中分布均匀,细胞在复合膜上黏附,呈长梭形拉伸状;5 000με组鬼笔环肽染色、流式、TEM结果显示细胞微丝排列紊乱、方向性差,细胞核凹陷,出现细胞崩解;HE和SEM显示细胞分布在支架孔壁周围,呈扁平状。对3、7 d后样品进行检测,结果表明2 500με组细胞数量、ALP含量、Runx2、OCN、Col I、BMP-2 mRNA及蛋白表达均高于其余二组(P<0.05),5 000με组均低于对照组(P<0.05);lncRNAs差异基因表达筛选(差异倍数FC(abs)>2.0或<-2.0,且P<0.05)提示共同表达上调的有309个,下调的有256个,mRNA上调的有287个,下调的有234个。根据CNC网络,鉴定出12个核心调控因子,包括8个mRNAs(包括BAALC,NFATC2,MAP3K8,CLCF1等)和3个lncRNAs(NONMMUTO 029 098.2、MTCONS0023599和NM058248)(clustering coefficient≥0.99 and P<0.05)。经q-PCR验证有4个mRNAs(MAP3K8、CLCF1、SOCS3和SYCN)及2个lncRNAs(NONMMUTO029 098.2、MTCONS0023599)与筛选的结果相符。结论(1)丝素、胶原、纳米羟基磷灰石制备的二维复合膜具有良好的生物相容性。(2)适当的力学刺激促进成骨细胞增殖及分化,超过一定范围的力学刺激则促进细胞凋亡。(3)LncRNAs在力学调控MC3T3-E1细胞成骨分化起着重要作用,NONMMUT0 029 098.2、MTCONS0023599可能是力学调控成骨分化的关键因子。

煅烧骨植入的生物力学和成骨效应研究

为了解决骨科临床大量用骨问题,1987年我们采用动物骨经脱脂、脱蛋白、煅烧等工艺研制出一种新型骨代用材料-煅烧骨(True bone ceramic TBC)。该材料经X线衍射和扫描显微观察证实,其主要成份是HA(羟基磷灰石),具有原骨的三维结构形态和由此构成的天然的网状孔隙系统。本文报告TBC植入动物体内后的生物力学性能、组织相容性及其成骨效应,为临床应用提供实验依据。1 材料和方法1.1 TBC植入动物体内的生物力学实验 用狗2只,体重17kg,体健,雌性。以噻胺酮麻醉,无菌操作下,行尺骨干中段骨膜骨切除长2.5cm,左侧骨缺损区内植入5mm×8mm×25mm煅烧骨一块,右侧骨缺损区内植入5mm x 8ram×25mmHA/BMP一块(HA系用化学方法人工合成的块料,含孔率40-60％,孔径200-400μm,BMP为骨形态发生蛋白,二者构成复合人工骨)。

骨髓间充质干细胞复合仿生骨支架成骨效应的研究

目的构建骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合生物支架材料组织工程骨,探讨低温3D打印联合冷冻干燥法制备的三维仿生复合支架材料内BMSCs增殖、分化、成骨特异性基因表达情况。方法利用低温3D打印结合真空冷冻干燥法制备三维支架,提取新西兰大白兔的BMSCs,用倒置显微镜及免疫组化鉴定BMSCs的形态及特征。将第3代BMSCs与支架复合培养,分成1cm支架培养组、2cm支架培养组和空白组。在不同的培养时间分别进行MTT检测及碱性磷酸酶(ALP)水平测定。采用扫描电子显微镜(SEM)及苏木精-伊红(HE)染色检测细胞以及成骨相关基因的表达量。结果密度梯度离心法获取培养的原代BMSCs呈梭形或三角形贴壁生长,细胞形态均一呈梭形,8代内仍有很强的增殖能力。ALP染色和脂肪染色均为阴性,糖原染色和α-醋酸萘酚酯酶染色均为阳性,特异性表面标志物CD44、CD54的免疫组织化学染色阳性。本实验制备的三维复合支架具有良好的均一性,冻干后成白色立方体的多孔结构,HE染色及SEM可见细胞在支架孔壁黏附、增殖、生长良好,呈现伸展状态。在实验早期,复合培养组细胞增殖、ALP水平及成骨相关基因表达量均大于空白组(P<0.05);在实验晚期,2cm支架培养组细胞增殖、ALP水平及成骨相关基因表达水平均高于1cm支架培养组及空白组(P<0.05)。结论通过细胞形态学、细胞组织化学以及特异性表面标志物CD44、CD54的免疫组织化学染色对分离培养的细胞进行鉴定,说明分离培养的细胞具备BMSCs的特性。本实验室制备的丝素/胶原/羟基磷灰石三维多孔支架具有良好的生物相容性与骨诱导性,有利于细胞黏附、增殖,能促进细胞增殖及成骨相关基因的表达,为构建骨组织工程的良好材料。

β转化生长因子介导的体内成骨效应的超微结构观察

应用外源性β转化生长因子(TGFβ)注入新生大鼠股骨骨膜下,观察其介导的体内成骨效应的超微结构变化.结果显示,新生骨中的成骨细胞谱系在增殖、分化以及行使合成、分泌功能阶段,细胞器和细胞核结构、数量均发生相应改变,提示TGFβ对靶细胞行使其待异功能有潜在作用.

臂板蛋白3A对兔下颌骨牵张成骨术后成骨效应的影响

目的观察臂板蛋白3A对兔下颌骨牵张成骨的成骨效应的影响。方法选择20只新西兰大白兔,建立单侧下颌骨牵张成骨模型,然后分为A组、B组各10只。A组单纯行下颌骨牵张成骨;B组于牵张期第1、5、10天在牵张间隙内注射臂板蛋白3A(500μg/kg)。两组分别于固定期第2、6周随机处死5只动物获取下颌骨标本。分别采用X线检查和组织HE染色观察两组下颌骨牵张区成骨情况。制作下颌骨切片,光镜下观察并计算骨小梁宽度(TNTB)、新生骨数量(NBV)。用DXA扫描两组下颌骨样本,获取成骨区骨密度(BMD)、骨矿物质含量(BMC)。采用生物力学实验检测两组下颌骨成骨区的最大载荷、刚度和总能量吸收。结果随着时间推移,两组的牵张间隙内均有新骨形成并矿化,B组成骨情况优于A组。A、B组牵张成骨固定期第6周时成骨区TNTB、NBV及成骨区硬度、最大载荷、能量吸收均高于同组第2周时,相同检测时点B组高于A组(P均<0.05)。A、B组牵张成骨固定期第6周时成骨区BMD、BMC均高于同组第2周时,B组第6周时BMD、BMC高于同期A组(P均<0.05)。结论臂板蛋白3A能有效促进兔下颌骨牵张成骨间隙内新骨形成,提高成骨效应。