股骨骨缺损动物模型制备现状及特点

背景:骨缺损的修复及后期临床转归仍是临床研究中的热点和难点,是困扰临床医师的常见问题。构建合适、可重复性及无限接近临床的动物实验模型及科学的评估对进一步的临床治疗相关疾病至关重要。目的:回顾性分析文献中股骨骨缺损常用实验动物模型制备方法及不同模型特点,评估优势与不足,为相关研究者选择合适的股骨骨缺损动物模型提供一定的参考。方法:检索PubMed、Web of Science、Medline数据库及CNKI数据库,设定英文检索词为:bone defect,bone,bones,defect,defects,defective,animal model,animal,model,laboratory,laboratory animal,animal laboratory;中文检索词为:骨缺损,动物模型,实验。检索时限为2000-01-01/2022-08-01。结果与结论:①对入选的27篇随机对照动物实验进行了分析和评估,实验动物包含大鼠、小鼠、新西兰兔及羊,骨缺损类型主要包含圆柱形骨缺损和节段性截骨骨缺损,部位以股骨中段及远端居多。多用于评估骨修复材料、药物、载药活性物质及物理治疗等方法对骨缺损修复的影响及缺损愈合机制研究,尤其是负重骨缺损修复机制的研究。②不同缺损类型及不同实验动物股骨骨缺损值的范围不同,研究者可结合实验目的,选择合适的动物及骨缺损类型,并设置合理的骨缺损值。③目前的研究表明,股骨骨缺损模型以圆柱形及节段截骨骨缺损为主,主要是在股骨远端及中段,手术方法及术后处理较为成熟,可操作性强,能够提供成熟的实验动物模型。④就圆柱形骨缺损而言,大鼠及新西兰兔更适合,而节段性截骨则无特殊要求,各种动物均能满足实验要求。

单平面胫骨骨搬移中骨水泥分段填塞封堵骨缺损

背景:骨搬移被广泛运用于各种原因所致的骨缺损中,取得了良好的临床效果。然而,各类并发症同样引起了医师们的关注,如何避免对接点不愈合已然成为医患共同关注的焦点问题。目的:探讨骨搬移手术治疗胫骨骨缺损中避免对接点不愈合的有效方法,以缩短患者治疗周期、减轻患者痛苦。方法:回顾性分析2018年1月至2021年1月中国人民解放军联勤保障部队第910医院收治的21例单侧胫骨骨缺损患者的临床资料,其中男16例,女5例,年龄(32.8±10.3)岁,平均骨缺损长度10.2 cm。21例患者均接受骨搬移手术治疗,治疗过程中采用骨水泥分段填塞骨缺损区,以减少影响对接点愈合的不利因素。术后随访评估Ilizarov方法研究与应用协会评分、愈合指数及不良反应发生情况。结果与结论:21例患者术后获得15-24个月随访,延长区均矿化良好,无成角畸形,治疗期间未发生再骨折,其中1例患者出现足下垂,手术松解跟腱及穿戴足踝矫形器后未能完全矫正,19例患者出现不同程度的针道感染,及时行针道护理后未发生深部感染的情况;对接点愈合率100%,愈合指数36-45 d/cm,平均38 d/cm;Ilizarov方法研究与应用协会评分显示,骨愈合优17例(81%)、差4例(19%),肢体功能结果优18例(86%)、良3例(14%)。结果显示,骨搬移手术治疗中骨水泥分段填塞解决了对接点不愈合问题,是缩短患者治疗周期、减少患者痛苦的有效方法。

3D打印含镁聚己内酯支架修复大鼠颅骨缺损

目的 评价3D打印含镁(Mg)聚己内酯(polycaprolactone,PCL)支架在大鼠颅骨缺损模型中的骨修复效果。方法 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架,以纯PCL支架为对照组,用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察两种支架的表面形貌,用能谱分析仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)分析表面元素成分,并通过接触角仪和电子万能试验机对其材料学性能进行表征。此外,将PCL-Mg支架浸入磷酸盐缓冲液中,连续28 d检测镁离子的释放行为。本研究已通过单位伦理委员会审查批准。建立SD大鼠颅骨临界尺寸缺损模型,根据植入支架材料不同,15只SD大鼠分为3组:PCL组、PCL-Mg组和对照组(未作处理),每组5只。术后4周和8周进行micro-CT扫描检测分析,并在8周后获取颅骨缺损区样本及大鼠主要脏器进行组织学染色。结果 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架孔径为(480±25)μm,纤维直径为(300±25)μm,孔隙率约为66%。PCL-Mg支架含Mg 1.0 At%,表明Mg微粒的成功掺杂。PCL-Mg支架的接触角为68.97°±1.39°,压缩模量为(57.37±8.33)MPa,相较PCL支架显示出更好的润湿性和机械强度。在术后4~8周的观察期内,与对照组及PCL组相比,在PCL-Mg组大鼠颅骨缺损区观察到最佳的新生骨形成,其骨再生指标新生骨体积、骨体积分数、骨表面积、骨表面积组织体积比、骨小梁厚度、骨小梁数和骨矿物密度均显著优于对照组、PCL组。另外,H&E染色、Glodner染色和VG染色结果显示PCL-Mg组诱导较多的矿化新生骨形成,同时主要脏器H&E染色提示良好的生物安全性。结论 PCL-Mg支架能够促进骨缺损的修复,为颌面部骨缺损修复提供了新的支架材料选择,具有潜在的临床应用前景。

光固化水凝胶负载骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨缺损

目的探讨新型甲基丙烯酸酐化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)/骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)复合水凝胶应用于大鼠颅骨缺损区的成骨性能,为骨再生生物材料的应用提供实验依据。方法本研究经南京大学动物伦理委员会批准。通过组合光引发剂苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂[lthium phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate,LAP]、GelMA、BMSCs构建光固化复合生物水凝胶GelMA/BMSCs,扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(energy disper-sive X-ray spectroscopy,EDX)检测GelMA凝胶表面微观形态及元素构成,电子万能试验机测试凝胶压缩强度。将GelMA/BMSCs水凝胶在体外培养1、2、5 d后,通过CCK-8检测水凝胶包封的BMSCs细胞增殖活性,利用共聚焦显微成像技术观察其存活情况和细胞形态;在大鼠颅骨制备5 mm临界骨缺模型,经复合水凝胶治疗的为GelMA/BMSCs组,不做任何处理的为对照组。分别于术后第4、8周拍摄Micro-CT测算骨缺损面积和新生骨指标,第8周处死大鼠取缺损区颅骨样本进行H&E染色、Van Gieson染色和Goldner染色评价新生骨的质量。结果SEM观察到固化的GelMA内部呈现3D海绵状大孔凝胶网络,大孔形貌均匀,孔隙率为73.41%,孔径为(28.75±7.13)μm;EDX结果显示C和O均匀分布在水凝胶的网状大孔结构上;水凝胶压缩强度为152 kPa,GelMA/BMSCs培养第5天,镜下细胞形态铺展,从卵圆形变为梭形,CCK-8检测结果显示细胞增殖159.4%。术后第4周,Micro-CT三维重建图像显示对照组的骨缺损范围未见明显缩小,GelMA/BMSCs组骨缺损内部可见大量新骨生成;术后第8周,对照组骨缺损仍无明显变化,仅可见少量新生骨,GelMA/BMSCs组颅骨缺损基本愈合;第4周与第8周的定量分析发现,GelMA/BMSCs组大鼠颅骨缺损处新生骨量(new bone vol-ume,BV)、骨体积分数(new bone volume/total bone volume,BV/TV)、骨表面积(bone surface,BS)、骨表面积组织体积比(bone surface/total bone volume,BS/TV)均优于对照组(P<0.05)。第8周组织学染色结果显示GelMA/BMSCs组骨缺损处形成连续且致密的骨组织,而对照组仅在缺损边缘可见少量不连续新骨生成,缺损处主要为纤维结缔组织。结论光固化水凝胶的干细胞疗法具有良好生物安全性,在诱导大鼠颅骨缺损区新骨形成的同时促进骨成熟,具有潜在的临床转化前景。

羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶修复兔骨软骨缺损

背景:关节骨软骨缺损是目前骨科医生面临的难题,传统修复方法难以取得满意疗效,以羟基磷灰石-聚乙烯醇为基础的复合水凝胶材料是目前研究的一个方向。目的:制备羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征其物理学特征,验证其植入体内后的组织相容性及细胞黏附增殖能力,探讨其对兔骨软骨缺损的修复效果。方法:利用3D打印技术制备圆柱状多孔聚乳酸支架(孔径分别为1.2,1.4,1.6,1.8 mm),再将聚乙烯醇及羟基磷灰石混合乳液灌入聚乳酸支架中,经过冻融及二氯甲烷溶解后制成羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶。然后将胶原-壳聚糖-明胶混合液灌入羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶中,利用京尼平进行交联,最后经乙醇清洗及冷冻干燥制成羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征4组水凝胶的物理学特征,筛选性能最优的水凝胶进行后续实验。将羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶、胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶分别植入SD大鼠皮下,苏木精-伊红与Masson染色观察材料表面的细胞黏附生长状况。在15只兔双侧膝关节股骨滑车制作骨软骨缺损(直径5 mm、深6 mm)模型,左侧植入复合水凝胶(实验组),右侧未植入任何材料(对照组),Micro-CT及组织学检测来评估其对骨软骨缺损的修复效果。结果与结论:①综合孔隙率、含水率、力学测试及扫描电镜结果,得出孔径1.2 mm的羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶更符合天然软骨的一般特性,用于后续实验;②苏木精-伊红与Masson三色染色显示,随着材料植入大鼠皮下时间的延长,两种材料周边黏附的细胞均明显增多,其中胶原-壳聚糖-明胶植入后的细胞增殖状况更好,可见大量细胞长入其形成的网状结构,且网状结构也逐渐降解;③在兔骨软骨缺损实验中,至术后8周时,Micro-CT检查显示实验组植入的材料和周围骨-软骨整合良好,其表面及内部均有部分骨长入,对照组软骨及软骨下层仍然存在明显的缺损,未形成有效修复;苏木精-伊红与甲苯胺蓝染色显示,实验组植入复合水凝胶4-8周后即与周围骨软骨发生整合,随着时间的延长材料表面逐渐有新生软骨形成,至12周时缺损处大部分被新生软骨覆盖,软骨下层也出现良好的骨长入;对照组至术后12周虽然深层骨缺损大部分修复、浅层的软骨及软骨下骨缺损也有一定程度修复,但主要被纤维组织及部分纤维软骨替代;④结果表明,羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶材料可仿生天然软骨的结构和功能,在动物实验中能有效修复骨软骨缺损。

负载柚皮苷AKE/GB30网箱在脊柱骨缺损模型修复中的作用及对BMPs-VEGF信号通路的影响

目的:观察负载柚皮苷的AKE/GB30网箱在脊柱骨缺损模型中的修复作用,并基于骨形成蛋白(BMPS)-血管内皮生长因子(VEGF)信号通路探讨该生物材料的作用机制。方法:用牙钻在30只新西兰雄兔L5与L6椎间制作一个7mm×5mm×4mm的缺损,建立脊柱骨缺损模型,制备AKE/GB30网箱。测试负载柚皮苷的AKE/GB30网箱生物力学性能,检测其体外释药行为。将造模成功的新西兰兔随机数字表法分为3组,即空白组、自体骨移植组、骨移植生物材料+柚皮苷联合组,除空白组外分别予以自体骨移植、负载柚皮苷的AKE/GB30网箱进行修复。术后6周、12周每组各取5只兔,微计算机断层扫描(Micro CT)检测骨修复情况[包括骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)和骨小梁数目(Tb.N)];实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测骨形成蛋白2(BMP2)、VEGF、Runt相关转录因子2(RUNX2)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)信使核糖核酸(mRNA)表达;免疫印迹法(WB)检测骨组织BMP2、VEGF、RUNX2、ALP、OCN蛋白表达。结果:AKE/GB30网箱制作成功,且其特性检测结果符合脊柱骨缺损修复要求;负载柚皮苷的AKE/GB30网箱最大抗压强度为28MPa,最大抗压力为15N,6周时其累积释药率达(98.15±1.47)%;各组术后12周时BV/TV、Tb.Th和Tb.N,骨组织BMP2、VEGF、RUNX2、ALP、OCN的mRNA与蛋白表达均高于术后6周时(P<0.05),且自体骨移植组、骨移植生物材料+柚皮苷联合组上述指标均高于空白组(P<0.05),自体骨移植组、骨移植生物材料+柚皮苷联合组上述指标差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:负载柚皮苷的AKE/GB30网箱在脊柱骨缺损模型修复的效果等同于自体骨移植,可能是通过促进BMP2、VEGF、RUNX2、ALP、OCN表达实现的。

生物支架材料及打印技术修复骨缺损

背景:近年来随着生物支架材料和生物打印技术的发展,组织工程骨成为了骨缺损修复的研究热点。目的:简述当前骨缺损的治疗方式,总结制备组织工程骨支架的生物材料及生物打印技术,探讨生物材料和打印技术在组织工程中的应用及目前面临的挑战。方法:以“bone defect,tissue engineering,biomaterials,3D printing technology,4D printing technology,bioprinting,biological scaffold,bone repair”或“骨缺损,组织工程,生物材料,3D打印技术,4D打印技术,生物打印,生物支架,骨修复”等作为检索词,应用计算机在中国知网、PubMed、Web of Science数据库检索2009-01-01/2022-12-01发表的相关文献,最后经第一作者筛除并追加收录优质参考文献,共纳入93篇文章进行综述。结果与结论:骨缺损的治疗方式主要有骨移植、膜引导再生技术、基因治疗、骨组织工程技术等,最佳的治疗方式仍没有定论。骨组织工程技术是治疗骨缺损的新兴技术,通过构建能促进成骨细胞增殖分化及增强骨形成能力的三维结构,成为当前研究的重点热点技术。生物支架材料多种多样,各具特点,有利有弊,单一的生物材料无法满足组织工程骨对支架的需求,通常将多种材料复合互补使支架在满足力学性能需求的同时兼顾生物性能。生物打印技术能对支架的孔隙进行调节、构建复杂的空间结构,更利于细胞的黏附增殖和分化。新兴的4D打印技术引入“时间”作为第四维度,使制备的支架具有动态性,随着智能材料的同步发展,4D打印技术为未来骨缺损高效修复提供了可能。

3D打印假体在上肢围关节骨缺损治疗中的研究进展

因传统的骨缺损治疗手段在围关节区应用受限,肿瘤、创伤、感染和翻修等多种原因造成的上肢围关节骨缺损的临床处理是骨科医生面临的棘手难题。应用3D打印假体植入直接修复骨缺损的治疗方法已在临床逐渐获得接受与推广,然而目前多数研究停留于病例报告,缺少相关综述报道。本文于国内外数据库检索和收集2010—2022年间发表的相关文献,汇集3D打印假体治疗上肢围关节骨缺损的相关临床研究,从假体结构、重建解剖部位、临床应用背景及临床疗效等角度进行综述分析,旨在总结3D打印假体在上肢围关节骨缺损治疗中的应用现状,并明确该治疗方法的优势及不足,为未来的3D打印骨科材料及临床研究提供指导。

应用抗生素骨水泥植入技术治疗第一跖趾关节痛风石并骨缺损的短期疗效研究

目的 研究对比痛风石病灶清理联合抗生素骨水泥植入技术与常规手术清除病灶在痛风石病人中的短期疗效。方法 回顾性分析2020年5月至2023年5月内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院手足踝外科收治的40例第一跖趾关节痛风石伴骨缺损病人的临床资料,按照手术方法的不同分为观察组和对照组,每组20例,均为男性,年龄为22~82岁。观察组采用痛风石病灶清理联合抗生素骨水泥植入治疗,对照组则采用清理病灶的常规手术。比较两组白细胞(WBC)、C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)、住院时间、换药次数、创面完全愈合时间。观察并记录病人入院时和随访3个月时美国足踝外科医师协会(AOFAS)评分、疼痛视觉模拟量表(VAS)评分和血尿酸(sUA)值。结果 病人术后随访时间3个月,观察组所有病人伤口均完全愈合,对照组20例病人中有7例伤口迁延不愈。观察组住院时间、换药次数、创面完全愈合时间、WBC、CRP、ESR、术后VAS评分均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。对照组术后3个月AOFAS评分低于观察组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后3个月sUA值的差异无统计学意义(P>0.05)。结论 对于第一跖趾关节痛风石并骨缺损病人,应用痛风石病灶手术清除联合抗生素骨水泥植入技术具有缩短住院时间,降低感染率,减轻病人疼痛,术后早期功能恢复快等优势,可作为严重痛风石合并骨缺损的外科治疗方法,值得推广应用。

自体块状骨联合浓缩生长因子游离移植修复下颌第2磨牙远中牙槽骨缺损的研究

目的:探讨自体块状骨联合浓缩生长因子(CGF)游离移植修复下颌第2磨牙远中牙槽骨缺损的效果。方法:选取收治的下颌阻生第3磨牙所致下颌第2磨牙远中牙槽骨缺损患者60例为研究对象,患者均因下颌阻生第3磨牙所致下颌第2磨牙远中牙槽骨缺损。随机分为对照组与研究组各30例,对照组常规拔除下颌阻生第3磨牙后直接缝合创面,研究组拔除下颌阻生第3磨牙后,采用自体块状骨联合CGF进行游离移植修复。治疗后随访6个月并完善口腔锥束CT(CBCT)和牙周探诊等检查,观察两组术后7 d术后症状严重度(PoSSe)量表和随访不良反应,比较两组下颌第2磨牙远中牙槽嵴顶至釉牙本质处距离(BC)、牙周探诊深度(PD)的测量值。结果:术后7 d复查,两组PoSSe量表评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组治疗3个月、6个月BC、PD测量值均低于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组治疗3个月BC、PD测量值低于对照组,治疗6个月BC测量值低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。对照组出现第2磨牙酸痛敏感/食物嵌塞2例、牙根部分暴露/松动3例,研究组出现轻微感染1例,未见其他不良反应。结论:自体块状骨联合CGF游离移植修复下颌第2磨牙远中牙槽骨缺损的效果显著,能够促进骨缺损的修复和改善牙周健康状况,减少不良反应。

3D打印支架修复感染性骨缺损

背景:目前感染性骨缺损的治疗存在病程长、治疗效果不佳及花费较高等问题,并且临床治疗使用个性化骨替代材料的成骨作用有限,故临床治疗亟需一种兼具良好成骨效果和抗菌作用的3D打印植骨材料。目的:总结负载抗菌制剂3D打印支架用于感染性骨缺损的研究现状。方法:检索2010年1月至2022年6月PubMed、Web of Science、Elsevier及中国知网收录的相关文献,中文检索词为“骨缺损,3D打印,支架材料,抗菌,动物实验,体外实验”,英文检索词为“bone defect,3D printing,scaffold,antibiosis,animal experiment,in vitro”,最终纳入60篇文献进行综述分析。结果与结论:钛、镁、钽等金属及其合金制备的3D支架具备一定成骨性能,但不具备抗菌功能。羟基磷灰石等生物陶瓷材料的生物相容性好、易降解,但因强度不够通常与人工高分子聚合物材料结合成复合材料,分别模仿天然骨中的无机成分和有机成分,发挥各自优良功能。抗生素、纳米银/铜、抗菌肽、镓元素等抗菌制剂分别通过破坏细菌细胞膜、产生活性氧干扰细菌DNA复制、抑制铁元素吸收等机制来发挥抗菌作用,使3D打印支架兼具抗菌及成骨的双重作用,但目前仍存在耐药性及有效浓度难以控制等问题。3D打印支架常通过支架负载载药微球、支架表面制备抗菌涂层、抗菌制剂与支架材料混合打印等方法负载抗菌制剂,其中支架表面制备抗菌涂层的负载方式应用最为广泛、抗菌作用发挥也更稳定,然而针对抗菌制剂种类选择最为匹配的负载方式需进一步探讨总结。优化复合支架材料的机械性能、制备仿生骨支架材料,使其降解速度与感染性骨缺损中的骨重建速度相吻合是未来的研究方向。理想的抗菌制剂须通过多种抗菌机制发挥作用,期望通过较低抗菌浓度发挥良好抗菌作用是抗骨感染研究的热点。将抗菌制剂负载在支架表面后,抗菌制剂对局部微环境发生“智能化”反应达到可控释放,同时调控微环境成骨、血管化及免疫反应,是目前研究关注的焦点。

PRF负载的Genistein促进肥胖小鼠骨缺损修复的实验研究

目的:明确染料木素(genistein, GEN)对成骨分化的作用并探讨由富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)负载的GEN对肥胖小鼠骨缺损修复过程的影响。方法:体外实验中,采用CCK8测定7天内不同浓度GEN(0、0.1、1、10、50μmol/L)对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(mouse embryo osteoblast precursor cells, MC3T3-E1)增殖的影响;利用碱性磷酸酶(ALP)染色及ALP活性定量检测,明确细胞中ALP活性的变化。采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)及蛋白免疫印迹法检测成骨分化过程中ALP、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)和骨钙素(osteocalcin, OCN)的RNA及蛋白表达水平,用茜素红染色明确GEN对MC3T3-E1矿化程度的影响。利用扫描电镜观察PRF载药前、后超微结构变化,验证PRF载药的可行性。体内实验中,采用高脂饮食饲喂法建立肥胖C57小鼠模型。制作直径2.8 mm的颅骨缺损模型,将制备好的GEN/PRF复合物置入骨缺损区。利用Micro-CT扫描及H-E染色评估GEN对肥胖小鼠颅骨缺损修复的影响。采用GraphPad Prism 5.0软件包对数据进行统计学分析。结果:CCK8结果显示,7天内,0.1、1μmol/L GEN促进细胞增殖(P<0.05);10μmol/L GEN对细胞增殖过程无明显影响;50μmol/L GEN从第2天开始,显著抑制细胞生长,具有细胞毒性(P<0.05)。在MC3T3-E1成骨分化过程中,0.1μmol/L GEN在一定程度上增加ALP、OPN和OCN蛋白表达(P<0.05)。1、10μmol/L GEN显著增强ALP活性(P<0.05),上调ALP、OPN和OCN的RNA及蛋白表达水平(P<0.05),促进MC3T3-E1中钙结节形成(P<0.05),2个浓度促进细胞成骨分化的效果相似。扫描电镜发现,PRF内部呈现三维网状结构,为加载药物分子进行局部缓释提供了空间。体内实验中,高脂饮食组小鼠体重大于正常饮食组体重的27.7%(P<0.05),并出现葡萄糖耐量异常(P<0.05)。Micro-CT显示,与正常饮食组相比,肥胖小鼠股骨中骨小梁数目减少(P<0.05),骨小梁间距增宽(P<0.05),骨密度降低(P<0.05)。此外,PRF加载的GEN(0.1、1.0μmol/L)可增加肥胖小鼠颅骨的骨体积分数(P<0.05)。H-E染色结果显示,GEN/PRF复合物可促进骨缺损愈合。结论:GEN显著促进MC3T3-E1成骨分化,加载PRF后可有效加快肥胖小鼠颅骨缺损愈合。

下颌骨缺损患者对咬合功能锻炼需求的质性研究

目的:了解口腔肿瘤术后下颌骨缺损患者咬合功能锻炼的现状与需求。方法 :采用目的 抽样法,对27例口腔肿瘤术后下颌骨缺损患者进行半结构式访谈,借鉴扎根理论的三级编码体系,运用Nvivo11质性分析软件进行自下而上的编码分析。结果:下颌骨缺损患者咬合功能锻炼的现状与需求可归纳为5个主题,即下颌骨缺损对患者的影响、咬合功能锻炼相关知识缺乏、对咬合功能锻炼内容的需求(期待专业化健康指导)、对咬合功能锻炼宣教方式的需求(期待多元化宣教方式及各种阻碍因素导致患者依从性降低)。结论 :建立统一规范的咬合功能锻炼方案,临床医护人员应关注患者的各种阻碍因素,调节患者心理状态,最大限度提高患者咬合功能锻炼的依从性。

数字化技术在上颌骨缺损赝复体修复中的应用

上颌骨缺损是口腔颌面部中最常见的缺损,可能造成患者生理及心理障碍。传统颌骨缺损修复制作流程复杂、技术敏感性高。随着数字化技术在口腔领域的发展及应用,上颌骨缺损的修复治疗已展现出显著优势。本文简要介绍了上颌骨缺损赝复体修复的治疗过程,并从上颌骨缺损三维数据获取、数字化设计及数字化制造这3个方面对数字化技术在赝复体修复中的应用做一综述。

骨碎补活性成分促进骨缺损后骨重建的机制及其组织工程学应用

骨缺损的治疗难度大、周期长,一直都是骨科临床面临的重大挑战。骨碎补是我国中医骨伤科的常用药材,其活性成分(主要为黄酮类)可促进骨髓间充质干细胞成骨分化、成骨细胞增殖、成血管-成骨耦联,抑制破骨细胞活力,从而促进骨缺损区的骨质矿化和修复重建。骨碎补活性成分是骨再生治疗药物的良好替代品,将其负载于组织工程支架材料上,可极大地提高药物的生物利用度。同时,缓释微球进一步解决了支架药物的突发性释放等问题,应用其所制备的含骨碎补活性成分的复合支架具有较好的成骨活性和骨诱导性,骨修复效果确切,可满足骨移植物的多样化性能要求,临床应用前景广阔。

负载外泌体的可注射水凝胶修复种植体周围骨缺损

背景:大量的研究已证实,外泌体具有促进成骨与血管化的作用,但是单纯的外泌体治疗存在靶向性差、负载分子含量无法达到治疗浓度等问题。目的:将外泌体负载于可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶中,通过体内与体外实验观察该水凝胶在种植体周围骨缺损中的作用。方法:从骨髓间充质干细胞中提取外泌体,并将其包裹于可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶中。①体外实验:将负载与未负载外泌体的水凝胶分别与内皮祖细胞共培养,进行外泌体摄取实验、小管形成实验以及细胞增殖、迁移能力、成血管基因检测。②体内实验:选取雄性新西兰大白兔12只,在一侧股骨长轴制备2个标准种植体窝洞及对应的骨缺损,在近心端的窝洞内植入种植体后,在骨缺损部位植入负载外泌体的水凝胶(实验组);在远心端的种植窝洞内植入种植体后,在骨缺损部位植入未负载外泌体的水凝胶(对照组),术后3,6,9周取带种植体的骨缺损部位,进行苏木精-伊红、Masson染色,同时,术后9周时进行成骨基因与成血管基因检测。结果与结论:①体外实验:外泌体可进入内皮祖细胞中,负载外泌体水凝胶组内皮祖细胞的增殖能力、迁移能力、成血管能力及成血管基因(CD31、血管内皮生长因子及碱性成纤维细胞生长因子)表达均高于未未负载外泌体水凝胶组(P<0.05)。②体内实验:苏木精-伊红、Masson染色显示,术后3周时,两组仅见少量新生骨,材料部分降解;术后6周时,两组新生骨量增加,其中实验组可见大量的新生骨,钙盐沉积明显;术后9周时,相较于对照组,实验组可见大量粗大于成熟的骨小梁,钙盐沉积更加明显,骨小梁周围可见大量排列的成骨细胞。实验组术后9周骨缺损部位的CD31、血管内生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2、Ⅰ型胶原及骨钙素的蛋白表达均高于对照组(P<0.05)。③负载外泌体的萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶可促进内皮祖细胞的增殖、迁移与成血管分化,促进种植体周围骨缺损的修复再生。

下颌骨缺损腓骨肌皮瓣重建后种植义齿修复的临床效果评价

目的:评价下颌骨缺损腓骨肌皮瓣重建后种植义齿修复的临床疗效。方法:纳入15例因肿瘤行下颌骨缺损腓骨肌皮瓣重建后的患者,评价在种植义齿修复后2年种植体的存留率、种植体周探诊深度(PD)、改良龈沟出血指(mSBI)、种植体边缘骨高度(MBL)。结果:62枚种植体在行使功能后2年种植体存留率100%;种植修复2年后,与修复前相比,MBL、PD及mSBI未见统计学差异(P>0.05);PD>4 mm时,mSBI显著增加(P<0.05)。结论:下颌骨缺损腓骨肌皮瓣重建后种植义齿修复取得了良好的临床疗效,PD≤4 mm的种植体表现出更好的稳定性。

骨免疫调节特性骨组织工程支架在修复骨缺损中的应用和发展

背景:在使用骨支架修复骨缺损时,注意骨免疫反应的调节对骨再生具有重要意义。目的:综述骨免疫反应对骨修复的影响和具有调节骨免疫功能的骨组织工程支架的设计和其在骨修复中的应用。方法:从Science Direct、PubMed、Web of Science与中国知网数据库中检索1973-2023年发表的相关文献。英文检索词:“Osteoimmunology,Macrophages,Bone repair materials,Bone scaffold,Bone defects,Bone regeneration”;中文检索词:“骨免疫,巨噬细胞,骨修复材料,骨支架,骨缺损,骨再生”,对筛选出该领域最新研究进展的80篇文献进行归纳分析。结果与结论:①文章详细梳理了骨免疫的起源和发展进程中的重要时间点,并阐述了巨噬细胞作为骨免疫调控体系中重要成员,可分为M1(促炎)和M2(抗炎)两类表型,并在骨再生的不同时期发挥着关键作用。在炎症期,M1型巨噬细胞一方面能激活破骨细胞,启动组织修复进程,同时参与骨内微血管网的重建,另一方面炎症后期的骨组织再生过程中,持续高表达M1型巨噬细胞会阻碍新骨形成;而在修复期,M2型巨噬细胞一方面可分泌成骨细胞因子,刺激骨髓间充质干细胞的成骨分化和矿化,进而促进骨形成,另一方面,长期激活的M2型巨噬细胞会增加促纤维化分子的分泌,导致瘢痕组织的过度形成,从而延迟愈合过程。因此调控巨噬细胞在适宜的阶段进行表型转换,构建有益于成骨的免疫微环境对骨再生意义巨大。②在设计具备骨免疫调控特性的骨支架过程中,可通过改变支架粗糙度、孔隙结构、刚度、亲水性、表面电荷、表面官能团等理化性质影响非特异性蛋白质和细胞黏附,从而影响骨支架与免疫系统的相互作用。而将羟基磷灰石,生物活性玻璃、金属离子、细胞外基质、药物、细胞因子和外泌体等生物活性物质进行表面功能涂层设计,则可在植入机体之后通过释放生物活性物质,主动调控免疫微环境,影响巨噬细胞极化和巨噬细胞与骨骼细胞之间的串扰,促进巨噬细胞更多的M2极化,构建出有利于骨再生的骨免疫微环境。③基于骨组织工程支架的研发,除了关注干细胞成骨分化的直接调控因素外,还应注重对干细胞分化的免疫微环境的管理,通过调控适宜的骨免疫微环境,诱导更多的干细胞成骨分化,增强支架的成骨效能,并凝练出“骨免疫调节特性”的理念,深入阐明了骨免疫微环境的多向调节作用并介绍了现有改变支架理化性能和表面功能涂层策略赋予支架骨免疫调控潜能的策略,为指导新一代具有骨免疫调控特性的骨组织工程支架的研发提供新思路。但是骨免疫微环境是一个动态平衡状态,现有研究的调控策略多数未顾虑到调控的动态匹配性,因此针对具有高效且靶向调控免疫微环境的智能骨免疫调控支架的研发,是未来学者研究的重点关注方向。

阿托伐他汀促进大鼠牙槽骨缺损愈合及对Wnt/β-catenin信号通路的影响

目的:探讨阿托伐他汀对大鼠牙槽骨缺损的治疗作用,并观察对Wnt/β-catenin信号通路的影响。方法:30只大鼠随机分为正常组(N组)、模型组(M组)与阿托伐他汀给药组(ATV组),除N组外,其余大鼠均在牙槽骨处制造缺口,构建牙槽骨缺损模型。建模成功后,ATV组灌胃20 mg/kg阿托伐他汀混悬液,N组和M组灌胃等量羧甲基纤维素钠溶液,连续给药21天。末次给药后,尾静脉采血,检测血清骨保护素(OPG)、碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(BPG)浓度。H-E染色观察上颌骨缺损区组织变化情况,并进行Lane Sandhu评分。以抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色检测缺损区破骨细胞数目,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)与蛋白免疫印迹(WB)法检测缺损区分泌型糖蛋白(Wnt)、β连锁蛋白(β-catenin)和RUNT相关转录因子2(Runx2)mRNA及蛋白表达量。采用SPSS 23.0软件包对数据进行统计学分析。结果:与N组相比,M组OPG、ALP和BGP浓度与Lane Sandhu评分降低,破骨细胞数增多。与M组相比,ATV组OPG、ALP和BGP浓度与Lane Sandhu评分上升,破骨细胞数减少。H-E染色可见,N组上颌骨缺损区的骨形成量较多,M组缺损区骨组织较少,ATV组缺损区骨组织量增加。与N组相比,M组上颌骨缺损区Wnt、β-catenin和Runx2 mRNA和蛋白表达量降低。与M组相比,ATV组上颌骨缺损区的Wnt、β-catenin和Runx2 mRNA和蛋白表达量增加。结论:阿托伐他汀可促进牙槽骨缺损模型大鼠牙槽骨缺损愈合,加快缺损处骨重建,该作用可能与Wnt/β-catenin信号通路激活有关。

游离腓骨皮瓣移植修复前臂外伤后骨缺损合并皮肤软组织缺损的临床疗效

目的探讨游离腓骨皮瓣移植修复前臂长段骨缺损合并皮肤软组织缺损的可行性和临床疗效。方法回顾性分析2018年5月至2022年3月在海南省人民医院因外伤导致前臂长段骨缺损合并皮肤软组织缺损的11例患者的临床诊治资料。所有患者急诊时均行外伤清创等相关治疗,创面感染控制满意后采取带腓动脉穿支的游离腓骨皮瓣修复前臂长段骨缺损合并皮肤软组织缺损。切取同侧腓骨下段长度7~11 cm,携带游离皮瓣大小为5 cm×8 cm~10 cm×18 cm。腓骨植入骨缺损处后采取钛板内固定,术后定期随访。结果11例带腓动脉穿支的游离腓骨皮瓣术后全部成活。术后均获得18个月以上的随访,全部患者的移植腓骨与前臂骨缺损完全骨性愈合,愈合时间平均为9个月。11例患者中前臂功能优3例,良7例,差1例,优良率为90.9%。切取带腓动脉穿支的游离腓骨皮瓣的供区植皮全部成活,功能好,未出现特别不适。结论带腓动脉穿支的游离腓骨皮瓣技术是治疗前臂长段骨缺损合并皮肤软组织缺损的有效方法,一次性解决了骨和皮肤同时缺损,值得在临床推广使用。