实验性股骨颈骨折修复过程的生物力学研究

目的 :探索股骨颈骨折引起股骨头坏死塌陷的发病机理。方法 :在犬股骨头颈交界处截断股骨颈 ,术后分5周组 (5条 ) ,2 0周组 (5条 )及各组的对照组 ,对其修复过程进行病理学、计量组织学、四环素标记及生物力学的研究。结果 :(1)病理学检查 :5周组 ,股骨头内骨小梁坏死 ,其框架结构不变 ;2 0周组 ,股骨头关节面塌陷 ,头内纤维组织、软骨痂及骨痂形成。 (2 )计量组织学分析示 2 0周组的股骨头骨小梁体积及软骨下骨厚度较对照组及 5周组低。 (3 )四环素标记示 2 0周组的荧光带比对照组及 5周组宽 ,5周组的最窄。 (4)生物力学测定 :2 0周组的软骨下骨及松质骨的生物力学强度较对照组及 5周组低。结论 :股骨颈骨折可致股骨头坏死 ,后者引起修复及血供重建 ,修复则可导致塌陷 。

碳增强的聚醚醚酮人工关节假体材料的磨损性能研究

目的 研制新型人工关节假体材料碳纤维增强的聚醚醚酮(CFPEEK),评价其生物磨损性能。方法 采用国产材料和工艺研制出CFPEEK复合材料,在模拟体液环境下对其本身以及与不同磨擦偶间的磨损性能进行测试,并与传统髋臼假体材料超高分子聚乙烯(UHMWPE)和传统金属人工关节材料的耐磨损性能进行比较。结果1 CFPEEK的体积磨损率只为UHWMPE的1/2,耐磨损性能明显优于UHMWPE。CFPEEK与钴铬钼合金(CoCrMo)对磨将产生最少的磨屑。CFPEEK与CoCrMo对磨时的摩擦系数最低。2 CFPEEK的体积磨损率分别为钛合金(Ti)和CoCrMo的1/50和1/20,前者与后两者相比,均具有非常显著性差异,磨损表面形态观察显示CFPEEK磨痕细小,基质纤维结合良好。结论 CFPEEK材料具耐磨损、生物相容性好的特点,是一种未来假体的理想材料。

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨及软骨的实验(英文)

背景:软骨组织工程的两个关键问题是种子细胞和支架材料,保证支架材料上有足够数量的功能细胞是体内形成骨和软骨组织的基础。目的:对经体外培养的骨髓基质干细胞与藻酸钙载体及生长因子复合形成的组织工程性骨及软骨进行形态学观察。设计:细胞形态对比,观察12周实验结果。单位:郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室。对象:实验于2001-09/2002-06在上海第二医科大学骨科实验室完成。3月龄雄性新西兰大白兔9只,平均体质量3.2kg。方法:复合材料分别为:①藻酸钙。②藻酸钙+骨髓基质细胞。③藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子I。④藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β。⑤藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I。将5种组合注射于同一个体新西兰大白兔背部不同部位皮下组织中,每组各注射2处,共10处,每处0.2mL,分别做好标记。按组分别于术后4,8,12周取材,各时间点处死动物3只,取兔背部皮下增殖物进行骨和软骨组织生成物观察,应用苏木精-伊红、甲苯胺蓝、Masson、番红-O染色技术。主要观察指标:兔背部皮下增殖物的组织学观察。结果:兔背部皮下增殖物的组织学观察结果:4周时可见藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子I、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I组有岛状软骨样组织形成,软骨细胞包绕于碱性基质中,8周时复合物中形成大量的类软骨结构,并部分向骨组织转化,细胞周围有大量的基质分泌,部分软骨细胞呈簇状分布。12周时藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子I组软骨组织基本转变为骨组织,并开始吸收。结论:骨髓基质细胞-藻酸钙-生长因子复合材料能形成软骨及骨组织。藻酸钙适合骨髓基质细胞生长,是一种良好的骨及软骨组织工程载体。

复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠体外培养特征(英文)

背景:载体材料是种子细胞生长微环境的重要组成部分,有实验进行了软骨细胞在藻酸钙凝胶载体中的长期体外培养。目的:观察骨髓基质细胞复合藻酸钠形成的藻酸钙凝珠体外培养扩增后其细胞活力、组织形态学和细胞超微结构的变化。设计:单一样本观察。单位:郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室。材料:实验于2001-09/2002-03在上海第二医科大学骨科实验室完成。4～6周龄新西兰大白兔8只用于骨髓基质细胞提取。方法:取白兔8只,麻醉后,用肝素预处理过的16号穿刺针于股骨第3转子下抽取骨髓1.0～2.0mL,用于骨髓基质细胞培养,传代培养的骨髓基质细胞;制备藻酸钠溶液;藻酸钠复合骨髓基质细胞形成藻酸钙凝珠,细胞密度为1×109L-1,体外培养4周。①骨髓基质细胞活力观察采用锥虫蓝染色,倒置相差镜下观察。②骨髓基质细胞组织学检测采用甲苯胺蓝染色。③骨髓基质细胞超微结构观察采用透射电镜检查。主要观察指标:①骨髓基质细胞活力。②骨髓基质细胞组织学观察。③骨髓基质细胞超微结构观察。结果:①骨髓基质细胞活力:倒置相差显微镜下可见细胞为圆形,大小不一,部分细胞呈团状分布,胞核清楚,个别为双核细胞,几乎无蓝染细胞。②骨髓基质细胞组织学观察结果:细胞与材料均匀混合,材料无着色;细胞均匀着色,大小不一,核大浆少,个别为双核或多核细胞,可见细胞分裂相;细胞结构完整、轮廓清楚,周围有少量的异染性反应。③骨髓基质细胞超微结构:结构正常,无线粒体肿大及核糖体脱颗粒现象发生;胞核完整,形态幼稚且较大,呈圆形、椭圆形或不规则形,可见双核。结论:①复合骨髓基质细胞的藻酸钙凝珠亲水性好,营养物质易于渗透,适合细胞生长、增殖。②骨髓基质细胞增生分裂能力活跃,通过体外培养,使体内骨髓基质细胞实现数目扩增是可行的。③藻酸钙复合骨髓基质细胞用于组织工程方法修复骨软骨缺损具有可行性。