組織工程仿生復合骨材料修復兔大塊骨缺損的實驗研究.pdf

1、目的:骨移植術(shù)是修復骨缺損的主要方法,但是自身供體骨的來源非常有限。骨組織工程技術(shù)為骨移植手術(shù)提供了新的供體來源。本文將自行制備的重組人BMP-2(rhBMP-2)與殼聚糖-明膠網(wǎng)絡/羥基磷灰石多孔材料(CS-Gel/HA)相復合,接種上自體來源的骨髓基質(zhì)干細胞,用于自身骨缺損的修復。探討這種“材料-細胞”復合體的成骨能力及對自身骨缺損的修復作用。
　　 方法:
　　 1.在大腸桿菌中進行rhBMP-2的批量表達,自包涵

2、體中純化rhBMP-2。
　　 2.骨髓穿刺術(shù)采集兔骨髓間充質(zhì)干細胞(BMC)用于體外培養(yǎng),通過對堿性磷酸酶活性及骨鈣素含量的測定以研究rhBMP-2誘導BMC向成骨細胞分化的能力及促成骨作用。
　　 3.將rhBMP-2與CS-Gel/HA相復合,制備CS-Gel/HA-rhBMP-2復合材料,接種體外培養(yǎng)的BMC。
　　 4.截去兔橈骨中段15mm長度的骨組織,建立骨缺損動物實驗模型。實驗組(每只兔的左側(cè))植

3、入CS-Gel/HA-rhBMP-2-種子細胞復合材料,支架組(每只兔的右側(cè))僅植入CS-Gel/HA材料本身,兩組均不做內(nèi)外固定,逐層縫合傷口。分別在術(shù)后第4周、8周和12周對缺損處進行X-線檢測并在術(shù)后第4周、12周處死動物,采集修復部位組織進行組織學染色及評分。
　　 結(jié)果:
　　 1.成功制備出高純度的rhBMP-2。該rhBMP-2可促進體外培養(yǎng)的原代BMC向成骨細胞分化。
　　 2.BMC細胞對CS-

4、Gel/HA-rhBMP-2復合材料有良好的相容性及黏附性。
　　 3.術(shù)后各時間段骨缺損區(qū)X射線片表現(xiàn)及評分:術(shù)后4周:實驗組橈骨缺損處略見骨痂形成,影像呈薄云霧狀。缺損區(qū)兩端可見明顯的新生骨痂,X-線表現(xiàn)評分為1.80±0.41(n=8)。支架組僅在兩斷端有少量的云霧狀骨痂形成,X-線表現(xiàn)評分為1.53±0.52(n=8)。實驗組與支架組相比沒有顯著性差異。術(shù)后8周:實驗組整個缺損區(qū)均可見新生骨痂且新骨密度增高,明顯形成骨缺

5、損區(qū)的橋接,X-線表現(xiàn)評分為3.60±0.51(n=8)。支架組缺損區(qū)仍然是僅在兩斷端有少量的云霧狀骨痂形成,缺損區(qū)中央部分仍無明顯骨形成影像,X-線表現(xiàn)評分為2.67±0.49(n=8)。實驗組與支架組比較有顯著性差異。術(shù)后12周:實驗組骨缺損區(qū)完全被新生骨組織填充,影像基本與自體骨一致,X-線表現(xiàn)評分為4.67±0.49(n=4)。支架組骨缺損區(qū)骨痂形成增多,但仍未出現(xiàn)橋接,并可見兩端有骨質(zhì)硬化現(xiàn)象,X-線表現(xiàn)評分為3.33±0.6

6、2(n=4)。實驗組與支架組比較有顯著性差異。
　　 4.各組術(shù)后各時間段骨缺損區(qū)組織學結(jié)果及評分:術(shù)后4周:實驗組開始有新生微血管生成,材料部分已經(jīng)降解,材料空隙內(nèi)可見新生的類骨質(zhì)形成,類骨質(zhì)內(nèi)存在大量的成骨細胞,細胞肥大,細胞排列緊密,并出現(xiàn)骨陷窩,組織學評分為2.40±0.55(n=4)。支架組可見充血水腫、大量的淋巴細胞與中性粒細胞浸潤等明顯的炎性反應現(xiàn)象,但支架組大部分細胞還未向成骨細胞轉(zhuǎn)化,仍呈成纖維樣細胞,組織學評

7、分為2.20±0.84(n=4)。實驗組與支架組相比無顯著性差異。術(shù)后12周:實驗組有大量的編織骨樣組織,形成小梁樣結(jié)構(gòu),有明顯的成骨痕跡,組織學評分為7.60±0.55(n=4)。支架組缺損區(qū)材料大部分已經(jīng)降解,血管豐富,幾乎看不到炎性反應,大量的成骨細胞、骨細胞出現(xiàn),出現(xiàn)類骨組織結(jié)構(gòu),組織學評分為5.40±0.55(n=.4)。實驗組與支架組相比有顯著性差異。
　　 結(jié)論:將骨組織工程中的種子細胞、生物因子、支架材料三個方面