WO-1生物衍生组织工程骨支架材料的制备及性能研究

目的制备WO-1胶原生物衍生骨复合支架材料,检测其理化性质及力学强度,为骨组织工程研究和应用提供可选择的支架材料。方法将同种异体骨、I型胶原、WO-1进行系列理化处理,制成单纯生物衍生骨材料、胶原生物衍生骨复合材料及WO-1胶原生物衍生骨复合材料。制备后的材料行大体及扫描电镜观察其形貌特征,X线衍射分析材料成分,并对材料的力学性能进行分析测定。结果单纯生物衍生骨材料具有天然骨的网状孔隙系统;胶原生物衍生骨复合材料具有天然骨的网状孔隙系统,微孔表面覆盖胶原膜;WO-1胶原生物衍生组织工程骨复合支架材料具有骨组织的天然网状孔隙系统,微孔表面可见胶原膜覆盖。3种材料的孔径依次为90～700μm、75～600μm、80～600μm;孔隙率依次为87.96%、80.47%、84.29%,差异无统计学意义(P>0.05);其主要成分为羟基磷灰石,弯曲强度和压缩强度无统计学意义(P>0.05)。结论WO-1胶原生物衍生骨复合材料与其它两种材料相同,可作为一种有效的天然组织工程骨支架材料。     

WO-1生物衍生骨缓释材料抗感染的实验研究

目的　研制具有抗感染作用的WO- 1生物衍生骨缓释材料。　方法　应用 型胶原和同种骨制备胶原生物衍生骨复合材料,将WO- 1吸附于胶原生物衍生骨构建成WO- 1生物衍生骨缓释材料,扫描电镜观察其形貌特征;将3H-四环素( 4 5 .1GBq/ mmol)以WO- 1标准品溶液稀释,吸附于胶原生物衍生骨,测定缓释材料中WO- 1的体外释放;将WO- 1生物衍生骨缓释材料置入接种金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿脓杆菌的培养基中,检测其体外抑菌能力。将WO- 1生物衍生骨植入2 4只新西兰大白兔桡骨缺损处,术后9、16、2 3及30 d各处死2只兔测定血中WO- 1的浓度,以及材料周围肌肉与骨中的WO- 1的浓度。　结果　WO- 1生物衍生骨复合材料保留了天然骨的三维结构,表面有胶状膜覆盖;在体外释放实验中第1天呈暴发释放,以后呈恒定释放;对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等骨感染的常见致病菌有持久稳定的抑菌能力。体内实验中周围骨组织及肌肉组织中WO- 1在各时间点均保持较高的浓度,组间比较差异无统计学意义( P>0 .0 5 ) ,而动物血中WO- 1浓度较低,与骨及肌肉组织中WO- 1浓度相比,差异有统计学意义( P<0 .0 5 )。　结论　WO- 1生物衍生骨缓释材料具有良好的药物缓释功能及较强的抑菌能力     

可注射性多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的实验研究

目的研制一种可注射,并能原位固化形成多孔结构的骨替代材料。方法在多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥(porous carbonated hydroxyapatite cem en t,PCHC)固化液中,添加0.35%磷酸化壳聚糖(P-ch itosan,PC),制备注射性PCHC(in jectab le PCHC,IPCHC),并行pH值、固化时间、抗压强度、X线衍射(X-ray d ifferaetion,XRD)分析,傅立叶变换红外线(fourier transform in frared,FT IR)分析及钙磷比等理化性能检测;对IPCHC固化产物行孔隙率、孔连通性、孔形态观察及扫描电镜观察;行IPCHC注射性和抗稀散性检测。结果在固化液中添加0.35%PC,可成功制备IPCHC。系列检测表明,IPCHC固化产物与人骨矿物相相同;IPCHC的孔隙率为37.2%,103~384μm间的孔隙分布占所有孔隙的56.11%,267μm的孔径分布高,孔之间互相贯通,与人骨组织生长的最适空间100~400μm相符合;固化时间为12~16 m in,能满足临床应用;抗压强度为4.3±2.6 M Pa,与松质骨强度相当;钙磷比为1.64,与人骨钙磷比类似;晶格相中含有5.6%碳酸根,与人骨碳羟基磷灰石晶体结构中4%~6%的碳酸根含量相吻合。IPCHC的注射系数为95.13%±1.11%,显著高于PCHC注射系数68.78%±2.19%;其抗稀散性好,注入蒸馏水24 h无溃散现象。结论固化液中添加0.35%PC,大幅度提高了注射性能,并获得优良的抗稀散效果。制备的IPCHC是微创手术较为理想的内置入代骨材料,尤其适合出血部位的骨缺损修复。     

具有缓释rhBMP-2作用的仿生骨支架的构建及其体外生物活性评价

[目的]构建纳米羟基磷灰石/明胶/纤维蛋白胶/rhBMP-2三维多孔隙仿生型支架,体外研究其控制rh-BMP-2释放及其对人骨髓基质干细胞(hBMSCs)增殖、黏附及分化的影响。[方法]利用二次冷冻干燥法制备nHA/明胶/FS/rhBMP-2复合支架,电镜观察支架内部结构及孔隙率。ELISA法测定rhBMP-2体外释放情况;通过电镜观察、DNA、碱性磷酸酶(ALP)含量测定及免疫组化观察细胞在材料表面黏附、增殖及成骨分化情况。[结果]电镜观察显示支架材料具备三维孔隙性结构,孔径约为164.48μm±31.2μm,孔隙率为87.9%±2.01%;细胞在材料表面均匀黏附,生长状态良好,并有基质分泌。rhBMP-2从支架内部缓慢释放达40 d左右;细胞与材料共培养5 d,其DNA与碱性磷酸酶含量显著性增高,与空白对照组相比具有统计学差异(P<0.01);与材料共培养7 d,细胞骨钙素、Ⅰ型胶原免疫组化染色呈强阳性,共培养14 d时四环素荧光显示钙结节形成。[结论]制备的支架材料具备与自然骨相似的三维孔隙性结构及组分,同时缓释rhBMP-2,促进BMSCs黏附、增殖及成骨分化的能力。     

重组人骨形态发生蛋白-2/万古霉素/硫酸钙药物缓释系统体外释放的实验研究

目的 研究生物可降解材料硫酸钙对万古霉素和重组人骨形态发生蛋白-2( rhBMP-2)体外缓释特性. 方法 利用高效液相色谱分析和抑菌实验检测缓释材料中万古霉素的浓度及活性,利用ELISA试验和ALP实验检测缓释材料中rhBMP-2的浓度及生物活性. 结果 rhBMP-2/万古霉素/硫酸钙药物缓解系统可释放高于55.8 μg/mL万古霉素长达144h,活性达70％以上;可释放活性rhBMP-2长达30d,对骨髓基质干细胞无抑制增殖作用,具有较高的生物安全性. 结论 rhBMP-2/万古霉素／硫酸钙药物缓解系统能缓慢释放活性万古霉素与rhBMP-2,且不会抑制骨髓基质干细胞的增殖,具有较高的临床应用前景.     

多孔β-磷酸三钙和骨形态发生蛋白复合物异位诱导成骨的实验研究

目的 研究β-磷酸三钙(β-TCP)和骨形态发生蛋白(BMP)的复合物(β-TCP/BMP)诱导成骨的作用.方法 在理化性质检测和生物安全性评价的基础上进行小鼠体内诱导成骨的实验,评价该材料的骨诱导能力.结果 多孔β-TCP钙磷比为1.5,平均孔径为400μm,平均气孔率为42.3%,抗压强度为0.826MPa(1MPa=7777.8mm Hg),在生理盐水中有一定的溶解度.溶血、急性毒性和致热源检测均在安全范围内.植入小鼠大腿肌袋72h有大量间充质细胞增生,1周可见软骨生长,4周有造血骨髓的板层骨出现,4周可见早期降解.结论 β-TCP/BMP是一种有骨诱导能力的人工材料.     

阿霉素异体脱钙骨基质骨粒骨水泥缓释体的制备及相关研究

目的：研制阿霉素异体脱钙骨基质骨粒骨水泥缓释体，分析其缓释性能及对骨肉瘤细胞OS－9901的抑制能力。方法：按Urist法制备异体脱钙骨基质骨粒，经冻干、真空吸附等处理，载入阿霉素与骨水泥按1：1复合，制得阿霉素异体脱钙骨基质骨粒骨水泥缓释体。对该缓释体行体内外药物释放及其浸出液的体外抑瘤试验。结果：缓释体体外第1d释放量为总的19．23％，其后在较低水平维持相对稳定的缓慢释放，持续释放70d以上；其第1、20、40、70d的浸出液对骨肉瘤细胞OS－9901的抑制率分别为64．27％，41．68％、28．71％及24．32％。体内释药时，局部骨组织浓度高于血浆中浓度；局部骨组织早期浓度高，以后为稳定的低浓度释放。结论：该缓释体具有良好的缓释功能，在70d内对骨肉瘤细胞OS－9901维持良好有效的抑制率。     

不同比例三联抗结核药物复合缓释材料的释药性能观察

目的 :观察不同比例三联抗结核药物复合缓释材料在模拟体液中的药物释药性能。方法 :以聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)作为载体,采用双乳、喷涂、冷冻干燥溶剂挥发法制备不同比例抗结核药物的复合缓释材料:A组,异烟肼(INH,H)∶利福平(RFP,R)∶吡嗪酰胺(PZA,Z)=15∶15∶30;B组,H∶R∶Z=20∶30∶50;C组,H∶R∶Z=30∶30∶120;D组,H∶R∶Z=80∶120∶250。药物总质量与PLGA之比为1∶5。扫描电子显微镜(SEM)观察HRZ/PLGA复合缓释材料的表面形态,高效液相色谱法(HPLC)检测其在模拟体液中H、R、Z三种药物的释放浓度,计算药物累计释放量及释放率,分析其体外缓释性能。结果:A组和B组缓释材料表面分散均匀,空隙规则、分布均匀,直径分别为23.07±0.38μm和25.67±1.26μm;C组和D组缓释材料分散欠均匀,空隙不规则、分布欠均匀,直径分别为31.25±1.98μm和45.67±3.26μm。A组H、R、Z分别于42d、56d、42d的累计缓释度超过50%,于70d时的阶段释药量分别为157.43±057μg、129.29±0.14μg、196.43±0.28μg,浓度分别为28.486μg/ml、23.525μg/ml、39.265μg/ml。B组H、R、Z分别于35d、42d、35d的累计缓释度超过50%,于70d时阶段释药量分别为9.89±0.96μg、21.71±0.42μg、51.12±0.87μg,浓度分别为1.789μg/ml、1.618μg/ml、10.242μg/ml。C组H、R、Z分别于21d、35d、42d的累计缓释度均超过50%,于70d时阶段释药量分别为1.76±0.49μg、8.43±0.31μg、81.14±0.58μg,浓度分别为0.352μg/ml、1.618μg/ml、10.242μg/ml。D组H、R、Z分别于28d、42d、35d的累计缓释度均超过50%,于70d时阶段释药量分别为1.71±0.21μg、14.01±0.42μg、65.57±0.26μg,浓度分别为0.312μg/ml、2.128μg/ml、13.516μg/ml。70d时A组三种药物浓度均大于各自的10倍最低抑菌浓度(MIC),且A组分散均匀,空隙规则、分布均匀,直径约为23.07±0.38μm,三种药物在不同的时间段释放行为不相同,前14d药物缓释规律按Higuchi方程拟合最好,即前14d三种药物按照扩散的形式进行缓释,14d后三种药物按照零级动力学缓释曲线释放,即等量缓释。其余3组均有药物未达到10倍MIC。结论:复合HRZ/PLGA缓释材料具有优良的载药及药物缓释效果,是一种理想的复合药物缓释系统,其中H∶R∶Z=15∶15∶30的HRZ/PLGA缓释材料为较佳配方。     

3D打印载PaMZ/BMP-2的nHA抗结核人工骨体外缓释及抗结核性能研究

【摘要】 目的：观察3D打印的载普托马尼（Pretomanid,Pa）、莫西沙星（Moxifloxacin,M）、吡嗪酰胺（Pyrazinamide,Z）抗结核药物组合（PaMZ）和骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic prtoein-2,BMP-2）的纳米羟基磷灰石（nano-Hydroxyapatite,nHA）抗结核人工骨在体外的缓释情况及抗结核性能。方法：取3D打印的载PaMZ/BMP-2的nHA抗结核人工骨和空白人工骨各5份,分别浸泡于磷酸盐缓冲液（phosphate buffer saline,PBS）中,采用高效液相色谱法于1d、3d、5d、7d、14d、28d、42d、56d、70d和84d共10个时间点检测二者浸提液中药物浓度。用84d的浸提液制备改良罗氏培养基,实验分为3组,实验组（A组）为含载PaMZ人工骨浸提液培养基,阳性对照组（B组）为含利福平培养基,阴性对照组（C组）为含空白人工骨浸提液培养基,分别培养结核分枝杆菌H37Rv菌株和临床分离的利福平耐药结核菌株,每组20个样本,观察培养阳性率。取载PaMZ人工骨和空白人工骨各50mg分别装入2种结核菌液的培养瓶内作为实验组和对照组,不加材料的含菌试管为空白组,于0d、1d、3d、5d、7d、10d和14d共7个时间点取菌悬液培养4周,根据菌落计数绘制时间杀菌曲线。结果：载PaMZ人工骨可有效缓释84d,Pa在84d时浓度为43.92±1.37μg/ml,累积释放率为（71.00±0.71）%;M在84d时浓度为180.22±12.36μg/ml,累积释放率为（96.01±1.54）%;Z在84d时浓度为472.05±65.39μg/ml,累积释放率为（96.39±2.22）%。H37Rv菌株培养阳性率：A组5%,B组0,C组100%,C组与A、B组比较有统计学差异（P＜0.05）;临床分离的利福平耐药结核菌株培养阳性率：A组5%,B组95%,C组100%,A组与B、C组比较有统计学差异（P＜0.05）。时间杀菌曲线显示实验组2种菌株在各时间点的菌落计数均位于对照组和空白组下方,实验组3d开始表现出明显的抑菌性能,10d后未培养出结核杆菌。结论：3D打印载PaMZ/BMP-2的nHA抗结核人工骨在体外可稳定缓释新型抗结核药物组合PaMZ达84d,在84d内可有效抑制敏感型和利福平耐药结核菌的生长,具有良好的抗结核性能。     

胶原/羟基磷灰石骨软骨一体化支架的生物学特性研究

[目的]对体外条件下胶原/羟基磷灰石一体化复合材料的生物学特性进行评价,探讨其作为骨软骨组织工程支架的可行性。[方法]以胶原和羟基磷灰石为原料,研制出由胶原逐层过渡到羟基磷灰石为主的一体化支架材料,其软骨层主要成分为胶原,骨层主要成分为羟基磷灰石。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率。将材料与兔骨髓基质细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况。[结果]胶原/羟基磷灰石一体化复合支架具有疏松多孔结构,其中软骨层孔径大小(90±15)μm,骨层孔径大小(120±20)μm,孔隙率(75±5.0)%。细胞在材料上生长良好。[结论]胶原/羟基磷灰石一体化复合材料具有适宜的孔隙结构和良好的生物相容性,可用作骨软骨组织工程支架材料。     

同种异体软骨细胞移植术后关节软骨蛋白多糖的测定

目的 应用Pluronic F-127负载同种异体软骨细胞移植修复兔全厚关节软骨损伤,对于新生的修复组织进行基质蛋白多糖含量测定,以探讨此方法修复全厚关节软骨损伤的可行性.方法 取3个月龄新西兰大白兔关节软骨细胞体外培养扩增,与20%Plurortic F-127凝胶混合.选27只健康同种成年大白兔,人为造成双侧膝关节软骨缺损.实验组软骨缺损处植入培养的软骨细胞/Pluronic F-127混合物,对照组缺损处单纯注入Pluronic F-127凝胶和空白对照.然后,对修复组织进行大体观察及蛋白多糖含量测定.结果 移植的软骨细胞-载体复合物中的软骨细胞能良好地生长,12周时再生组织与周围正常软骨组织外观相似,界限模糊.实验组与对照组各时期蛋白多糖含量均有非常显著性差异,实验组不同时期的蛋白多糖含量之间均有显著性差异,实验组12周时蛋白多糖含量与正常软骨组织无显著性差异.结论 Pluronic F-127负载同种异体软骨细胞移植是治疗关节软骨缺损的有效方法.     

猕猴组织工程化骨异体植入修复骨缺损T淋巴细胞亚群的检测

目的　通过对T淋巴细胞亚群的检测 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞来源的组织工程化骨植入猕猴体内修复长段骨缺损的可行性。方法　用骨髓基质干细胞 (MSCs)经诱导分化为成骨样细胞后与生物衍生骨材料复合培养 ,体外构建组织工程化骨 ,植入 15只异体猕猴体内桥接桡骨 2 .5cm节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6、12周抽取静脉血和作双侧局部组织取材 ,样本应用流式细胞术检测T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率。结果　术后第 1、2、3、6、12周实验组和对照组T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率两者差异均无显著性 (P >0 .0 5 )。结论　生物衍生骨材料和猕猴MSCs复合构建组织工程化骨植入异体猕猴体内其术后 12周内免疫反应水平低 ,可用以修复猕猴节段骨缺损。     

组织工程骨植骨临床应用七年随访结果

目的 总结生物衍生组织工程骨植骨临床应用的中期效果.方法 2000年12月-2001年6月,采用同种异体骨膜来源的成骨细胞1×106/mL与生物衍生骨支架材料构建组织工程骨,经体外培养3～7d后,植入修复10例骨缺损.男6例,女4例年龄14～70岁,中位年龄42.其中骨囊性病变2例,陈旧性骨折不愈合1例,新鲜粉碎性骨折伴骨缺损6例,慢性化脓性骨髓炎1例.每例患者植入生物衍生组织工程骨量3～15g,平均7.3 g.结果 10例患者术后伤口均Ⅰ期愈合.术后获随访7年,除1例于术后1年发生植骨松动外露取出,以及1例并发创伤后肱骨头坏死取出外,其余植骨均在术后3.0～4.5个月达骨性愈合.X线片检查除1例患者已行肱骨头切除术外,其余均达到骨愈合,骨皮质连续,重塑良好.患肢功能能满足日常生活及工作需要.结论 生物衍生组织工程骨具有良好的成骨能力,临床应用中期效果良好,未见明显排斥反应及并发症.     

生物衍生组织工程骨植骨的初步临床应用

目的　总结生物衍生组织工程骨用于骨科临床的初步结果。方法　 2 0 0 0年 1月～ 2 0 0 2年 1月 ,用同种异体骨膜来源的成骨细胞 1× 10 6 / ml与生物衍生骨支架材料构建的组织工程骨 ,经体外培养 3～ 7天后 ,植入修复 5 2例各种类型的骨缺损 ,其中骨囊性病变 7例 ,陈旧性骨折不愈合或畸形愈合 2 2例 ,新鲜粉碎性骨折伴骨缺损 15例 ,脊柱骨折后路植骨融合术 4例 ,牙槽骨植骨 3例 ,足跗中关节植骨融合 1例。植入组织工程骨总量为 349g,平均每例植入6 .7g。结果　术后全部病例获得随访 ,随访时间 10～ 2 8个月 ,平均随访 18.5个月。除 1例术后伤口乙级愈合外 ,5 1例均为甲级愈合。除 2例植骨延迟愈合外 ,其余 5 0例均在 3.0～ 4 .5个月内愈合。有 6例进行了 CD3、CD4、CD8及 ICAM- 1和 VCAM- 1检测 ,均未发现明显异常。结论　生物衍生组织工程骨具有良好的成骨能力 ,尚未发现明显排斥反应及其它并发症     

Culture of osteoblasts on bio-derived bones

Thegoalofrepairingbonedefectsistofacilitatenewbonesgrowingintotheosseousdefects.Therefore, thematerialsusedforboneregenerationshouldsupporttheattachmentandproliferationofosteoblasts. Avarietyofbio derivedandchemosyntheticmaterialsareavailableforthesurgicaltreatmentofalveolarboneloss.1 Autogenousbonegraftsanddemineralizedfreeze driedboneallografts(DFDBA) fromhumancadavershavebeenusedwithadegreeofsuccess. However, neitherisideal. Autogenousbonegraftsinvolveanadditionalproceduretoharvestthebon…     

骨髓基质干细胞与生物衍生骨复合修复山羊胫骨缺损的影像学研究

目的探讨骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨复合修复山羊胫骨的长段骨-骨膜缺损,以及修复负重骨缺损的可行性. 方法将18只12月龄健康杂种青山羊(雌雄不限),制备成双侧胫骨中段20 mm骨-骨膜缺损模型,常规钢板螺钉固定;MSCs与生物衍生骨于体外复合培养;对同一只山羊将复合物植入右侧胫骨缺损处作为实验组,以单纯材料植入左侧胫骨缺损处作为对照组,空白组不植入任何材料;在8、12、16和24周各时间点分别行标本的大体观察、X线片观察和骨密度测试,比较其修复骨缺损的能力. 结果大体观察、X线片和骨密度测试显示:实验组8周骨缺损部分修复,12、16周骨缺损完全修复,8、12和16周其骨密度较对照组高,差异有统计学意义(P＜0.05);24周实验组与对照组骨密度差异无统计学意义;空白组骨缺损未修复. 结论组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,且较单纯材料成骨量大、迅速,能够对负重骨缺损进行有效的修复.     

Surfactant Reduction in Embolism Bubble Adhesion and Endothelial Damage

Background: Surfactants may reduce the adhesion force holding bubbles to the vessel wall in gas embolism. The authors measured bubble adhesion force using excised microvessels. They assessed endothelial damage by measuring vessel reactivity and with microscopy.

Methods: Microbubbles injected into arterioles resided for 5, 10, or 30 min, with intact or damaged endothelium. Perfusion was with rat serum alone (control) or with 1% Perftoran (OJSC SPC Perftoran, Moscow, Russia) or 1% Pluronic F-127 (Molecular Probes, Eugene, OR) added. Pressure across the bubble, bubble length, and bubble diameter were measured, and adhesion force per unit surface area, K = [DELTA]PD/4 l, was calculated. Vessel reactivity was assessed using topical application of phenylephrine and acetylcholine.

Results: With the endothelium intact, K was higher in controls than with Perftoran at 10 and 30 min or Pluronic F-127 at 10 min (P < 0.05). With surfactant added after air perfusion to damage the endothelium, K was lower (P < 0.05) at all times for both Perftoran and Pluronic F-127. With surfactant in the perfusate before air perfusion, K was lower at 10 and 30 min for Perftoran and at 10 min for Pluronic F-127 than for controls (P < 0.05). Phenylephrine-induced vasoconstriction was identical among groups. Acetylcholine-induced vasodilatation was the same among groups with an intact endothelium but was found to be lower in controls after air perfusion that followed surfactant exposure than in either surfactant group (P < 0.05).     

血管内皮生长因子缓释微粒的实验研究

目的　探讨乳化-分散法合成血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)缓释微粒及其体外降解的情况。　方法　采用乳化-分散法,将可降解高分子聚乳酸/乙醇酸共聚物(polyactic glycolate acid,PL GA)对VEGF进行包裹,制成可控制释放微粒。应用酶联免疫吸附法(enzyme- linked immuno- sorbent assay,EL ISA)分别于第1、2和3个月检测缓释微粒体外释放VEGF的含量。　结果　5次实验共制得10 0份含VEGF的微粒,平均直径为0 .2 0～0 .33μm。用EL ISA法在降解的第1、2和3个月测得释放VEGF的平均含量分别为6 2±11、89±14和12 7±19ng/ L。　结论　乳化-分散法能合成可降解的含VEGF缓释微粒。