负载BMP的新型组织工程骨的构建及骨缺损修复实验

目的 探讨以聚乳乙醇酸(poly-(D,L-lactide-co-glycolide),PLGA)、骨形态发生蛋白(BMP)、骨髓基质干细胞(BM-SCs)构建成新型组织工程骨并观察其在动物体内的成骨能力。方法 制作新西兰大白兔右桡骨中段15mm骨缺损实验模型,随机分为实验组、对照组和空白组,实验组植入同时负载5mgBMP及1×10⁶个已向成骨细胞诱导的BMSCs的PLGA、对照组植入负载1×10⁶个已向成骨细胞诱导的BMSCs的PLGA、空白组仅植入PLGA。术后对动物进行大体观察、摄X线片观察各组不同时相骨缺损修复情况、比较不同时相的骨缺损区X线阻射密度、并于术后第4、8、12周取出骨缺损区标本进行大体观察和组织学切片观察,图像分析骨小梁的生成数量。结果 实验组在12周内骨缺损完全修复,且同时期内新生骨的数量和质量显著优于对照组,空白材料组骨缺损主要由纤维结缔组织填充。结论 利用含BMP的PLGA支架与BMSCs复合构建的新型组织工程骨具有良好的骨缺损修复能力。     

羟基磷灰石／聚DL—乳酸复合材料在不同植入部位降解机制研究

将同一规格的自制可吸收羟基磷灰石／聚DL－乳酸复合骨折内固定材料置于缓冲液,肌肉和骨组织中,进行扫描电镜和组织学观察,评价材料在不同植入部位的降解过程及细胞反应。结果：材料在体外降解最慢,肌肉内居中,骨内最快,骨组织内细胞反应更严重,早期材料表层与内层降解速度不一致,出现分层现象,这种现象在三种环境下均可出现,只是形态改变程度不一,最后,体外降解时形迈空心壳状结构;骨内植入时大量降解物不能及时清除,在壳外堆积,迫使壳层塌陷内移,自催化作用更强,肌肉内植入时后期残留降解慢的高结晶度颗粒,结论：材料在不同植入部位降解速度和降解机制不同,这对揭示高分子材料的降解机制及其与生物相容性的关系有一定目标。     

可吸收羟基磷灰石／聚ＤＬ—乳酸骨折内固定材料机械强度和生物降解性研究

目的：评价自行研制的可吸收羟基磷灰石／聚ＤＬ－乳酸（ＨＡ／ＰＤＬＬＡ）复合骨折内固定材料的机械强度和生物降解性。方法：体外降解实验是把相同分子量的ＨＡ／ＰＤＬＬＡ和单纯ＰＤＬＬＡ试件分别置于ＰＢＳ缓冲液中,于２、４、６、８、１０、１２周取材,测试生物降解率、吸水率、失重率、机械强度及降解液pH值,并作扫描电镜（ＳＥＭ）观察;体内实验是用一枚ＨＡ／ＰＤＬＬＡ棒内固定兔股骨髁松质骨部横形截骨,作Ｘ线摄片、组织学、机械强度及材料——骨界面ＳＥＭ观察。结果：ＨＡ／ＰＤＬＬＡ复合材料较单纯ＰＤＬＬＡ材料降解速度减慢,机械强度提高,骨折正常愈合。结论：ＨＤ／ＰＤＬＬＡ材料具有足够的强度保证实验性松质骨骨折正常愈合。     

新型高孔隙率海绵状聚乳酸支架在软骨组织工程研究和应用中的意义

目的研究一种新型高孔隙率海绵状聚乳酸支架的体外、体内降解及生物相容性.方法将一种自行制备的孔径为100～300nm、孔隙率为95%的中等分子量海绵状聚乳酸支架置体外37℃振荡水浴,按时间顺序取出称重,观察其体外降解速度;将这种新型高孔隙率聚乳酸支架植入小鼠皮下,分别于2、4、6、8、12周取材进行大体观察和HE染色光镜检查.结果该新型高孔隙率聚乳酸支架体外16周降解率为14.05%,体内植入大体观察及组织形态学检查显示其具有良好的可降解性和生物相容性.结论这种新型高孔隙率海绵状聚乳酸支架具有良好的可降解性和生物相容性.     

不同孔径的国产PDLLA填充材料修复骨缺损实验研究

目的评价不同孔径三维立体泡沫状外消旋聚乳酸材料（PDLLA）的成骨能力。方法采用溶剂注模并盐结晶颗粒沥滤法制成3种（70～150μm,150～300μm和400～700μm）孔径的外PULLA料,在62例1cm兔桡骨去骨膜缺损模型中分别植入3种孔径材料和空白对照,术后2、4、8、12周行X线、组织学观察及8、12周扫描电镜观察骨缺损区骨生成情况。结果70～150μm与150～300μm材料成骨较好,与400～700μm组和对照组相比差异有显著性P（<0.05）。结论PDLLA具有良好的生物相容性和可吸收性,制成泡沫状具有较好的骨传导性能。     

三维多孔D,L-PLA骨替代材料的实验研究

目的：探讨三维多孔D，L－PC骨替代材料降解特点及骨修复能力。方法：体外实验采用浇铸盐析技术制成三维多孔D，L－PC材料，将其放置于P来7的双蒸水中观察其降解过程中pH值，分子量，重量，生物力学性能的变化。体内实验将20只兔子40只前肢制有10mm骨缺损，分别给予植入材料或作为空白对照，在2，4，8，12周取材做大体观察，组织形态学观察，X线观察，生物力学检测。结果：该材料在降解过程中重量及生物力学的变化滞后于分子量变化，0－4周时变化较小。12周时pH值为2．94，此时植入材料者骨缺损区已修复，空白对照者骨缺损两端骨髓 闭合骨缺损区无骨长入。结论：该材料的结构及降解特点有利于骨长入，作为骨替代品具有良好的应用前景。     

转化生长因子-β基因转染骨髓基质干细胞在多肽修饰的聚乳酸-羟基乙酸上生长情况的研究

目的 探讨转转化生长因子-β(TGF-β)基因的骨髓基质干细胞(BMSCs)在RGD多肽表面修饰的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)材料上的增殖、黏附、分化情况,以研究TGF-β基因和RGD多肽在调控种子细胞生物学行为方面的作用. 方法将GRGDSPC多肽共价结合到改性PLGA支架材料上,把TGF-β基因转入BMSCs,以单纯PLGA支架材料、单纯BMSCs作为对照,分别将单纯BMSCs和转TGF-β基因BMSCs两组细胞种植于两种材料上,培养1、2、3 d后,计数细胞密度以反映细胞增殖情况:接种后4、12 h,沉淀法定量检测黏附的细胞数;培养24 h后用FITC连接的鬼笔环肽对细胞骨架染色,观察细胞骨架的组织情况;用成骨性培养基培养7、14、21 d,检测细胞中碱性磷酸酶(ALP)活性来了解BMSCs分化情况. 结果转TGF-β基因细胞密度显著增大,且在各时间点有较高的ALP活性.RGD多肽修饰的PLGA材料上细胞黏附率高,并有较高的荧光素密度及较粗大的细胞骨架,且在第14天时表现出高的ALP活性.结论 TGF-β基因和RGD多肽同时应用有利于BMSCs黏附到支架材料上,并能促进其增殖和向成骨细胞方向分化.     

纳米支架与犬骨髓基质干细胞体外生物相容性的实验研究

目的研究具有纳米结构二嵌段共聚物左旋聚乳酸-聚己内酯（PLLA-b-PCL）与犬骨髓基质干细胞（BMSCs）的体外生物相容性，探讨其作为软骨组织工程支架的可行性。方法开环聚合制备PLLA-b—PCL，液-液相分离制备PLLA-b-PCL纳米支架，扫描电镜观察材料结构。分离培养犬BMSCs，取第3代BMSCs接种于PLLA-b—PCL膜进行复合二维培养，MTT法检测细胞毒性；通过倒置显微镜、Hoechst33342荧光法观察细胞的形态与黏附情况。另取第3代BMSCs与纳米PLLA—b-PCL支架材料（实验组）、PLLA—b—PCL支架材料（对照组）进行三维培养3周，扫描电镜观察BMSCs的形态、黏附、生长情况，Hoechst33258荧光法检测复合物中细胞DNA含量，BCA法测定蛋白质含量。结果PLLA-b-PCL无细胞毒性，BMSCs在纳米PLLA—b—PCL支架上黏附、增殖良好。随时间延长，BMSCs在支架材料上的DNA和蛋白质含量逐渐增加，DNA和蛋白质含量均明显高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论PLLA-b—PCL纳米支架能为BMSCs的生长分化提供较好的环境，具有良好的生物相容性，有望成为一种较好的软骨组织工程支架材料。     

聚乙丙交酯支架的细胞相容性特点

背景:聚乳酸及其衍生物具有良好的生物相容性、降解产物无毒性、易加工、具备一定强度等优点在骨组织工程中得到越来越广泛的应用。目的:观察骨髓基质干细胞与聚乙丙交酯类支架的细胞相容性及体外贴附情况,为制备负载多种细胞因子的聚乙丙交酯类支架提供研究基础。设计:对比观察。单位:南方医科大学南方医院创伤骨科。材料:实验于2004-09/2005-06在广东省组织构建与检测重点实验室完成。选择健康2月龄雄性新西兰兔1只。实验用主要材料:聚乙丙交酯支架(中山大学高分子研究所),β-磷酸三钙(瑞士AO公司)。方法:抽取新西兰兔骨髓,用全骨髓培养法获取单核细胞,经条件培养液体外诱导、扩增。骨髓基质干细胞以1×109L-1接种于聚乙丙交酯和β-磷酸三钙上,另设不加材料的空白对照组。通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞生长及细胞与材料的附着情况。以MTT法、流式细胞仪等手段检测各组细胞增殖和细胞周期变化情况。主要观察指标:①相差显微镜下每日定期观察细胞生长及与材料贴附情况。②培养1,3,6d扫描电镜下观察细胞生长情况。③MTT法检测细胞增殖情况。④采用化学比色法测定碱性磷酸酶活性。⑤流式细胞仪检测2种材料对骨髓基质干细胞的细胞周期、DNA含量及倍体水平的影响,并计算样品细胞的DNA指数。结果:①细胞培养后相差显微镜观察:空白对照组培养7～10d时细胞多呈梭形,未发现接触抑制现象。聚乙丙交酯组细胞开始贴壁时间明显晚于β-磷酸三钙组,随培养时间延长,细胞在材料周围与材料表面密集生长,细胞形态为多角形,两材料组细胞生长状态及细胞形态与空白对照组相似。②细胞培养后扫描电镜观察:空白对照组培养7d的细胞仍为单层并融合成片,但多角形细胞增多,细胞表面存在颗粒状物,细胞间以微丝相连。聚乙丙交酯组培养7d时,细胞数量大为增加,胞体扁平,跨越孔隙表面,形成细胞间连结,细胞连接成片,有大量基质形成。β-磷酸三钙组培养7d时,细胞数量增加,并相互连接,表面呈单层排列,可有细胞外基质形成,细胞长入孔隙内。③细胞增殖情况:随培养时间的延长各组细胞数量都有所增加,但聚乙丙交酯组与空白对照组及与β-磷酸三钙组间差异无显著性意义(P>0.05)。④碱性磷酸酶活性:随细胞培养时间延长,检测到各组细胞的碱性磷酸酶活性均增加,但聚乙丙交酯组与空白对照组及与β-磷酸三钙组间细胞碱性磷酸酶活性差异无显著性意义(P>0.05)。⑤细胞周期情况:两种材料对兔骨髓基质干细胞的细胞周期影响不大,各组细胞皆为正常的二倍体细胞,未见异倍体细胞形成。结论:聚乙丙交酯类支架的细胞相容性较好,并可进一步作为多种细胞因子载体构建缓释型支架用于骨组织工程。