異種骨移植修復(fù)骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：骨組織再造和骨缺損修復(fù)一直是臨床上骨科醫(yī)生面臨的難題之一，組織工程學(xué)的創(chuàng)立為解決這一難題提供了新的思路和方法。骨組織工程(bonetissueengineering)是目前組織工程研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，內(nèi)容主要包括：①細(xì)胞種植基質(zhì)材料的研究與開(kāi)發(fā)；②種子細(xì)胞性質(zhì)的研究；③與促進(jìn)骨再生有關(guān)的生長(zhǎng)因子方面的研究。其中，細(xì)胞種植基質(zhì)材料的研究是骨組織工程研究的核心內(nèi)容，也是能否應(yīng)用于臨床的重要因素之一。本研究采用NaOH消蝕脫細(xì)胞技術(shù)制備

2、出豬的長(zhǎng)骨密質(zhì)骨及松質(zhì)骨骨細(xì)胞外基質(zhì)(簡(jiǎn)稱(chēng)骨基質(zhì))材料作為支架，以自體新鮮紅骨髓作為骨形成的促進(jìn)因子，對(duì)家兔進(jìn)行了骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究。 方法： 1取豬的長(zhǎng)骨的骨密質(zhì)及髂骨的骨松質(zhì)，經(jīng)2％戊二醛/4％多聚甲醛混合液交聯(lián)后，室溫下經(jīng)過(guò)6％NaOH水溶液化學(xué)消蝕脫細(xì)胞7天，蒸餾水超聲震蕩清洗，徹底清除細(xì)胞碎片及殘存藥液，直至清澈透明為止，pH值＜7，烘干。對(duì)制備好的兩種骨基質(zhì)材料進(jìn)行掃描電鏡(scanningelectric

3、microscope，SEM)觀察、生物力學(xué)檢測(cè)、埋植于家兔體內(nèi)觀察其生物相容性。 2骨基質(zhì)支架復(fù)合自體紅骨髓修復(fù)家兔脛骨局部性骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究：將兩種支架與自體紅骨髓復(fù)合后，植入保留有骨膜的兔脛骨干12mm長(zhǎng)，深度達(dá)脛骨直徑的1/3厚度的前壁骨缺損動(dòng)物模型中。分為A、B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，A組移植密質(zhì)骨基質(zhì)支架(compactbonematrixframe，CBMF)，B組移植松質(zhì)骨基質(zhì)支架(spongybonematrixframe

4、，SBMF)，對(duì)照組D組為空白對(duì)照組。紅骨髓自髂嵴處抽取，每處注入約0.10ml，注入缺損處密質(zhì)骨支架周?chē)蛩少|(zhì)骨支架孔隙內(nèi)，骨膜原位縫合。分別于術(shù)后4周、8周、12周觀察X線表現(xiàn)及組織學(xué)變化。 結(jié)果： 1骨基質(zhì)支架特征 1.1骨基質(zhì)材料的SEM特征：骨組織經(jīng)NaOH消蝕及超聲震蕩清洗后，細(xì)胞成分被徹底消蝕掉。密質(zhì)骨骨基質(zhì)的主要成分膠原纖維和骨鹽仍維持原有形態(tài)及結(jié)構(gòu)特征，膠原纖維聚集、排列成規(guī)則的網(wǎng)狀支架。骨鹽沿

5、膠原纖維排列。松質(zhì)骨呈疏松的絨毛樣結(jié)構(gòu)，表面略粗糙，可見(jiàn)膠原纖維紋理。 1.2生物力學(xué)測(cè)試結(jié)果密質(zhì)骨基質(zhì)材料的三點(diǎn)抗彎曲強(qiáng)度結(jié)果為0.1016±0.0231N，抗壓縮強(qiáng)度為0.2308±0.059N，對(duì)照組結(jié)果分別為0.1244±0.0159N和0.3610±0.1082N，經(jīng)NaOH消蝕后，力學(xué)強(qiáng)度略低于正常骨組織(分別為p＜0.05，p＜0.01)。 1.3生物相容性實(shí)驗(yàn)結(jié)果：將埋植于家兔背部肌肉中的兩種支架材料分別

6、于術(shù)后1周、2周和4周取出。可見(jiàn)密質(zhì)骨周?chē)欣w維結(jié)締組織包裹，少許淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和新生毛細(xì)血管；松質(zhì)骨材料于埋植一周后即有結(jié)締組織長(zhǎng)入松質(zhì)骨基質(zhì)的孔隙內(nèi)。隨著埋植時(shí)間的延長(zhǎng)密質(zhì)骨支架結(jié)構(gòu)逐漸疏松，松質(zhì)骨支架逐漸減少，被降解吸收。 2骨支架移植實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 2.1X線檢查結(jié)果：術(shù)后4周，實(shí)驗(yàn)組圍繞缺損區(qū)骨膜下形成連續(xù)性致密骨痂跨越缺損區(qū)，有早期成骨現(xiàn)象，其中B組最明顯，A組骨痂密度稍低于B組，D組骨痂，不連貫，無(wú)成骨現(xiàn)象；術(shù)后

7、8周，A組、B組骨痂貫穿骨支架，出現(xiàn)骨性連接并開(kāi)始塑形，D組成骨現(xiàn)象較A組B組慢。術(shù)后12周，B組可見(jiàn)清晰的骨紋理，形成新的骨皮質(zhì)且較光滑，骨缺損修復(fù)較完善；A組骨小梁通過(guò)，骨修復(fù)、塑型較B組出現(xiàn)晚，由于缺損部位尚小，D組也被新生骨痂填充塑形。A組與B組對(duì)比，術(shù)后4周，骨痂B組多于A組；術(shù)后8周，B組較A組成骨增多，塑形現(xiàn)象出現(xiàn)早；術(shù)后12周，B組可見(jiàn)清晰骨小梁，骨皮質(zhì)較光滑，骨缺損修復(fù)完善，A組見(jiàn)部分骨小梁通過(guò)，骨修復(fù)、塑型較B組出現(xiàn)

8、晚。由于缺損區(qū)較小，D組到12周時(shí)骨痂填充塑形亦較完全。 2.2組織學(xué)觀察術(shù)后4周，實(shí)驗(yàn)組在移植物表面及孔洞內(nèi)有新生骨組織形成，B組多于A組，新生骨組織B組成熟，D組新骨形成少。8周，三組成骨現(xiàn)象均增多，移植物被新生骨組織分隔為不規(guī)則狀，骨缺損基本修復(fù)；A組較B組修復(fù)程度稍差，D組新骨較前增多。12周，A組B組骨細(xì)胞成熟，造血細(xì)胞減少；D組骨痂亦填補(bǔ)缺損處。B組因移植物為松質(zhì)骨骨基質(zhì)材料，孔隙率高，因此，新骨形成分布均勻，支架與

9、周?chē)M織結(jié)合緊密且降解吸收多。 結(jié)論： 1經(jīng)NaOH消蝕后的骨組織具有以下優(yōu)點(diǎn)：①膠原纖維不受損傷且保持正常結(jié)構(gòu)，骨鹽成分羥基磷灰石未被破壞，使該支架仍具有一定的生物力學(xué)強(qiáng)度，適宜修復(fù)較大的骨缺損；NaoH去除了骨組織中的細(xì)胞、脂類(lèi)及雜蛋白，降低了支架的免疫原性，組織相容性好；②在體內(nèi)易于降解吸收；③制作工藝簡(jiǎn)便，可根據(jù)缺損形狀而塑形。因而可將其作為種子細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的載體用于骨組織工程。 2將采用NaOH消蝕技