骨損傷修復(fù)中H型血管的分布和作用及血管束神經(jīng)束聯(lián)合植入組織工程骨修復(fù)羊大段脛骨缺損的研究.pdf

1、骨組織是一個(gè)高度血管化和神經(jīng)化的組織。無(wú)論在正常的骨損傷修復(fù)過(guò)程中還是在應(yīng)用組織工程骨修復(fù)骨缺損的情況下，及時(shí)和豐富的血管再生是保證骨損傷正常修復(fù)和組織工程骨存活的基礎(chǔ)。最近有文獻(xiàn)報(bào)道在小鼠骨發(fā)育過(guò)程中存在兩種血管內(nèi)皮細(xì)胞亞型，即高表達(dá)CD31和Emcn的H型內(nèi)皮細(xì)胞和低表達(dá)CD31和Emcn的 L型內(nèi)皮細(xì)胞。這兩種內(nèi)皮細(xì)胞亞型具有不同的形態(tài)、分布和功能特征。其中 H型內(nèi)皮細(xì)胞在介導(dǎo)小鼠骨發(fā)育成血管和成骨偶聯(lián)的過(guò)程中起著重要作用。本研究

2、第一部分對(duì)H型血管在正常成年大鼠長(zhǎng)骨中的分布以及在正常和骨質(zhì)疏松大鼠骨損傷修復(fù)中的分布和變化規(guī)律進(jìn)行研究，目的是對(duì)H型血管在骨損傷修復(fù)中的地位和作用獲得更深入的認(rèn)識(shí)。通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，在正常成年大鼠長(zhǎng)骨中也存在H型血管并特異的分布在靠近干骺端和骨內(nèi)膜的骨小梁表面這些成骨活動(dòng)活躍的部位；在正常大鼠骨損傷的修復(fù)過(guò)程中，H型血管在損傷后第3d即出現(xiàn)大量增生和分布；隨著修復(fù)時(shí)間的進(jìn)展，H型血管的量逐漸減少，但特異性的分布在靠近生長(zhǎng)前沿的新生骨小

3、梁的表面，在遠(yuǎn)離生長(zhǎng)前沿的骨小梁表面分布顯著減少；作為對(duì)照，在骨質(zhì)疏松大鼠骨損傷修復(fù)的各個(gè)時(shí)期，H型血管增生的量均顯著減少，并且未發(fā)現(xiàn)其特異性高分布，新生骨小梁數(shù)量和厚度顯著減少且結(jié)構(gòu)紊亂。結(jié)合以往的文獻(xiàn)推測(cè)H型血管具有支持大鼠骨發(fā)育和骨損傷修復(fù)中新生骨小梁生長(zhǎng)的作用，骨質(zhì)疏松大鼠骨損傷修復(fù)中H型血管數(shù)量的顯著減少是其成骨量少的重要原因。此外，我們還研究了在正常和骨質(zhì)疏松大鼠骨損傷修復(fù)中成血管相關(guān)因子 Hif-1α、VEGFA和成骨因子

4、BMP2、Osterix轉(zhuǎn)錄水平的變化。研究發(fā)現(xiàn)在骨損傷后第3d，骨質(zhì)疏松組Hif-1α和VEGFA的轉(zhuǎn)錄水平顯著高于正常組；但在術(shù)后第7d和第14d，骨質(zhì)疏松組Hif-1α和VEGFA的轉(zhuǎn)錄水平顯著低于正常組；骨質(zhì)疏松組成骨因子BMP2和Osterix的轉(zhuǎn)錄水平在術(shù)后3d、7d和14d均顯著低于正常組；研究提示骨質(zhì)疏松大鼠在損傷修復(fù)期成血管和成骨因子轉(zhuǎn)錄水平的顯著降低也是其成血管和成骨量低下的原因。
　　組織工程骨血管化和神經(jīng)化

5、程度不足是制約其向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要原因。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)將動(dòng)靜脈環(huán)或動(dòng)靜脈束移植入組織工程骨來(lái)修復(fù)骨缺損可以顯著促進(jìn)組織工程骨血管化和骨缺損的修復(fù)。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)將感覺(jué)神經(jīng)束離斷后移植入組織工程骨中也能起到與血管束植入相同的促成骨效果，其中的原因可能是移植入的神經(jīng)束本身具有滋養(yǎng)血管，而且感覺(jué)神經(jīng)束的植入可以通過(guò)CGRP、NPY和SP等外分泌遞質(zhì)的釋放促進(jìn)種子細(xì)胞的存活和成骨。據(jù)此，裴國(guó)獻(xiàn)教授提出了組織工程骨血管化和神經(jīng)化同步構(gòu)建的理論。本研究

6、第二部分通過(guò)分別將隱血管束與隱神經(jīng)束同時(shí)植入組織工程骨、單純隱血管束植入組織工程骨和單純應(yīng)用組織工程骨修復(fù)綿羊脛骨3cm大節(jié)段骨缺損，在術(shù)后3個(gè)月分別通過(guò)X線平片、微米X射線掃描后三維重建、生物力學(xué)檢測(cè)以及 VG染色評(píng)價(jià)各組骨缺損的修復(fù)效果和生物力學(xué)功能。結(jié)果顯示，隱血管束和隱神經(jīng)束聯(lián)合植入組成骨量和材料的降解率均顯著高于其他兩組，并且獲得了較其他兩組更好的生物力學(xué)功能的恢復(fù)。本研究的結(jié)果提示組織工程骨血管化和神經(jīng)化同步構(gòu)建對(duì)于促進(jìn)組織