多孔羥基磷灰石、富血小板血漿和纖維蛋白膠復(fù)合物修復(fù)骨缺損的實驗研究.pdf

1、本文研究珊瑚多孔羥基磷灰石(corallinehydroxyapatiteCHAP，HA)，富血小板血漿(platelet-richplasmaPRP)，纖維蛋白膠(fibrinsealantFS)，復(fù)合物修復(fù)骨缺損的實驗研究，探討其作為人工骨替代材料的效果及可行性。 本實驗中，HA為無機骨的主要成分，已經(jīng)廣泛用于臨床。富血小板血漿是動物自體全血經(jīng)過二次離心法制備而成，其含高濃度的血小板濃度。而在PRP中含有高濃度的生長因子如：

2、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforminggrowthfactor，TGF-β)、血小板衍生生長因子(platelet-derivedgrowthfactor，PDGF)、胰島素樣生長因子(insulin-likegrowthfactorIGF)、血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)、表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，EGF)、成纖維細胞生長因子(fibro

3、blastgrowthfactor，F(xiàn)GF)等。而FS中的促凝劑(氯化鈣、凝血酶)與PRP混合后可以促進血小板凝聚，使血小板α顆粒釋放PDGF、TGF-β、IGF、VEGF、EGF、FGF等生長因子。有研究發(fā)現(xiàn)，在骨髓基質(zhì)干細胞(BMSCs)和骨祖細胞膜上存在PDGF、TGF-β1和TGF-β2受體。PRP中的PDGF和TGF-β可能通過與靶細胞(BMSCs和骨祖細胞)膜上的受體結(jié)合發(fā)揮作用，促進BMSCs和骨祖細胞向成骨細胞分化，從而

4、增強新骨再生，加速骨缺損的修復(fù)。而PRP中PDGF在骨創(chuàng)傷修復(fù)早期起重要作用，PDGF在其他因子的協(xié)同下能促進結(jié)締組織的遷移和增殖，刺激微血管內(nèi)皮細胞增殖和毛細血管生長，刺激骨DNA和蛋白質(zhì)合成，促進脫鈣骨誘導(dǎo)成骨和成軟骨的作用。PRP中的VEGF有促進新生血管形成作用，大量新生血管的形成為種子細胞提供豐富的營養(yǎng)，也可促進骨缺損的修復(fù)。因此，PRP符合Chalmers的三要素：誘導(dǎo)刺激物；被誘導(dǎo)的靶細胞-間充質(zhì)細胞；有利于新骨形成的豐富

5、血供環(huán)境。同時以HA+FS為載體，提供了骨缺損的機械支撐填充材料，同時可以對PRP中生長因子起緩釋作用，保持局部有高濃度生長因子的持續(xù)釋放，同時可以止血，促進傷口愈合等。 首先建立骨缺損的模型，選擇純種新西蘭大白兔55只(保留5只)，在雙側(cè)前臂橈骨中段截骨1.5cm(包括骨膜)，骨斷端用骨蠟封閉髓腔，于12周后經(jīng)X線確定骨缺損情況，并隨機抽取5只(10肢)兔子進行大體標本、病理組織學(xué)檢查。 選取已制成的骨缺損模型的新西蘭

6、大白兔40只(80肢)，左側(cè)植入復(fù)合物材料，右側(cè)植入自體骨為對照；另外5只(10肢)作為空白對照，雙側(cè)橈骨未植入任何物質(zhì)。 分別于2、4、8、12周四個時間點進行檢測，每個時間點隨機抽取10只(20肢)兔子進行檢測，檢測指標為：觀察動物術(shù)后的一般情況，包括手術(shù)后觀察體溫、活動、精神、胃納、傷口愈合情況，并隨機從實驗組和空白對照組分別抽取10只和5只兔子于術(shù)后行血常規(guī)、生化檢測一次；分別于2、4、8、12周四個時間點，對大白兔前臂

7、行X-Ray檢查、大體標本觀察了解骨缺損修復(fù)情況及骨痂生長情況；分別于2、4、8、12周四個時間點，隨機抽取2只(4肢)兔子行組織病理學(xué)檢測，另外8只(16肢)切取完整橈骨，在858-MiniBionix上行扭轉(zhuǎn)試驗，作生物力學(xué)分析。而空白對照組則于12周行X線、大體標本、病理組織學(xué)檢測。 研究結(jié)果： 1.骨缺損模型的可靠性骨缺損模型制造12周后，X線檢查顯示：骨缺損無骨性連接；大體標本見骨缺損為纖維瘢痕組織填充，缺損范

8、圍為：1.10～1.40cm；組織病理學(xué)檢查顯示：骨斷端髓腔封閉，缺損區(qū)內(nèi)大量纖維瘢痕組織。 2.復(fù)合物的生物相容性HA是碳酸鈣骨架經(jīng)過熱液置換反應(yīng)轉(zhuǎn)化成的，是骨的主要無機成分，其主要成分是鈣、磷，無免疫原性；FS是血凝塊的主要成分，無抗原性；PRP是自體全血經(jīng)過二次離心制得，為自體組織，因此該復(fù)合物具有良好的組織相容性。在本實驗中，從術(shù)后兔子一般情況，血常規(guī)及生化結(jié)果看，該復(fù)合物生物相容性好，無免疫排斥反應(yīng)；2、4周組織病理學(xué)

9、檢測，未見吞噬細胞，淋巴細胞及多核巨細胞大量增生，說明局部未發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，組織相容性好。 3.復(fù)合物的成骨作用X線：該復(fù)合物在2周時已有骨痂影，植入物與骨斷端界限模糊，4周時有大量骨痂形成，8周、12周骨缺損基本修復(fù)，塑性完全。愈合過程與自體骨同步。大體標本：2周、4周時復(fù)合物與骨斷端緊密連接，所形成的纖維性骨痂較對照組明顯粗大；8周植入物部分骨化，有板層骨覆蓋；12周時植入物完全骨化，塑性完全，骨膜連續(xù)。病理組織學(xué)：2周時

10、復(fù)合物已有大量毛細血管增生及軟骨細胞增生；4周時軟骨細胞鈣化，可見編織骨形成；8周、12周缺損基本修復(fù)，出現(xiàn)成熟板層骨及哈佛氏管。生物力學(xué)分析：復(fù)合物最大扭矩和抗扭剛度在2周優(yōu)于自體骨(P＜0.05)，術(shù)后4周、8周、12周時無明顯差異?？梢娫搹?fù)合物修復(fù)骨缺損效果與自體骨相當，早期(2周時)則優(yōu)于自體骨。 4.空白對照組無成骨作用于12周時，X線檢測骨缺損未見明顯變化；大體標本見大量纖維瘢痕組織；組織病理為大量成纖維細胞增生，未