骨手术往往造成较大的创面出血,目前尚无确切的止血手段,除手术输血外,一般是应用骨蜡封闭骨折断面,但骨蜡本身不被机体吸收,妨碍骨质愈合。最新研制出的止血剂淀粉型可吸收性多聚糖止血粉(Starch-derived Absorbable Polysaccharide Hemostat, SAPH)是较为理想的术中止血材料,其为一种来源于淀粉的可吸收性多聚糖止血粉,目前已广泛应用于各种外科手术。SAPH作为一种快速、安全、高效的止血材料,在骨手术中可以有效地减少出血量,以往临床和基础的研究大多是对其止血效果的评价,但SAPH对骨质愈合有无影响、机制又如何,一直是研究的盲点。本研究将观察SAPH对骨质愈合的影响,初步探讨其可能机制。目的:1、观察SAPH对家兔颅骨愈合的影响;2、观察SAPH对成骨细胞增殖和分化的影响;3、初步探讨骨形成蛋白-2(BMP-2)在SAPH促进骨质愈合中的作用。方法:1、SAPH对家兔颅骨愈合的影响以直径6mm钻头在家兔顶骨开深达全层的圆形标准缺损,用SAPH或骨蜡止血并填充缺损处。术后6周,通过骨愈合评分、CT、矿物质沉积速率、骨小梁面积等指标,观察SAPH对骨愈合的影响。2、SAPH对成骨细胞增殖和分化的影响体外培养小鼠颅骨成骨细胞MC3T3-E1系,通过MTT实验绘制细胞生长曲线,以17β-雌二醇为对照,观察不同浓度或不同作用时间的SAPH对成骨细胞增殖的影响;检测细胞碱性磷酸酶和培养上清液中的骨钙素,以反映SAPH对成骨细胞成熟和分化的影响。3、SAPH对骨组织和成骨细胞BMP-2蛋白表达的影响通过免疫组化、Western-blotting的方法,在动物标本和细胞上分别观察SAPH对于骨形态发生蛋白-2表达量的影响。结果:1、家兔颅骨标准化缺损模型建立并处理6周后,SAPH可以明显降低骨愈合评分(评分越低,愈合越好);CT片显示使用SAPH的动物颅骨缺损面积减小;颅骨缺损处边缘矿物质沉积速度增加;丽春红染色示颅骨钻孔区域骨小梁面积增加、有大量骨髓腔形成、缺损区面积减小。而使用骨蜡的动物,愈合评分高,缺损面积大,钻孔区域鲜有骨髓腔和骨小梁形成,甚至出现大片缺如。2、MTT细胞增殖实验结果显示,SAPH和17β-雌二醇均可以抬高细胞生长曲线,17β-雌二醇的作用优于SAPH,细胞增殖在72h时达到顶峰;当SAPH浓度大于0.1μg/ml时,增加浓度并不能加速细胞增殖;反映成骨细胞成熟和分化的碱性磷酸酶和骨钙素在SAPH和17β-雌二醇的作用下明显增加。3、组织和细胞的免疫组化结果提示,应用SAPH的动物颅骨缺损区域BMP-2表达增多;加入SAPH的成骨细胞胞浆内有大量BMP-2的表达,Western-blotting显示该蛋白表达量显著增加。结论:1、SAPH能促进家兔颅骨的愈合,而骨蜡妨碍骨质愈合;2、SAPH可以加速体外培养的成骨细胞的增殖、成熟和分化;3、应用SAPH可以增加家兔颅骨缺损部位和成骨细胞BMP-2的表达,这可能是其促进骨质愈合的机制之一。本研究证明了SAPH在发挥快速、高效止血功能的同时,还可以促进骨质愈合,促进成骨细胞成熟分化,促进BMP-2表达,其效果远优于常用的骨蜡。因此,SAPH可以作为一种安全的骨手术止血剂,并且有望开发成为新型的人工骨替代材料。研究还观察到成骨细胞能在高浓度的SAPH中能正常生长,说明其具有良好的生物相容性,有进一步改良剂型使之成为骨组织工程材料的价值。