论文部分内容阅读
【中圖分类号】R687.3 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）05-0030-02
骨缺损的修复一直是困扰临床骨科的难题之一，长期以来人们试图寻找一种可以替代自体骨的植骨材料来修复故缺损。1977年Green[1]预言有可能在一种合适的生物相容性材料上种植种子细胞并形成能被移植成骨的新组织。此后一些研究使用单纯的种子细胞和单纯的生物材料修复骨缺损，虽然取得了一定的成果，但是长期效果并不理想。组织工程学的提出为修复骨缺损提供了一个新的思路。本实验将BMSCs与BMG复合培养构建组织化骨以修复大鼠桡骨节段性缺损，为骨组织工程进一步发展提供理论及实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物：1月龄健康雄性SD大鼠10只，用于分离培养MSCs；另取2月龄（体重200～250g）的SD大鼠72只，用于体内实验。
1.2 实验方法
1.2.1 松质骨骨基质明胶的制备 取牛股骨下端松植骨去除骨髓、软组织和关节软骨，用大量蒸馏水清洗，参照Urist[ 2]的BMG 制备方法制备牛松质骨BMG。冻干消毒保存备用。
1.2.2 种子细胞的获取取4周龄SD大鼠，麻醉，取出两侧肱骨和股骨，进行原代培养。
1.2.3 细胞-支架材料复合体的体外构建 取出Brd-U标记的第3代MSCs，以5×105/ml接种到BMG上，制备MSCs/BMG复合体。
1.2.4 骨缺损模型的制备及实验分组 制成5 mm节段性缺损，缺损处植入MSCs/BMG复合体，实验组为A组：MSCs/BMG组；对照组：B组：BMG组；C组：MSCs 1×106/ml组。实验各组12只动物；每组均设置2W、4W、8W、12W四个时间点进行取材，各时间点每组取3只大鼠，进行结果分析。
1.3 实验结果检测
1.3.1 术后动物生活状态的观察 手术后观察动物的饮食与活动状态以及伤口的愈合情况。
1.3.2 X射线检测缺损修复情况 于手术后第2W、4W、8W、12W每种浓度各取3只大鼠，骨缺损区正位行X光拍片并按照Gray[4]标准进行结果分析。
1.4 统计学处理 实验所得数据以均数±标准差表示（ ）。两组间比较采用q检验。P<0.05认为差异有显著性。采用SPSS13.0软件进行统计学分析。
2 结果
2.1 大体观察 除B组有1例动物因麻醉过深死亡外，其余动物于术后2h完全清醒，术肢活动受限，饮食明显减少。1d后术肢跛行减轻，饮食稍有增加。伤口无红肿、渗出现象，1周后术肢跛行消失，伤口均Ⅰ期愈合，饮食及活动完全恢复正常。
2.2 各组术后各时间段骨缺损区X射线片下表现 ⑴实验组A：2周桡骨缺损处略见骨痂形成，影像成薄云雾状。4周缺损区两端可见明显的新生骨痂。8周整个缺损区均可见新生骨痂且新骨密度增高，明显形成骨缺损区的桥接。12周骨缺损区完全被新生骨组织填充，影像基本与自体骨一致，已有骨髓腔出现。⑵对照组：E组：2周骨缺损区无明显变化。4周仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成。8周缺损区仍然是仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成，缺损区中央部分仍无明显骨形成影像。12周骨缺损区骨痂形成增多，但仍未出现桥接，并可见两端有骨质硬化现象。C组：2、4周骨缺损处未见骨性修复，8周骨两断端有云雾状表现，12周可见两断端有骨质硬化现象，最后形成骨不连。
3 讨论
本实验采用不同的形式对大鼠桡骨缺损进行了修复，为了保证实验的科学性，尽量排除多因素的干扰。如：为了排除培养液对成骨的影响，我们采用实验组和对照组都用完全培养液同等条件下孵育相同时间。从本实验的结果来看，A组缺损修复效果最好，B组次之，C组最差。这说明单纯的MSCs虽然有成骨能力，但不能修复节段性骨缺损，这与报道一致；单纯的BMG虽然可以修复骨缺损，但是效果远没有MSCs/BMG复合体好。本实验的实验组大量复合到载体中的MSCs在BMP和缺损局部一些生长因子的诱导下，基本能够满足修复骨缺损的要求。
参考文献：
[1] Green MT. Behavior of rabbit chondrocytes during tissue culure and subsequent allografting [J]. Clin Orthop.1977，124：237
[2] Urist MR. Bone formation by autoinduction.[J]. Science，1965， 150： 893
[3] Jun Yao，Shula Radin，Gwendolen Reilly，et al.Solution-mediated effect of bioactive glass in poly（lactic-coglyclic acid）-bioactive glass composites on osteogenesis of marrow stromal cells.J Biomed Mater Res A.2005.75（4）：794-801
[4] Gary DB，Victor MG，Amold EP.The effect of histocompatibility matching on canine froaen bone allografts，[J]. Bone Jiont Surg（AM）1983.65：89
骨缺损的修复一直是困扰临床骨科的难题之一，长期以来人们试图寻找一种可以替代自体骨的植骨材料来修复故缺损。1977年Green[1]预言有可能在一种合适的生物相容性材料上种植种子细胞并形成能被移植成骨的新组织。此后一些研究使用单纯的种子细胞和单纯的生物材料修复骨缺损，虽然取得了一定的成果，但是长期效果并不理想。组织工程学的提出为修复骨缺损提供了一个新的思路。本实验将BMSCs与BMG复合培养构建组织化骨以修复大鼠桡骨节段性缺损，为骨组织工程进一步发展提供理论及实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物：1月龄健康雄性SD大鼠10只，用于分离培养MSCs；另取2月龄（体重200～250g）的SD大鼠72只，用于体内实验。
1.2 实验方法
1.2.1 松质骨骨基质明胶的制备 取牛股骨下端松植骨去除骨髓、软组织和关节软骨，用大量蒸馏水清洗，参照Urist[ 2]的BMG 制备方法制备牛松质骨BMG。冻干消毒保存备用。
1.2.2 种子细胞的获取取4周龄SD大鼠，麻醉，取出两侧肱骨和股骨，进行原代培养。
1.2.3 细胞-支架材料复合体的体外构建 取出Brd-U标记的第3代MSCs，以5×105/ml接种到BMG上，制备MSCs/BMG复合体。
1.2.4 骨缺损模型的制备及实验分组 制成5 mm节段性缺损，缺损处植入MSCs/BMG复合体，实验组为A组：MSCs/BMG组；对照组：B组：BMG组；C组：MSCs 1×106/ml组。实验各组12只动物；每组均设置2W、4W、8W、12W四个时间点进行取材，各时间点每组取3只大鼠，进行结果分析。
1.3 实验结果检测
1.3.1 术后动物生活状态的观察 手术后观察动物的饮食与活动状态以及伤口的愈合情况。
1.3.2 X射线检测缺损修复情况 于手术后第2W、4W、8W、12W每种浓度各取3只大鼠，骨缺损区正位行X光拍片并按照Gray[4]标准进行结果分析。
1.4 统计学处理 实验所得数据以均数±标准差表示（ ）。两组间比较采用q检验。P<0.05认为差异有显著性。采用SPSS13.0软件进行统计学分析。
2 结果
2.1 大体观察 除B组有1例动物因麻醉过深死亡外，其余动物于术后2h完全清醒，术肢活动受限，饮食明显减少。1d后术肢跛行减轻，饮食稍有增加。伤口无红肿、渗出现象，1周后术肢跛行消失，伤口均Ⅰ期愈合，饮食及活动完全恢复正常。
2.2 各组术后各时间段骨缺损区X射线片下表现 ⑴实验组A：2周桡骨缺损处略见骨痂形成，影像成薄云雾状。4周缺损区两端可见明显的新生骨痂。8周整个缺损区均可见新生骨痂且新骨密度增高，明显形成骨缺损区的桥接。12周骨缺损区完全被新生骨组织填充，影像基本与自体骨一致，已有骨髓腔出现。⑵对照组：E组：2周骨缺损区无明显变化。4周仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成。8周缺损区仍然是仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成，缺损区中央部分仍无明显骨形成影像。12周骨缺损区骨痂形成增多，但仍未出现桥接，并可见两端有骨质硬化现象。C组：2、4周骨缺损处未见骨性修复，8周骨两断端有云雾状表现，12周可见两断端有骨质硬化现象，最后形成骨不连。
3 讨论
本实验采用不同的形式对大鼠桡骨缺损进行了修复，为了保证实验的科学性，尽量排除多因素的干扰。如：为了排除培养液对成骨的影响，我们采用实验组和对照组都用完全培养液同等条件下孵育相同时间。从本实验的结果来看，A组缺损修复效果最好，B组次之，C组最差。这说明单纯的MSCs虽然有成骨能力，但不能修复节段性骨缺损，这与报道一致；单纯的BMG虽然可以修复骨缺损，但是效果远没有MSCs/BMG复合体好。本实验的实验组大量复合到载体中的MSCs在BMP和缺损局部一些生长因子的诱导下，基本能够满足修复骨缺损的要求。
参考文献：
[1] Green MT. Behavior of rabbit chondrocytes during tissue culure and subsequent allografting [J]. Clin Orthop.1977，124：237
[2] Urist MR. Bone formation by autoinduction.[J]. Science，1965， 150： 893
[3] Jun Yao，Shula Radin，Gwendolen Reilly，et al.Solution-mediated effect of bioactive glass in poly（lactic-coglyclic acid）-bioactive glass composites on osteogenesis of marrow stromal cells.J Biomed Mater Res A.2005.75（4）：794-801
[4] Gary DB，Victor MG，Amold EP.The effect of histocompatibility matching on canine froaen bone allografts，[J]. Bone Jiont Surg（AM）1983.65：89