组织工程化仿生人工骨修复兔桡骨节段性骨缺损

• 作者: 刘刚 吕荣 孙梁 廉凯 徐建强 白建萍 胡蕴玉 袁志
• 来源期刊: 中国组织工程研究与临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 骨髓细胞 纳米技术 晶羟基磷灰石类 胶原 生物相容性材料 组织工程
• 年，卷（期）: 2007,（6）
• 所属期刊栏目: 研究与报告
• 页码范围: 1017-1021
• 页数: 5页
• 分类号: R6
• 字数: 6590字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1673-8225.2007.06.005

摘要

目的:观察自体骨髓基质细胞复合多孔仿生人工骨后修复节段性骨缺损的效果.方法:实验于2002-01/2003-05在解放军第四军医大学西京医院全军骨科研究所完成.①抽取成年家兔骨髓并分离、培养和诱导骨髓基质细胞.②采用纳米晶羟基磷灰石-胶原中羟基磷灰石和胶原的比例为4∶1,仿生材料中纳米晶羟基磷灰石和聚左旋乳酸的比例为1∶1;孔隙率＞90%,孔径50～300 μm;规格15 mm×3 mm×3 mm材料.使用前分别经乙醇、无菌双蒸水和离心等处理.将第3代骨髓基质细胞按3×1010L-1接种于上述材料中常规培养.体外构建骨髓基质细胞和仿生基质材料复合体.③手术造成兔右桡骨干15 mm骨缺损动物模型,随机分为实验组14只、对照组14只和空白组6只,实验组植入自体骨髓基质细胞/仿生材料复合体,对照组仅植入仿生材料,空白组不作任何处理.通过X射线、骨密度、组织学以及计算机图象分析等手段观察各组在不同时相的骨缺损修复情况.结果:34只兔全部进入结果分析.①骨髓基质细胞和多孔纳米晶羟基磷灰石-胶原/聚左旋乳酸材料体外复合培养结果:7 d后细胞基本汇合成片,细胞表面和周围出现较多网状胶原纤维.②各组兔骨缺损区X射线检查:实验组术后24周骨缺损区密度较高,与截骨端骨性融合,接近形成正常骨干结构;对照组术后24周可见少量骨痂自截骨端向材料内长入,但未见材料表面连续性骨痂形成.空白组术后24周两截骨端硬化封闭,形成骨不连.③骨密度测定:术后16周、24周实验组骨缺损区骨密度明显高于对照组(16周:(0.152±0.041),(0.092±0.029)g/cm2,24周:(0.177±0.044),(0.113±0.026)g/cm2,t=2.67,2.80,P＜0.05),而与对侧正常桡骨无明显差异.④组织学观察:实验组术后24周植入材料大部分降解并为新生骨替代,新生骨和两端皮质骨融为一体;对照组术后24周材料部分降解成颗粒状,缺损区中央为纤维组织充填,仅两端有部分新生骨组织;空白组术后24周断端封闭形成骨不连.⑤计算机图象分析:8,16,24周,实验组修复性新骨占原骨缺损面积百分数随着观察时间的延长而增加,并显著高于同一时间点对照组(t=8.971,11.240,12.836,P＜0.01).结论:①通过微创方式获取大量成骨性骨髓基质细胞,并将其与多孔纳米晶羟基磷灰石-胶原/聚左旋乳酸材料复合培养后植入骨缺损区,可以发挥多重成骨效应,从而较快地启动骨修复反应.②采用组织工程学技术修复节段性骨缺损是一条切实有效的治疗手段,有较广泛的临床应用前景.