摘要:
背景: 体外建的组织工程骨是细胞与材料的复合体,再血管化是组织工程骨植入体内后关系其能否充分发挥成骨作用,有效修复骨缺损的关键环节.目的: 观察以去抗原牛松质骨支架复合骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2, BMP-2)基因修复大段骨缺损过程中对血管化的影响.设计、时间及地点: 随机分组设计、对照动物实验,于2003-09/2004-12在吉林大学中日联谊医院中心实验室完成.材料: 选用清洁级新西兰大耳白兔60只.选取市售新鲜牛肱骨上端松质骨制备去抗原牛松质骨支架(Bovine Cancellous Bone, BCB).携带人BMP-2和β-半乳糖酐酶基因的重组腺病毒(Ad-BMP-2和Ad-Lacz)及重组人BMP-2(rh-BMP-2)由美国Dr. Oliver及吉林大学病理教研室高航博士馈赠.方法: 新西兰大耳白兔60只分离培养兔骨髓基质干细胞,经BMP-2腺病毒载体转染后复合BCB移植修复兔双上肢桡骨1.5cm的缺损.按随机数字表法分为5组,每组12只,植入经不同处理的人工骨,Ad-BMP-2转染细胞+BCB组,未转染细胞+rh-BMP-2+BCB组,Ad-Lacz转染细胞+BCB组,未转染细胞+BCB组,单纯BCB组.通过紧密缝合肌膜和筋膜固定移植骨.主要观察指标: 术后4,8,12周x射线检查观察骨缺损区的新骨形成情况,微血管墨汁灌注观察血管分布情况,透射电镜观察成骨细胞和血管生成情况,苏木精-伊红染色、爱辛蓝染色和VonKossa染色观察微血管与骨形成关系,血管内皮生长因子免疫组织化学染色测定染色灰度值、CD34免疫组织化学染色特性标记血管内皮细胞,进行微血管计数.结果: 纳入兔60只均进入结果分析.X射线检查和组织学观察显示AD-BMP-2转染细胞+BCB组和未转染细胞+rh-BMP-2+BCB组骨形成及血管生成情况优于其他3组.微血管墨汁灌注显示术后4周,组每一个骨小梁孔隙中有一支新形成的小血管,骨间血管的密度在周边区域较高,随着向移植骨中央呈向心性少.透射电镜观察,组术后4周,可见较多功能活跃的成骨细胞及新生血管芽;术后12周,成熟的板层骨形成,新生血管结完好.血管内皮生长因子表检测和微血管计数测定显示AD-BMP-2转染细胞+BCB组血管内皮生长因子相对含量明显高于其他各组,差有显著性意义(P<0.01).微血管计数明显高于其他各组,差有显著性意义(P<0.01).结论: BMP-2基因可通过上调血管内皮生长因子表,间接诱导移植骨血管化,比应用rh-BMP-2更有优势.