rhBMP-2、胶原和珊瑚复合人工骨在不同种类动物体内异位诱导新骨形成的实验研究

作者:马 秦 毛天球 刘宝林 赵晋龙  文章来源:口腔颌面外科杂志 

2006-9-14 10:02:32         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

  摘 要:目的研究rhBAAP-2,胶原,珊瑚复合骨在于同种属动物体内诱导异位成骨的活性。材料与方法本研究采用肌袋异位成骨的动物模型,通过大体、组织学观察、组织测量等手段,研究珊瑚、Ⅰ型胶原、rhBMP-2复合骨在大鼠、兔、狗体内异位诱导新骨形成的特点,珊瑚降解的过程。结果:rhBMP-2、珊瑚和胶原复合骨在大鼠、兔、狗体内均可异位诱导骨组织形成,在大鼠体内诱导成骨量大,骨组织成熟程度高,在兔、狗体内成骨量小,成熟程度低。结论说明rhBMP-2、胶原、珊瑚复合骨在不同种属动物体内都具有异位诱导骨组织形成的活性。

  BMP在啮齿类动物体内非骨骼区,具有诱导新骨形成的活性,但在大体积的哺乳动物体内,其异位诱骨的活性,文献报道是无活性或不明确[1,2],rhBMP-2在大的哺乳动物体内的诱骨活性,未见文献报道。本研究将rhBMP-2、Ⅰ型胶原和珊瑚复合人工骨植入大鼠、兔、狗肌间隙内,通过对比,观察复合人工骨在不同动物内异位诱导新骨形成的活性和珊瑚降解的过程。

  1 材料与方法

  1.1 主要实验材料及制备

  以海南产滨珊瑚为原料,制备成直径10mm,厚2mm的圆片,放入5%次氯酸钠溶液浸泡72h,流水冲洗24h,蒸馏水、无水乙醇超声清洗,置80°C干燥箱内24h,孔径为150~200μm,高压消毒备用。

  1.2 rhBMP-2、Ⅰ型胶原、珊瑚复合人工骨的制备

  实验组:每个圆片与1mg rhBMP-2、0.2ml Ⅰ型胶原凝胶复合,真空抽干;对照组为清洗后的珊瑚圆片。所有圆片于术前用环氧乙烷(EO)消毒。

  1.3 动物分组及手术

  SD大鼠6只,新西兰大白兔6只,杂种狗6只,由本校动物中心提供。复合骨植于每只动物左股内侧,对照珊瑚植于右侧。手术方法:大鼠麻醉采用1%戊巴比妥钠腹腔注射,400mg/kg;兔麻醉采用3%戊巴比妥钠耳缘静脉注射,1ml/kg;狗麻醉采用3%戊巴比妥钠肌组织注射,1ml/kg。手术部位脱毛,消毒,切开皮肤、皮下,沿肌组织间隙钝性分离,将材料植入间隙,缝合伤口。大鼠每笼3只饲养,兔、狗每笼1只饲养。

  1.4 取材

  术后4周,处死大鼠和兔,狗麻醉后,切取植入物及周围组织,固定于10%福尔马林溶液中,缝合狗的切口,继续饲养。观测指标:标本大体观察;组织学观察,固定标本经脱钙液脱钙,脱水,石蜡包埋,切片作HE染色,光镜观察;组织学形态测量,采用数点法[3](point counting),用显微测微尺C5型网格,在40倍光镜下测定HE染色标本中骨或软骨组织、材料所占比例。每标本选2张切片,从边缘至中心逐段测量,数据作团体t检验分析。

  2 结果

  2.1 术后动物均存活,饮食正常,伤口无感染、裂开

  2.2 标本肉眼观察

  所有植入物都被纤维组织包裹,复合骨组植入物与纤维组织粘连明显,大鼠组标本中可见骨样组织及骨髓腔,兔、狗组可见骨样组织,半透明;大鼠组中的珊瑚在三种动物体内吸收较其他两组明显。对照组均未见骨或软骨组织形成。

  2.3 组织学观察

  在大鼠组,骨组织分化成熟,可见大量板层骨,骨髓腔,部分珊瑚吸收,为骨组织替代;兔、狗组,组织学表现类似,可见新生编织骨,成骨细胞丰富,成骨量少于大鼠组,珊瑚明显吸收;对照组仅见纤维组织。(见图1,2,3)

  2.4 组织形态学测量结果见表1

表1 各组(软)骨组织、软组织、材料所占比例

  S组(大鼠) T组(兔) G组(狗)
C或B 60.8±0.9 38.3±1.8 35.4±1.2
S 15.6±1.4 59.7±1.5 55.3±1.1
M 23.6±2.1 13.0±0.9 10.3±1.0

C软骨,B骨,S软组织,M材料

  3 讨论

  从Urist首次提出BMP的概念以来[4],到目前为止,对BMP的提取、提纯、制备、应用及作用机制等方面的研究已取得很大进展。BMPs是一类特殊的骨生长因子,在一定的环境条件下,可诱导未分化间叶细胞、骨髓中的骨母细胞分化成为成软骨细胞和成骨细胞,进而诱导软骨和骨的形成。Sampath等

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责任编辑:姚红祥  

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