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〔摘要〕 目的:寻找新的骨代用材料。方法:采用珊瑚转化多孔羟基磷石(CHA)作为移植物支架,用I型胶原作为rhBMP-2的缓释载体及赋形剂,将三者复合制成新型人工骨,进行了大鼠标准颅骨缺损骨移植实验。结果:CHA/胶原具有良好的生物相容性和骨引导作用。rhBMP-2/CHA/胶原具有骨引导和骨诱导双重特性,其成骨效应明显优于单纯CHA/胶原植入。结论:该复合人工骨有可能成为临床修复骨缺损的有效材料。 关键词 珊瑚羟基磷灰石 羟基磷灰石类;骨移植材料;基因重组人骨形成蛋白-2
骨缺损的修复材料中以羟基磷灰石(HA)普遍受到关注。HA与人体骨具有相同的无机成分,有良好的生物相容性,被认为是一种很好的骨引导材料,但传统的HA或无孔、孔隙结构不均,或呈颗粒状,不能满足临床需要〔1〕。珊瑚羟基磷灰石(CHA)是经高温高压的“热液交换反应”将天然珊瑚碳酸钙转化为羟基磷灰石磷酸钙,它保持了天然珊瑚的多孔块状结构,这种天然微孔结构的特点在于没有盲孔,微孔间相互沟通,孔道十分均匀,其结构较其它人工合成的多孔材料具有明显优越性〔2〕。CHA植入人体可与骨发生整合并引导骨内向生长,但不具有骨诱导能力。BMP是一种良好的骨诱导因子,国内赵明等首次用基因工程技术在大肠杆菌中表达出具有良好诱骨活性的rhBMP-2〔3〕。本研究采用I型胶原作为rhBMP-2的赋形剂和缓释剂,制备出具有骨引导与骨诱导双重作用的新型骨移植材料CHA/rhBMP-2/胶原。该人工骨具有与正常骨组织更为相似的理化性质,关于材料的制备,理化性能的检测,生物学评价等将另文报道。本文重点介绍材料植入大鼠颅骨后的成骨效应和组织学反应。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试剂: CHA购自美国Interpore-International公司(商品名Interpore200),白色多孔块状;rhBMP-2由军事医学科学院提供,黄绿色粉末,不溶于水;I型胶原由北京格瑞得生物制剂中心提供,无色胶状,冻干后絮状,不溶于水。 1.1.2 人工骨制备:将块状CHA分割为形状相同的盘状圆片(直径8 mm,厚5 mm)24块,1 mg rhBMP-2与0.2 ml I型胶原充分调匀,抹于12块圆盘状材料双侧表面,其它材料表面仅涂抹相同剂量胶原,负压抽干,环氧乙烷消毒。 1.2 动物实验 雄性Sprague-Dawley大鼠28只,随机分为4组,在颅顶造成直径8 mm圆形全层骨缺损,植入圆盘状材料:A组(12只)植入CHA/胶原;B组(12只)植入CHA/胶原/BMP;C组(2只)为空白对照;D组(2只)植入BMP(1.0 mg)/胶原粉,不作固定,于术后4、8、12周处死A、B组各4只,C、D组12周处死。 1.3 观察(测)指标 观察动物术后情况;于各期取材时观察移植物的颜色、与宿主骨界面情况和周围软组织情况;由专人同一条件下拍摄X线片观察植入物阻射密度及与宿主骨界线;组织切片,HE染色,组织学观察。
2 结 果 2.1 动物情况 无一例死亡,术后饮食、起居正常,伤口无感染,材料无脱出。 2.2 标本大体观察 4周时A组材料色白,部分与骨结合界面已成骨性结合,较稳固,部分界面仍为纤维性结合,材料周围无坏死及脓腔;B组材料表面可见新骨形成,材料颜色变黄,与宿主骨界限不清,骨性结合牢固。8周时A组材料周边色稍变黄,与宿主骨界限仍可见,但结合较牢固;B组材料表面新骨增多,内外面均有新生骨包围材料(图1~2)。12周时A组材料表面无新骨包绕,材料与宿主骨无明显界限,结合紧密;B组材料内外面均被新生皮质骨包绕,整个颅骨厚度增加。C组骨缺损区长入纤维组织膜,无骨生成。D组骨缺损区中部骨膜下可见少量骨形成。

图1 CHA与骨结合紧密

图2 CHA/BMP/胶原表面有大量新骨形成
2.3 X线观察 A组4周时植入材料与骨交界之间透射影像较明显,8周时趋于缩小,12周时材料与宿主骨之间无透射影像;B组在实验各期X线检查植入物与宿主骨之间均无透射影像;C组12周时X线片显示骨缺损区为完全透射影,缺损不能自行修复;D组12周时骨缺损区中央有少量骨阻射影,大部分区域为透射影像。
责任编辑:姚红祥 |