珊瑚转化多孔羟基磷灰石复合rhBMP-2人工骨的动物实验研究

作者:韩 亮 毛天球 戴毅敏 马 秦 李 峰 赵 宇  文章来源:实用口腔医学杂志 

2008-3-11 15:13:24         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭


2.4 组织学观察 A组4周时可见有大量成纤维细胞、纤维组织和少量血管长入孔隙内,在材料的边缘,与宿主骨结合处有骨开始长入材料内,长入材料的骨组织与材料紧密相连、嵌合,中间无纤维组织间隔,但是材料植入时与骨组织贴合不紧密处,交界区长入纤维组织,材料周围和孔隙内均未见炎细胞;8周,长入材料孔隙内的骨增多,总的趋势是从周边向中心部位生长,成骨有明显的梯度,靠近骨界面区成骨明显,远离骨界面的中央部位成骨少,与骨紧密贴合的部位成骨明显,贴合不紧密的部位有纤维组织长入;12周时,材料内长入的骨量继续增多,已占据材料孔隙的大部分面积,仅中央少数区域的孔隙内为纤维组织,新骨形成紧贴材料表面。B组材料植入4周时即可见有明显的诱导骨形成,骨膜下成骨明显,整个颅骨增厚,复合骨孔隙内有明显的成骨细胞排列在材料壁表面,并且许多部位有嗜酸性骨基质沉积,骨膜下新生骨与复合骨孔隙内的新生骨相连,骨内向生长贯穿整个移植物,未见明显软骨细胞和软骨;8周复合骨孔隙内和表面的新生骨组织明显增厚,骨组织所占的面积增大,并出现少量板层骨;12周时新生骨趋于成熟,钙化好,出现大量板层结构和哈佛氏系统。C组12周有少量成团簇状的骨细胞和类骨质局限在骨缺损区边缘,缺损区中央形成纤维结缔组织膜,血管不多,无成骨。D组12周在缺损区的中央,骨膜下有少量新生骨,新骨与周围宿主骨不连,可见软骨细胞和软骨形成,缺损区大部分为纤维组织所充填。

3 讨 论
  本实验的骨缺损动物模型是参照基准大小缺损(critical size defect, CSD)设计的,Schmitz〔4〕综述了头颅、颌面部骨不连实验模型的基准大小缺损,认为大鼠颅骨的CSD为8 mm,在颅骨造成这样大的缺损,动物自身无法修复,只有这样,观察植骨材料的修复能力才是可靠的。本实验空白对照组显示12周时缺损不能自行修复。
  本实验组织学观察显示,CHA植入骨缺损区4周,材料内就有纤维组织及骨组织长入,在CHA的骨修复过程中材料的微孔结构起着至关重要的作用,恰到好处的微孔结构,促使宿主骨迅速长入微孔内,与材料产生良好结合,使材料能快速与宿主骨整合,有一定的机械强度,并且孔径相通有利于营养和血供。
  CHA作为良好的骨引导材料仅能引导骨内向生长,但不具备骨诱导能力,将骨引导材料和骨诱导物质复合后材料的骨修复能力会大幅度提高。BMP是一种酸性多肽,能够诱导血管周围的未分化间充质细胞向软骨细胞和骨细胞发生不可逆转的分化,是一种高效的骨诱导物质。近年来,国内军事医学科学院率先成功地在大肠杆菌中表达了有活性的rhBMP-2,改进后的技术已能生产纯度很高、活性很好的产品〔5〕,使大量应用BMP作为植骨材料成为可能。本实验中复合材料植入后4周材料表面和材料孔隙内均有成骨细胞聚集和骨基质形成,8周材料孔隙内的新骨已占据很大的面积,材料与骨床的结合强度已十分牢固,12周时,材料孔隙内的新骨成熟,多见板层结构和哈佛氏系统。实验表明:骨引导材料和骨诱导物复合人工骨的骨修复能力已达到或超过自体骨移植。
  CHA与rhBM-2/胶原复合人工骨良好的骨修复能力与其理化特性密切相关:①CHA的生物相容性好,利于细胞吸附和生物大分子的亲和;②CHA的多孔结构适于纤维结缔组织、血管长入材料孔隙中,为rhBMP-2在材料内发挥诱导成骨作用提供了间充质细胞;③CHA/胶原复合载体系统为附着rhBMP-2提供巨大的表面积,胶原的缓释作用能使rhBMP-2进入人体后不会快速扩散和分解,当纤维结缔组织长入材料孔隙内后,rhBMP-2有一定的浓度诱导间充质细胞分化;④CHA的孔隙结构极大地增加了材料的表面积,为骨基质的形成以及钙盐沉积提供了良好的支架结构,并且这一支架作用是十分必要的。实验中BMP/胶原对照组12周仅有少量骨修复,并且为软骨内成骨,缺损区大部分为纤维组织充填,说明骨引导材料的作用是不可缺少的。

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责任编辑:姚红祥  

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