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1、人工骨修復(fù)骨缺損研究論文【摘要】目的研制理想的能較快修復(fù)大段骨缺損的人工骨材料。方法將重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（rhBMP-2）/透明質(zhì)酸鈉纖維蛋白復(fù)合凝膠（HAFG）緩釋體系和多孔雙相鈣磷陶瓷（BCP）結(jié)合研制成BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨，并分別將BCP/HAFG-rhBMP-2和BCP/rhBMP-2及BCP/HAFG人工骨進(jìn)行兔橈骨大段骨缺損修復(fù)的對(duì)比研究。術(shù)后分別行大體、放射學(xué)、組織形態(tài)學(xué)及生物力學(xué)測(cè)試。結(jié)果試驗(yàn)中第12周與第2周相比較，3組堿性磷酸酶（AKP）值下降情況分別為BPC/HAFG-rhBMP-2組降低了65.13%，BPC/BMP-2組降
2、低了71.03%，BPC/HAFG組降低了58.59%。組織學(xué)及掃描電鏡觀察顯示:12周時(shí)BPC/HAFG-rhBMP-2組材料已基本被成熟骨組織所代替，新骨結(jié)構(gòu)與宿主骨無(wú)差別，而B(niǎo)PC/HAFG和BPC/rhBMP-2組骨小梁結(jié)構(gòu)疏松細(xì)小，材料仍未完全被降解，材料與骨組織間形成較大間隙。術(shù)后12周時(shí)3組材料植入部位骨組織極限抗壓強(qiáng)度分別為:BCP/HAFG-rhBMP-2組（538±12.7）N、BCP/BMP-2組（368±24.0）N、BCP/HAFG組（256±8.4）N。BPC/HAFG-BMP-2復(fù)合型人工骨較BCP/BMP-2及BCP/HAFG人工骨具有更
3、強(qiáng)、更持久的誘導(dǎo)成骨活性。結(jié)論BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨能更快促進(jìn)長(zhǎng)骨大段骨缺損的修復(fù)，是一種較理想的人工骨材料。【關(guān)鍵詞】骨和骨組織;骨移植;生物力學(xué)為尋找理想的人工骨組織材料，本實(shí)驗(yàn)將多孔雙相鈣磷陶瓷（BCP）同重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（rhBMP-2）/透明質(zhì)酸鈉（HA）和纖維蛋白復(fù)合凝膠（HAFG）緩釋體系結(jié)合，制成BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨材料，進(jìn)行修復(fù)長(zhǎng)骨大段骨缺損的實(shí)驗(yàn)。1材料與方法1.1人工骨材料的制備（1）BCP由東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物材料研究組研制提供。該BCP材料呈白色多孔狀結(jié)構(gòu)，孔道彼此連通，孔徑約為300μm，孔隙
4、率為80%。試驗(yàn)中將BCP制成長(zhǎng)10mm，直徑4mm圓柱體。7學(xué)海無(wú)涯（2）BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨的制備:在BCP植入前用特制雙管注射器將混有等量rhBMP-2的HAFG復(fù)合凝膠緩慢滴注入BCP，使其在BCP表面涂布均勻。待復(fù)合凝膠由流體狀變?yōu)榛野咨脘撔誀顟B(tài)時(shí)植入缺損部位。同法制備并植入BCP/HAFG人工骨。（3）BCP/rhBMP-2工骨的制備:利用部分真空吸入法［1］將rhBMP-2和BCP結(jié)合在一起。制成的每支人工骨中約含rhBMP-21mg，植入前人工骨在密封包裝下環(huán)氧乙烷氣體消毒24h。1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組新西蘭兔60只，體重2.5～3.2
5、kg，雌雄不限。隨機(jī)分為3組:A組為BCP/HAFG-rhBMP-2組;B組為BPC/rhBMP-2組;C組為BPC/HAFG組。1.3實(shí)驗(yàn)方法用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的戊巴比妥鈉（1ml·kg-1）靜脈麻醉后，每兔隨機(jī)選用左右側(cè)前肢，經(jīng)剃毛、消毒，取橈側(cè)切口切開(kāi)皮膚及皮下組織，顯露橈骨干中段，用單片小鋸鋸下10mm連帶骨膜骨段，然后按組分別植入相應(yīng)人工骨材料。術(shù)后給予慶大霉素10000U·kg-1，每日2次肌肉注射，連續(xù)注射3d。常規(guī)條件下喂養(yǎng)觀察。1.4大體觀察觀察動(dòng)物的飲食、活動(dòng)、傷口反應(yīng)，術(shù)后第2、4、8、12周分批處死動(dòng)物并取材，觀察植入材料的表面、局部成骨及炎癥反應(yīng)
6、等情況。1.5X線觀察術(shù)后第4、8、12周攝片，由3人盲法按照Lane-sandhuX射線評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［2］進(jìn)行評(píng)分。1.6堿性磷酸酶（AKP）活性檢測(cè)術(shù)后第2、4、8、12周3組各取5只動(dòng)物，全麻后，從心臟抽血3ml離心，使用AKP試劑盒行血清AKP活性測(cè)定。1.7橈骨生物力學(xué)檢測(cè)術(shù)后12周時(shí)，每組各取5個(gè)標(biāo)本及正常橈骨標(biāo)本作力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試。以材料植入處為中心截取橈骨長(zhǎng)約1.4cm。經(jīng)牙托粉兩端包埋后，置于MTS-858minibionixII型生物力學(xué)測(cè)試機(jī)上進(jìn)行垂直壓縮試驗(yàn)。加載速度為1mm·min-1，最大位移設(shè)定3mm。每隔0.1s記錄一次數(shù)據(jù)。1.8組織病理學(xué)觀察
7、7學(xué)海無(wú)涯將每次所獲取的橈骨標(biāo)本作好標(biāo)記置于10%甲醛中固定24h后，經(jīng)EDTA脫鈣、梯度酒精脫水、石蠟包埋，沿橈骨縱軸連續(xù)切片，厚度為6μm，HE染色，光學(xué)顯微鏡下觀察。1.9掃描電鏡觀察于術(shù)后第2、4、8、12周每組各取3個(gè)標(biāo)本，2.5%戊二醛（pH7.2～7.4）固定2h，然后用PBS緩沖液沖洗2次，1%鋨酸PBS液固定2h，再用PBS緩沖液沖洗2次，乙腈逐級(jí)脫水，真空干燥，表面離子濺射噴金處理，HITACHIS-520掃描電鏡下觀察標(biāo)本的超微結(jié)構(gòu)。2.0統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件包，每組測(cè)得的X線評(píng)分、AKP水平及生物
