骨髓间充质干细胞修复假体周围骨缺损及对假体界面骨整合的影响

1、骨髓间充质干细胞修复假体四周骨缺损及对假体界面骨整合的影响【摘要】不雅察骨髓间充质干细胞修复假体四周骨缺损及对假体界面骨整合的影响。要领取新西兰明白兔15只。将骨髓间充质干细胞疏散、扩增、骨向诱导，体外与珊瑚羟基磷灰石复合构建构造工程骨。将动物双侧股骨髁制作0.61.2的骨缺损，别离植入钛合金植入体，左侧植入体四周骨缺损充填构造工程骨，右侧植入体四周仅充填珊瑚羟基磷灰石为比较组。于术后4周、8周和12周别离行X线查抄、扫描电镜、能谱阐发及脱钙骨构造学不雅察。效果X线查抄示，实行组术后4周缺损区内可见部门骨痂形成，与四周骨质分界清楚；8周可见大量模糊高密度骨痂影；12周缺损区已根本被高密度骨痂所

2、填满，与四周骨质间分界变模糊。比较组4周、8周无显着改变，12周仅边沿有少量的骨痂形成；X射线能谱阐发示，差异时间点实行组较比较组内a、P的百分含量增高P0.05，随着时间的变革两组a、P百分含量都呈增高的趋势。实行组钙/磷比值随时间变革有渐渐升高的趋势，8周时达岑岭，随后又低落。构造学效果示实行组术后12周可见显着的新骨形成，但仍可见到未汲取的羟基磷灰石颗粒。比较组各时间点均未见骨长入。结论骨髓间充质干细胞骨性诱导后复合珊瑚羟基磷灰石构建构造工程骨可修复假体四周骨缺损，促进假体骨界面骨整合。【关键词】骨整合构造工程骨髓间充质干细胞珊瑚羟基磷灰石人工枢纽Keyrds：steintegratin

3、;tissueengineering;bnearrstralsteell;ralhydrxyapatiteerai;arthrplasty人工枢纽置换技能被以为是20世纪骨科最乐成的治疗要领之一。人工假体的出现办理了很多从前不克不及实现的困难，但其也不是毫无瑕疵的，如熏染、松动等，此中假体无菌性松动是导致人工枢纽置换术后中远期失败的重要缘故原由。大量的阐发研究表白假体-骨构造界面微动磨损是导致人工枢纽松动的一个重要因素。文献陈诉假体质料、外貌特性及四周微环境等均可影响生物性假体四周骨长入。本文应用骨髓间充质干细胞(bnearrstralsteell，Ss)骨向诱导后复合珊瑚羟基磷灰石构建构造工

4、程骨修复假体四周骨缺损，不雅察骨髓间充质干细胞对假体骨界面骨整合的影响。1质料与要领1.1实行动物57月龄康健干净级新西兰明白兔(济南军区总病院动物中央，编号：SKX204057)15只，5个月月龄，体重2.52.9kg，牝牡不限，分笼、颗粒干饲料喂养。饮用自来水。1.2质料珊瑚羟基磷灰石为颗粒状5P10R直径14，孔径巨细400500，清闲率30%70%，由北京意华健科贸提供。钛合金植入体为Ti-6Al-4V，直径3,由北京百慕高科股份提供。1.3要领无菌条件下于兔股骨大转子下穿刺，抽取骨髓约5l后迟钝注入含10l淋巴细胞疏散液的离心管中；2500r/in离心15in,汲取界面层细胞,用D-

5、Hanks平衡盐溶液洗2次,2500r/in离心10in；将细胞悬液按4105/L接种于75l造就瓶内,按贴壁挑选法疏散骨髓Ss。7d后细胞生长状态精良，已铺满瓶底的50%后按13比例传代。取第4代骨髓Ss将底子造就液调换为成骨诱导造就液10-8l/L地塞米松+10l/L甘油磷酸钠+50g/L维生素，pH7.30。置37、5%2、饱和湿度孵箱中造就。每3d换1次液。第12d行ALP染色、茜素红染色及I型胶原免疫组化染色，断定成骨细胞。将骨髓Ss密度调解到106/l，先加100l成骨诱导造就液于24孔造就板底，放入珊瑚羟基磷灰石颗粒，向质料外貌加100l成骨细胞悬液，安排37、5%2、饱和湿度孵

6、箱中造就2h，翻转后另一面再加100l成骨细胞悬液，造就2h，参加成骨诱导造就液盖过质料，安排37、5%2、饱和湿度孵箱中孵育，越日调换成骨诱导造就液，孵育1周。1.4不雅察指标1.5统计学阐发：全部数据以x-s表现，比较组与实行组的组间T查验，接纳SPSS12.0统计软件举行数据处置惩罚。2效果2.1一样平常不雅察术后7d动物可自由运动，未出现暗语红肿、渗血渗液等环境，进食正常。2.2X线不雅察实行组术后4周缺损区内可见部门骨痂形成，与四周骨质分界清楚；8周可见大量模糊高密度骨痂影；12周缺损区已根本被高密度骨痂所填满，与四周骨质间分界变模糊，部门羟基磷灰石颗粒影消散，植入体位置精良，无脱落

7、图1。比较组4周、8周无显着改变，12周仅边沿有少量的骨痂形成。图1术后12周实行侧(左侧)成骨密度匀称，可见骨小梁形成，植入体位置好，比较侧(右侧)成骨不匀称，无骨小梁图2扫描电镜1500术后12周实行组植入体外貌清闲内充填大量类骨质图312周构造学为成熟的骨构造HE染色，102.3扫描电镜：实行组术后4周植入体外貌孔隙内少量骨基质沉积。812周可见显着的无定型的骨基质沉积图2。比较组各时间点植入体外貌孔隙内，未见骨基质沉积。2.4能谱阐发差异时间点实行组较比较组内钙元素和磷元素的百分含量高，有明显性差异P0.05；随着时间的延伸实行组和比较组内钙、磷元素百分含量都呈增大趋势，12周时钙磷元

8、素百分含量虽较8周时有所增长，但差异无明显性P0.05；实行组内钙/磷比值随时间变革有渐渐增大趋势，8周时达岑岭，12周较8周时有所低落；比较组内钙磷比值亦出现增大趋势，12周时仍无减小趋势；比较组和实行组界面均含有大量、元素表1。表1植入体外貌骨构造a、Pt%与a/P比值(xsn=5组别时间aPa/P实行组4周2.5构造学效果术后4周实行组植入区内可见少许的新生骨构造形成,中央部位亦有大量成骨细胞生长。术后8周实行组在植入区内可见支架质料部门汲取,遗留空间被新生骨构造代替,骨缺损根本得到修复，部门地区新骨渐渐改建成熟,在质料孔隙内出现板层骨样构造,。术后12周可见显着编织骨、板层骨及骨小梁形

9、成，但仍可见到未汲取的羟基磷灰石颗粒图3。比较组各时间点均未见骨长入，缺损区仍为羟基磷灰石颗粒，仅边沿有少量新生骨构造。3讨论假体-骨界面结合方法有两种学说,即骨整合及纤维性骨结合。骨整合为正常的改建骨和假体之间看不见软构造，假体与骨构造直接打仗，其蒙受的负荷能通过这种直接打仗，连续不竭地通报并疏散到骨构造中1。骨整合是成骨细胞起首在植入体外貌黏附、丛集，然后在假体外貌排泄骨基质，启动植入体外貌上的新骨直接天生，新骨从假体外貌渐渐向骨创面生长、延伸。假体-骨界面骨整合被以为是人工枢纽置换术后的抱负状态。影响骨整合的因素有假体质料方案、结实方法、手术技能、局部血运、假体四周骨构造生物活性、细胞因

10、子、激素、药物、微量元素等等。为了增长质料与骨构造之间的结协力，增长质料外貌成骨细胞的黏附、迁徙及分化，促进骨整合要拥有二种：一是对假体质料举行必然的外貌修饰，如喷沙、酸蚀、激光处置惩罚、电火花加工、离子溅射技能、体外貌预湿等要领。生物质料外貌生物活性物质涂层如羟基磷灰石，其作用机理是：可以改变原植入体的外貌布局，加强植入体与骨的机器性结合；可以引导骨生长，加快骨沉积于植入体外貌，收缩结适时间；可以制止植入体金属离子开释；涂层进步改变植入体的机器强度，改进植入体的弹性模量。另一种要领是改变假体四周骨代谢，促进骨基质的形成。Lan等2研究证明rhBP-2在rhbFGF和rhIGF-I的协同作用下

11、可显着进步植入体四周骨整合的速率。王岩等3陈诉rhBP-2可促进早期骨-假体界面的骨长入。薛恩兴等4陈诉接种自体骨髓细胞可加强涂碳灰石多孔钛植入物的骨整合。李亚非等5陈诉用BP、红骨髓、异体骨复合马上修复人工枢纽周骨缺损，可促进新骨形成。Breush等6实行证明自体移植的成骨细胞和骨髓细胞对生物质料的骨整合具有骨诱导性作用。本研究应用骨髓间充质干细胞骨向诱导后与珊瑚羟基磷灰石复合修复假体四周骨缺损，效果表白骨髓Ss骨向诱导后有促进骨整合的作用，特殊是移植后的早期，这大概与局部为成骨细胞的迁徙、黏附、增殖及分化提供了有利条件有关，或引入了细胞外基质的诱导活性有关。但假体四周早期骨长入是源于成骨细

12、胞或引进的细胞外基质的诱导活性，尚有待于进一步研究。应用电子探针X线能谱阐发可丈量假体四周骨构造元素相对含量、元素比、元素构成和布局，能较好的反响假体和宿主结合界面的元素变革7。Guglieltti等8研究表白X线能谱阐发是检测金属外貌骨性成份的有用要领。本研究差异时间点实行组较比较组内a、P元素的百分含量高，并呈增高趋势，812周达岑岭期，表白骨髓Ss移植组假体四周成骨活泼，基质排泄增高，有利于骨整合的形成。本实行扫描电镜不雅察示实行组术后4周植入体外貌孔隙内有少量的无定形的均质的物质覆盖。812周植入体外貌孔隙内可见显着的无定形的物质覆盖。这些物质大概是新骨所产生的类骨质，与植入体结合安稳。构造工程骨组a/P比值8周前渐渐增高，8周时达岑岭，此后渐渐低落，表白假体-骨界面的骨矿颗粒是一种不