組織工程化骨修復兔下頜骨缺損同期種植體植入的實驗研究.pdf

1、本文嘗試著以骨髓基質(zhì)細胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)為種子細胞、納米羥基磷灰石/膠原(nano-hydroxyapatite/collagen，nHAC)為支架材料、富血小板血漿(platelet-richplasma，，PRP)為生長因子來源，于體外構(gòu)建組織工程化骨用于修復兔下頜骨缺損，并于其中同期植入表面噴砂酸蝕處理的鈦種植體(sandblasted and acid-etchedtitaniu

2、m，SLA-Ti)和表面噴砂酸蝕處理后羥基磷灰石涂層的鈦種植體(hydroxyapatite/sandblasted and acid-etched titanium，HA/SLA-Ti)，觀察組織工程化骨修復骨缺損的能力及其負載的兩種不同表面處理的種植體骨愈合能力的差別，具體內(nèi)容分為以下五部分： 一、富血小板血漿對骨髓基質(zhì)細胞生物學特性的影響。 研究目的：探討自體PRP對體外培養(yǎng)的兔BMSCs生物學特性的影響。

3、 研究方法：體外培養(yǎng)的兔BMSCs分為實驗組和對照組，實驗組中加入含1％PRP的DMEM條件培養(yǎng)基，對照組為不含PRP的DMEM培養(yǎng)基，在不同時間點收集兩組細胞，分別進行形態(tài)學觀察、細胞周期分布和增殖指數(shù)測定、堿性磷酸酶(ALP)染色和活性測定、骨鈣素(OCN)含量測定以及骨橋蛋白基因(opn)mRNA相對表達量的分析。 研究結(jié)果：實驗組細胞具有成骨細胞的形態(tài)學特征；PRP作用7d后S期細胞比例較對照組明顯增加，細胞增殖指數(shù)由2

4、2.89±1.24增至33.15±1.02，具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；實驗組ALP染色呈陽性，且ALP活性、OCN含量均較對照組明顯提高，差異具有統(tǒng)計學意義；opn mRNA相對表達量是對照組的3.48倍。 研究結(jié)論：PRP可促進兔BMSCs的增殖并可提高兔BMSCs的體外成骨潛能，使其向成骨細胞轉(zhuǎn)化。 二、納米羥基磷灰石/膠原對富血小板血漿促進骨髓基質(zhì)細胞成骨向分化的影響。 研究目的：探討nHAC作為支架

5、材料對PRP體外誘導兔BMSCs向成骨細胞分化能力的影響。 研究方法：PRP分別作用于與nHAC聯(lián)合培養(yǎng)的兔BMSCs及常規(guī)培養(yǎng)的兔BMSCs，利用掃描電鏡觀察兔BMSCs在nHAC上的生長情況；通過ALP活性測定、OCN含量測定以及opn mRNA相對表達量的分析，比較兩種培養(yǎng)條件下PRP誘導兔BMSCs向成骨細胞分化能力上的差異。 研究結(jié)果：聯(lián)合培養(yǎng)的兔BMSCs在nHAC上生長良好，其ALP活性、OCN含量均較常規(guī)

6、培養(yǎng)明顯增加，且opn mRNA相對表達量是常規(guī)培養(yǎng)組的4.78倍。 研究結(jié)論：nHAC作為支架材料可明顯提高PRP誘導兔BMSCs向成骨細胞分化的能力。 三、鈦種植體噴砂酸蝕表面羥基磷灰石涂層對骨髓源成骨細胞生物學特性的影響。 研究目的：探討HA/SLA-Ti對骨髓源成骨細胞(marrow-origin osteoblasts，MOOBs)生物學特性的影響。 研究方法：應用離子束輔助沉積(ion bea

7、m assisted deposition，IBAD)技術(shù)在噴砂酸蝕(sandblasted anda cid-etched，SLA)處理的鈦種植體表面制備羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)涂層，將MOOBs分別接種于HA/SLA-Ti和SLA-Ti表面，觀察其生長情況，并對兩組MOOBs增殖指數(shù)、ALP活性、OCN含量以及opn mRNA相對表達量進行比較。 研究結(jié)果：MOOBs在HA/SLA-Ti表面生長良好，

8、其細胞增殖指數(shù)、ALP活性以及OCN含量明顯高于SLA-Ti組；且opn mRNA相對表達量是SLA-Ti組的3.25倍。 研究結(jié)論：應用IBAD技術(shù)在鈦種植體SLA表面制備HA涂層，可明顯促進MOOBs的增殖及其成骨表型的表達，是一種有應用前景的種植體表面處理方法。 四、組織工程化骨修復兔下頜骨缺損的實驗研究。 研究目的：探討以兔BMSCs為種子細胞、nHAC為支架材料、PRP為生長因子來源，于體外構(gòu)建的組織工

9、程化骨修復兔下頜骨缺損的能力。 研究方法：兔下頜骨體部范圍為15mm×15mm的全層骨缺損分別采取相應方法修復：A組，組織工程化骨修復；B組，自體髂骨修復；C組，單純nHAC材料修復；D組，空白對照組，缺損不做修復。分別于術(shù)后1、3、6個月取材，進行大體標本觀察、放射性核素骨顯像、骨密度測定及組織學觀察。 研究結(jié)果：大體標本觀察顯示，術(shù)后A、B兩組骨缺損區(qū)域逐漸由新生骨組織修復，C組骨缺損區(qū)域僅形成了類軟骨樣組織，D組無

10、骨組織形成，骨缺損區(qū)域由纖維結(jié)締組織充填；放射性核素骨顯像結(jié)果顯示，術(shù)后1個月、三個月時，A、B兩組成骨代謝能力明顯優(yōu)于C組、D組，而A、B兩組之間無顯著差異，術(shù)后6個月時，各組之間骨代謝能力無明顯差異；骨密度測定結(jié)果顯示A、B、C三組骨缺損區(qū)域骨密度逐漸增加明顯高于D組，術(shù)后3個月以后A組、B組骨密度較C組明顯提高，而A、B兩組之間無顯著差異；組織學檢查結(jié)果顯示，A組在術(shù)后1個月時可見小片狀類骨質(zhì)出現(xiàn)， nHAC開始降解，術(shù)后3個月時

11、新生骨成大片狀結(jié)構(gòu)，術(shù)后6個月時nHAC幾乎全部降解，缺損由骨組織修復，其成骨量與B組無明顯差異卻明顯大于C組，D組僅為纖維組織修復。 研究結(jié)論：組織工程化骨修復頜骨缺損能力與自體髂骨相似而強于單獨使用nHAC，且nHAC材料于體內(nèi)可完全降解，因此BMSCs與nHAC及PRP復合所構(gòu)建的組織工程化骨是一種良好的骨缺損替代材料。 五、組織工程化骨修復兔下頜骨缺損同期不同表面處理的鈦種植體植入的實驗研究。 研究目的：

12、觀察組織工程化骨修復兔下頜骨缺損同期進行HA/SLA-Ti和SLA-Ti種植體植入后，種植體與周圍新生骨組織發(fā)生骨整合的情況。 研究方法：兔BMSCs復合nHAC及PRP用于修復兔下頜骨頰側(cè)范圍為15mm×15mm的全層骨缺損，同期分別植入HA/SLA-Ti種植體(A組)和SLA-Ti種植體(B組)。術(shù)后1、3、6個月取材，進行大體標本觀察、X線檢查、掃描電鏡觀察、組織學檢查及種植體的推入實驗和拉出實驗。 研究結(jié)果：大體

13、標本觀察顯示，A組術(shù)區(qū)逐漸由新生骨組織修復，種植體周圍形成完善的骨結(jié)合界面，界面骨成熟；B組術(shù)區(qū)骨愈合狀態(tài)佳，但種植體周圍仍存在少量纖維組織。X線檢查結(jié)果顯示，術(shù)后1個月A、B兩組骨缺損區(qū)域骨密度較低，種植體周圍大部分為X線透射影；術(shù)后3個月A、B兩組骨缺損區(qū)域骨密度增加，與B組相比A組種植體周圍有較多x線阻射影；術(shù)后6個月A組種植體周圍為與正常骨組織密度相似的X線阻射影，B組種植體周圍也為與宿主骨密度接近的X線阻射影，但密度并非均勻一

14、致。掃描電鏡結(jié)果顯示，A組種植體較B組種植體與周圍新生骨結(jié)合的更緊密。組織學檢查的結(jié)果顯示，A組新生骨與種植體表面直接結(jié)合，骨形成較B組種植體表面骨形成提前，B組種植體與新生骨之間存在纖維組織。推入實驗和拉出實驗結(jié)果顯示，術(shù)后1個月時A、B兩組種植體的推入應力和拉出負荷無明顯差異，術(shù)后3個月后A組種植體的推入應力和拉出負荷明顯較B組提高，差異具有統(tǒng)計學意義。 研究結(jié)論：修復兔下頜骨缺損的組織工程化骨內(nèi)同期植入的種植體，可與新生的