組織工程化骨修復(fù)兔下頜骨缺損同期種植體植入的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文嘗試著以骨髓基質(zhì)細(xì)胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)為種子細(xì)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(zhǎng)因子來(lái)源，于體外構(gòu)建組織工程化骨用于修復(fù)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(fù)骨缺損的能力及其負(fù)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(duì)骨髓基質(zhì)細(xì)胞生物學(xué)特性的影響。 研究目的：探討自體PRP對(duì)體外培養(yǎng)的兔BMSCs生物學(xué)特性的影響。

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

4、2.89±1.24增至33.15±1.02，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；實(shí)驗(yàn)組ALP染色呈陽(yáng)性，且ALP活性、OCN含量均較對(duì)照組明顯提高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；opn mRNA相對(duì)表達(dá)量是對(duì)照組的3.48倍。 研究結(jié)論：PRP可促進(jìn)兔BMSCs的增殖并可提高兔BMSCs的體外成骨潛能，使其向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化。 二、納米羥基磷灰石/膠原對(duì)富血小板血漿促進(jìn)骨髓基質(zhì)細(xì)胞成骨向分化的影響。 研究目的：探討nHAC作為支架

5、材料對(duì)PRP體外誘導(dǎo)兔BMSCs向成骨細(xì)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(zhǎng)情況；通過(guò)ALP活性測(cè)定、OCN含量測(cè)定以及opn mRNA相對(duì)表達(dá)量的分析，比較兩種培養(yǎng)條件下PRP誘導(dǎo)兔BMSCs向成骨細(xì)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(zhǎng)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(duì)表達(dá)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(dǎo)兔BMSCs向成骨細(xì)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(duì)骨髓源成骨細(xì)胞生物學(xué)特性的影響。 研究目的：探討HA/SLA-Ti對(duì)骨髓源成骨細(xì)胞(marrow-origin osteoblasts，MOOBs)生物學(xué)特性的影響。 研究方法：應(yīng)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(zhǎng)情況，并對(duì)兩組MOOBs增殖指數(shù)、ALP活性、OCN含量以及opn mRNA相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行比較。 研究結(jié)果：MOOBs在HA/SLA-Ti表面生長(zhǎng)良好，

8、其細(xì)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(duì)表達(dá)量是SLA-Ti組的3.25倍。 研究結(jié)論：應(yīng)用IBAD技術(shù)在鈦種植體SLA表面制備HA涂層，可明顯促進(jìn)MOOBs的增殖及其成骨表型的表達(dá)，是一種有應(yīng)用前景的種植體表面處理方法。 四、組織工程化骨修復(fù)兔下頜骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究。 研究目的：探討以兔BMSCs為種子細(xì)胞、nHAC為支架材料、PRP為生長(zhǎng)因子來(lái)源，于體外構(gòu)建的組織工

9、程化骨修復(fù)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(yīng)方法修復(fù)：A組，組織工程化骨修復(fù)；B組，自體髂骨修復(fù)；C組，單純nHAC材料修復(fù)；D組，空白對(duì)照組，缺損不做修復(fù)。分別于術(shù)后1、3、6個(gè)月取材，進(jìn)行大體標(biāo)本觀察、放射性核素骨顯像、骨密度測(cè)定及組織學(xué)觀察。 研究結(jié)果：大體標(biāo)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(fù)，C組骨缺損區(qū)域僅形成了類(lèi)軟骨樣組織，D組無(wú)

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(gè)月、三個(gè)月時(shí)，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(wú)顯著差異，術(shù)后6個(gè)月時(shí)，各組之間骨代謝能力無(wú)明顯差異；骨密度測(cè)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(gè)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(wú)顯著差異；組織學(xué)檢查結(jié)果顯示，A組在術(shù)后1個(gè)月時(shí)可見(jiàn)小片狀類(lèi)骨質(zhì)出現(xiàn)， nHAC開(kāi)始降解，術(shù)后3個(gè)月時(shí)

11、新生骨成大片狀結(jié)構(gòu)，術(shù)后6個(gè)月時(shí)nHAC幾乎全部降解，缺損由骨組織修復(fù)，其成骨量與B組無(wú)明顯差異卻明顯大于C組，D組僅為纖維組織修復(fù)。 研究結(jié)論：組織工程化骨修復(fù)頜骨缺損能力與自體髂骨相似而強(qiáng)于單獨(dú)使用nHAC，且nHAC材料于體內(nèi)可完全降解，因此BMSCs與nHAC及PRP復(fù)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(fù)兔下頜骨缺損同期不同表面處理的鈦種植體植入的實(shí)驗(yàn)研究。 研究目的：

12、觀察組織工程化骨修復(fù)兔下頜骨缺損同期進(jìn)行HA/SLA-Ti和SLA-Ti種植體植入后，種植體與周?chē)律墙M織發(fā)生骨整合的情況。 研究方法：兔BMSCs復(fù)合nHAC及PRP用于修復(fù)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(gè)月取材，進(jìn)行大體標(biāo)本觀察、X線檢查、掃描電鏡觀察、組織學(xué)檢查及種植體的推入實(shí)驗(yàn)和拉出實(shí)驗(yàn)。 研究結(jié)果：大體

13、標(biāo)本觀察顯示，A組術(shù)區(qū)逐漸由新生骨組織修復(fù)，種植體周?chē)纬赏晟频墓墙Y(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?chē)源嬖谏倭坷w維組織。X線檢查結(jié)果顯示，術(shù)后1個(gè)月A、B兩組骨缺損區(qū)域骨密度較低，種植體周?chē)蟛糠譃閄線透射影；術(shù)后3個(gè)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?chē)休^多x線阻射影；術(shù)后6個(gè)月A組種植體周?chē)鸀榕c正常骨組織密度相似的X線阻射影，B組種植體周?chē)矠榕c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?chē)律墙Y(jié)合的更緊密。組織學(xué)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(shí)驗(yàn)和拉出實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，術(shù)后1個(gè)月時(shí)A、B兩組種植體的推入應(yīng)力和拉出負(fù)荷無(wú)明顯差異，術(shù)后3個(gè)月后A組種植體的推入應(yīng)力和拉出負(fù)荷明顯較B組提高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 研究結(jié)論：修復(fù)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