背景:骨萎缩和上颌窦的持续气化可以引起上颌骨后牙的高度不足,在此部位进行牙种植体植入非常困难,增加上颌骨的骨量将有利于种植体植入物,采用骨移植材料进行上颌窦提升以弥补骨量不足是目前公认的方法.目的:分析骨移植材料、人工作骨材料以及组织工程支架材料在上颌窦提升中的应用效果.方法:以"上颌窦提升,种植体,自体骨,异体骨,人工骨,组织工程支持材料"为中文关键词,以"maxillary sinus elevation,dental implants,autologous bone,allograft,artificial Bone,scaffold"为英文关键词检索PubMed和万方数据库有关上颌窦提升移植材料应用的相关文献,分析各移植材料对上颌窦提升后新骨形成、种植体稳定性和骨-种植体结合率的影响.结果与结论:自体骨是上颌窦提升中骨移植材料的金标准,可保证种植体周围骨量及种植的长期稳定性,但自体取骨造成供区二次损伤,容易产生感染.同种异体骨可作为自体骨的替代材料,可生成新生骨并保证种植体植入,达到足够的稳定性.人工骨材料如羟基磷灰石、β-磷酸三钙、双相复合磷酸钙等具有良好的骨传导性,可达到高骨-种植体接触率.组织工程骨移植物将干细胞、细胞因子与生物支架材料相结合用于上颌窦提升,可促进新骨形成,提高骨量,使种植体成功植入且稳定性良好.

组织工程支架在软骨的修复中起到重要的作用,近年来骨软骨复合支架因能够起到同时修复软骨与软骨下骨的作用逐渐受到重视.骨软骨复合支架的远期稳定性与支架和宿主的接合程度相关,移植的骨软骨双相支架存在支架软骨相与宿主软骨的接合问题、支架软骨相与支架骨相的接合问题以及支架骨相与宿主软骨下骨的接合问题.本文就近年来骨软骨复合支架与移植宿主组织的接合问题进行探讨,总结骨软骨复合支架在3种接合问题上的研究进展.

目的 RFP标记的牙胚细胞和bFGF/BMP-2转染的骨髓间充质干细胞混合培养,复合3D打印聚乙烯醇(PVA)/双相陶瓷骨支架(DCCP)材料构建牙组织工程的体内孵育,探究其分化能力.方法 取健康SD大鼠128只,随机分为4组:细胞团块组;PVA/DCCP支架材料组;细胞团块+PVA/DCCP支架材料组;空白对照组,不做任何干预,均在全麻下植入大鼠肾被膜下.术后按4个时间点(5、10、14、28 d各8只)分期取材,进行免疫组化染色和激光共聚焦切片观察.结果 免疫组化:析因分析显示细胞团块+PVA/DCCP支架材料组在5、10 d DMP-1、BMP-4表达量最高且均高于其余各组,随着时间推移表达量逐渐有减小趋势,差异有统计学意义P<0.05;DSP在各组各时间点均为阴性表达,差异无统计学意义P>0.05.激光共聚焦显微镜显示:细胞团块+ PVA/DCCP支架材料组各时间点切片组织中都可观测到荧光标记的牙胚细胞.结论 RFP 标记的牙胚细胞和bFGF/BMP-2转染骨髓间充质干细胞混合培养,复合PVA/DCCP支架材料,构建牙组织工程成活并分化,其分化机制有待进一步研究.

目的:将壳聚糖(CS)膜覆于3D打印制备的双相磷酸钙(BCP)支架上制备成复合支架,探讨其在骨组织工程中的应用潜力.方法:采用3 D打印制备BCP支架,采用CS膜覆盖制备BCP/CS支架.采用原子力显微镜和扫描电子显微镜分别观察2组支架的表面粗糙度和超微结构,通过平均称重法测定2组支架吸水率.培养小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1),采用CCK-8法分别测定2种支架浸提液与细胞共培养不同时间(1、3和5 d)的毒性等级,同时设空白组;将2组支架分别与细胞共培养,采用CCK-8法检测不同时间(1、3、5和7 d)细胞的增殖活性.结果:原子力显微镜下观察,BCP/CS支架表面粗糙度低于BCP支架.扫描电子显微镜下观察,BCP支架平均孔径为350～450μm,BCP/CS支架平均孔径为250～300μm.BCP支架吸水率为(32.00±2.43)％,BCP/CS支架吸水率为(37.75±2.21)％,2组间吸水率比较差异有统计学意义(P<0.05).按照国家标准(GB/T16886.5-2003)对2组支架浸提液毒性进行评级,在1、3和5 d时,2组支架毒性等级均为0级、1级和1级.MC3T3-E1细胞可在BCP/CS和BCP支架上黏附并增殖,2组细胞数量均随着时间的延长均呈单纯性升高,培养至第7天时BCP/CS支架组细胞增殖活性明显高于BCP支架组和空白组(P<0.05).结论:BCP/CS复合支架具有符合骨组织工程支架材料的表征,无细胞毒性,并且可以提高细胞的增殖能力,具有作为骨组织工程支架的潜力.

目的 以聚己内酯(PCL)、海藻酸钠、壳聚糖为材料,研制椎间盘双相支架,并评估其作为组织工程椎间盘的可行性.方法 聚己内酯作为原料,采用熔融电纺法制备取向性多孔纤维环支架,将海藻酸钠/壳聚糖水凝胶注入到中空的纤维环(AF)支架中央合成双相椎间盘支架.通过体式显微镜、扫描电镜观测双相支架的结构、孔径、孔隙率;人脐带干细胞复合双相支架体外培养7d,用死活细胞染色法评价生物相容性,CCK-8实验测定细胞增殖情况,力学加载仪器测量双相支架的压缩弹性模量.结果 体式显微镜和扫描电镜可见纤维环相成菱形多孔结构,髓核相(NP)呈不规则多孔结构;纤维环相和髓核相孔径分别为(225.6±3.9) μm、(205.5±5.2) μm,孔隙率分别为(74.17±0.39)％、(85.52±0.48)％,支架扫描电镜可见细胞黏附在支架表面,周围有细胞外基质分泌;死活细胞染色显示无死细胞;CCK-8检测结果显示人脐带干细胞具有良好的增殖活性,压缩弹性模量(173.24±44.93)kPa.结论 以聚己内酯、海藻酸钠、壳聚糖为材料制备的椎间盘双相支架,具有良好的孔径、孔隙率和细胞相容性,支架间结合紧密,具有三维网络结构,优良的力学特性,是构建组织工程椎间盘理想载体.

背景:聚醚醚酮具有较好的亲和性和耐腐蚀性,生物学相容性稳定;生物陶瓷材料具有很好的机械性能和生物亲和性,因此结合聚醚酮与双相生物陶瓷制备复合支架材料,可能会促进骨缺损的修复.目的:探讨聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料修复兔下颌骨缺损的效果.方法:将20只新西兰大白兔(购自湖北医药学院动物实验中心)分成4组,对照组不做任何处理,手术组制作下颌骨缺损模型,手术+支架组在下颌骨缺损处植入聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料,假手术组近暴露臼齿槽后直接缝合.术后4,8,16周取下颌骨标本,分别进行苏木精-伊红染色、Goldner's三色染色及骨形成蛋白2表达检测.结果与结论:①苏木精-伊红及Goldner's三色染色显示,手术+支架组术后第4周开始材料内有成骨细胞在孔隙内生长,至第16周时,材料中已大量分布成骨细胞;手术组术后第4周可见肉芽组织和少量成骨细胞,但成骨细胞数量始终少于手术+支架组;②PCR检测显示,手术+支架组术后8,16周的骨形成蛋白2基因表达高于对照组、手术组(P<0.05或P<0.01);③Western Blot检测显示,手术+支架组术后4,8,16周的骨形成蛋白2蛋白表达高于对照组、手术组(P<0.05或P<0.01);④结果表明,聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合支架材料能够有效促进细胞内骨形成蛋白2表达,进而促进成骨细胞生长和分化,有效修复骨缺损.

背景:前期研究证实,聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料具有良好的生物相容性、理想孔隙率和力学性能,可满足非承重区骨缺损的修复要求.目的:进一步观察包裹血管内皮生长因子的聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料修复下颌骨缺损的效果.方法:将36只新西兰大白兔随机分成4组,每组9只,对照组不进行任何处理;模型组制作下颌骨缺损模型;假手术组只复制模型组手术过程,不制作骨缺损;支架组将包裹血管内皮生长因子的聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料植入下颌骨缺损部位.术后4,8,16周取下颌骨标本,进行苏木精-伊红染色与Van Gieson染色,观察骨缺损修复情况;PCR、Western blot和免疫荧光检测血管内皮生长因子表达情况.结果与结论:①苏木精-伊红染色显示,对照组和假手术组骨结构完整,模型组术后16周内的骨缺损部位无明显变化;术后8,16周,支架组支架边缘出现成骨细胞;②Van Gieson染色显示,对照组和假手术组骨结构完整,造模组术后16周内的骨缺损部位无明显变化;术后8,16周,支架组支架边缘出现成骨细胞,未见明显的胶原纤维;③术后4周,3组血管内皮生长因子表达无差异;术后8,16周,模型组血管内皮生长因子表达低于对照组(P<0.05),支架组血管内皮生长因子表达高于对照组(P<0.05);④结果表明,聚醚醚酮/双相生物陶瓷复合材料包裹血管内皮生长因子修复下颌骨缺损,可提高组织内血管内皮生长因子的表达,促进骨再生.

目的 成功制备脱细胞真皮基质/生物矿化胶原一体化骨软骨支架,并进行理化性质、生物力学与生物相容性评估,为骨软骨缺损修复提供理论依据.方法 以物理和化学方法制备牛源脱细胞真皮基质,利用磷酸三钙和胶原,按照不同比例混合,利用自组装和冻干技术,制备以脱细胞真皮基质支架为软骨层,生物矿化胶原为骨层的骨软骨一体化双相支架.通过大体观察、扫描电镜观察、生物力学等检测,对骨软骨一体化支架进行理化性质和力学性能评价.原代培养小鼠软骨细胞和成骨细胞,并分别种植在脱细胞真皮基质和生物矿化胶原双相支架上,利用细胞毒、死/活细胞染色和增殖实验等观察细胞生长情况,测定骨软骨一体化支架的生物相容性.结果 大体观察表明支架各层间结合紧密,未出现明显不连续和相互分离.扫描电镜各层内的孔隙结构相互连通且均具有立体多维性,其中脱细胞真皮基质、生物矿化胶原和双相支架的孔径分别为(121.6±8.65)、(98.40±5.56)和(103.2±3.94)μm.同时三组支架的压缩模量分别为(41.05±11.69)、(108.0±12.71)和(84.98±8.51)kPa,弹性模量分别为(17.24±3.93)、(28.98±3.31)和(21.74±2.92)kPa.MTT法表明骨软骨一体化支架无细胞毒性.荧光显微镜观察显示,纵切的支架薄片上细胞生长分布均匀,表明支架生物相容性较好,CCK8实验表明支架可以维持良好的细胞活性.结论 脱细胞真皮基质/生物矿化胶原骨双相支架中上下层间的理化性能展示了骨软骨组织结构和力学方面的双重仿生,为动物体内实验奠定了基础,有望成为治疗骨软骨缺损修复的一种新手段.

因运动损伤、事故创伤所导致的骨软骨损伤逐渐增加, 骨软骨损伤的修复也越来越受到重视.基于目前的研究, 骨软骨组织工程支架在充分利用材料、信号分子的多种途径方面表现出巨大的潜能.支架设计需要考虑的基本要素是具有适当孔隙的双相结构和界面整合能力, 组成物质的梯度分布和相适应的机械性能.支架的表面修饰技术可以改善细胞调节和信号分子递送.功能性支架可调控多信号转导分子递送的功能, 被认为是有希望的治疗方法.

目的:探讨多孔双相磷酸钙陶瓷支架(BCP)对骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损的修复效果.方法:建立骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损模型,运用BCP修复颅骨极量缺损,分为4组,分别是Ctrl组,OP组,Ctrl+BCP组,OP+BCP组,8周后处死大鼠,应用Micro-CT、HE和Masson染色检测骨形成差异.结果:Ctrl组和OP组未见明显新生骨组织;Ctrl+ BCP组和OP+ BCP组可见新生骨组织,骨质疏松症组(OP+ BCP组)新生骨组织明显少于非骨质疏松组(Ctrl+ BCP组).结论:BCP对骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损具有一定的修复作用,可作为骨质疏松症大鼠颅骨极量缺损修复的支架材料,但修复效果弱于正常SD大鼠.