目的:探讨即刻种植后骨组织引导再生(GBR)术对骨缺损骨再生的成骨能力。方法:选取山西煤炭中心医院2017年3月至2018年11月收治的单颗上前牙拔除后即刻种植合并唇侧骨缺损患者68例为研究对象，采用随机数字表法分为两组，观察组34例，使用Bio-Oss骨粉和海奥生物膜进行GBR术，对照组34例，自然愈合。使用锥形束CT于种植即刻、种植后6个月、种植后12个月测量种植体颈部肩台上方1、4、7、10 mm点处唇侧骨壁的厚度，进行对比分析。结果:种植即刻至种植后6个月，两组种植体颈部肩台上方1、4、7、10 mm点处唇侧骨壁的厚度变化量差异无统计学意义( P>0.05)；种植后6～12个月，观察组种植体颈部肩台上方1、4、7、10 mm点处唇侧骨壁的厚度变化量分别为(0.12±0.08)mm、(0.11±0.06)mm、(0.10±0.08)mm、(0.08±0.06)mm，对照组分别为(0.51±0.15)mm、(0.40±0.10)mm、(0.39±0.07)mm、(0.25±0.07)mm，两组差异均有统计学意义( t＝5.218、4.647、4.007、3.507，均 P<0.05)。两组种植后6个月种植体唇侧骨厚度差异无统计学意义( P>0.05)；种植后12个月，观察组种植体唇侧骨厚度为(2.87±0.49)mm，对照组为(1.51±0.41)mm，两组差异有统计学意义( t＝5.779， P<0.05)。 结论:GBR术能够保证成骨性细胞的优先迁移生长空间，以良好的成骨能力提供足够骨量完成骨缺损的结构性重建。

目的:探讨多孔钽金属治疗大鼠颅骨缺损的早期治疗效果。方法:采用钻孔法制备大鼠颅骨缺损动物模型，采用随机数字表法将大鼠分为对照组，钽金属植入组，每组6只。通过小动物成像X光实验检测多孔钽金属注入情况；通过翻红O固绿染色及苏木精-伊红(HE)染色观察骨缺损处骨再生；通过多孔钽金属与骨髓间充质干细胞(BMSC)共培养探究其生物相容性，通过扫描电镜观察BMSC共培养情况；通过噻唑蓝(MTT)法检测多孔钽金属生物毒性。结果:多孔钽金属植入2周后与周围骨组织结合紧密，未见明显炎性反应。小动物成像X光结果显示钽金属孔隙间可见新生骨长入，促进骨缺损再生修复。组织学切片HE染色钽金属四周未见明显炎性反应，金属孔隙间血细胞聚集，促进骨痂形成；翻红O固绿染色可见新生骨长入金属间，多孔钽金属与骨连接紧密，未见免疫排斥反应。MTT检测实验结果显示正常培养组1、3、5 d后的吸光度值与钽金属共培养组比较，差异无统计学意义(0.177±0.010比0.185±0.010、0.434±0.001比0.449±0.002、0.776±0比0.785±0， t＝0.303、1.924、1.266， P>0.05)，培养7 d后钽金属共培养组细胞增殖高于正常培养组(1.39±0.03比1.23±0.02， t＝12.290， P<0.01)，差异有统计学意义。扫描电镜结果提示多孔钽金属生物相容性强，BMSC围绕钽金属生长，全包围多孔钽金属，细胞相互交织，生长状况良好。 结论:多孔钽金属植入大鼠颅骨缺损处促进和引导骨生长和骨修复。

形状记忆材料是一种具有形状记忆效应的智能材料，能够在外界刺激下记忆并恢复其原始形状，制备方法包括合金记忆材料的热处理法和激光烧结法，以及聚合物类和复合材料类形状记忆材料的热塑法。形状记忆材料在骨科领域，如骨折治疗、骨组织工程修复、脊柱矫形及关节置换等方面展现出了巨大的应用价值。形状记忆材料具有优良的生物力学性能，在骨折治疗中提供持续有效的压力、支撑力以及抗扭转力，还具有降低骨折内固定应力遮挡的优势。因环境因素变化对周围骨组织产生的持续应力作用为脊柱畸形矫正提供了持续的矫形力，在关节置换方面提高了假体的耐久性。形状记忆材料具有良好的生物相容性和可诱导细胞增殖的性能，可制作具有自拟合功能的组织工程支架，在精准填充骨缺损部位时向自体骨施加机械力，刺激骨细胞的增殖与分化，引导骨再生，加速骨修复。此外，形状记忆材料可被用于药物传递释放的载体，通过控制温度、应力等环境因素控制药物的释放，实现药物的靶向治疗。形状记忆材料伴随着4D打印技术的发展，在骨科个性化诊疗、个性化定制方面有广阔的应用前景。

目的:研发模仿天然骨组织细胞外基质微纳结构的多孔矿化胶原基质，探讨其对骨髓间充质干细胞(BMSCs)迁移及骨缺损的修复效果。方法:采用仿生矿化法合成多孔胶原基质支架材料，使用micro-CT、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜检测多孔矿化胶原基质微纳结构、机械性能，体外细胞共培养检测胶原基质对BMSCs细胞增殖、迁移的影响，大鼠下颌骨临界骨缺损植入支架材料后比较各组支架材料引导骨再生的能力。结果:仿生矿化法可制备疏松多孔、含纤维内纳米磷灰石的胶原基质支架材料(MIA)；与传统含纤维外磷灰石的胶原基质材料(MEA)相比，MIA具5倍以上的杨氏模量；体外接种2、14 d可观察到MIA组BMSCs细胞MTT染色和细胞渗透深度明显高于对照组，体内植入10周后MIA组缺损区域明显减小，Runt相关转录因子2(Runx2)和Osterix阳性细胞增多。结论:仿生多孔纤维内矿化胶原基质具有良好的生物学性能，可促进骨髓间充质干细胞增殖和迁移，促进新骨形成，是具备临床应用前景的骨再生支架材料。

骨组织工程可以在骨缺损治疗前期提供匹配缺损的支架,引导新生骨形成,并提供活性因子、种子细胞等促进骨组织再生,在骨修复中有广泛的应用.良好的骨组织工程设计至关重要.受天然骨组织自身特性的启发,骨组织工程支架与仿生科学之间的联系越来越密切,成分、结构和功能仿生成为制备骨组织工程支架的重要方法.本文根据天然骨组织固有性质,对不同仿生方式,如成分仿生、结构仿生及功能仿生进行简要介绍,并对其在骨组织工程中的应用进行综述,旨在为骨组织工程的设计提供新的思路与方法.

目的:探讨聚碳酸1,2-丙二酯(PPC)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合生物膜在兔胫骨骨缺损模型中的空间支撑能力及其对成骨效果的影响,阐明其屏障功能的可靠性和体内促成骨作用.方法:制备PPC/PBS和PPC/PBS/Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)(PPC/PBS/Co)复合生物膜.选用18只日本大耳白兔,于兔每侧胫骨制备2处骨缺损,随机选择6只兔于骨缺损处放置PPC/PBS复合生物膜,术后4、8和12周各处死2只兔,扫描电子显微镜(SEM)观察兔骨缺损区PPC/PBS复合生物膜表面微观结构.实验分为空白对照组、PPC/PBS复合生物膜组、BME-10X胶原膜组和PPC/PBS/Co复合生物膜组,分别行手术将上述生物膜放置于兔相应骨缺损处,空白对照组兔不放置复合生物膜,于术后2、4、8和12周时分别处死3只兔,采用软X线检测各组兔骨缺损区再生骨组织灰度值,荧光标记后采用激光共聚焦显微镜观察各组兔骨缺损区再生骨组织荧光强度,采用HE染色和改良Gomori三色染色法观察各组兔骨缺损区再生骨组织病理形态表现,免疫组织化学染色法检测各组兔骨缺损区再生骨组织中骨形态发生蛋白2(BMP-2)和骨桥蛋白(OPN)蛋白表达水平.结果:大体观察,PPC/PBS复合生物膜紧密覆盖于骨缺损区,未见移位及塌陷.SEM观察,PPC/PBS复合生物膜多孔面随时间延长表面出现微孔结构并数量增多,而光滑面基本未形成微孔样结构.软X线检测,各组兔骨缺损区再生骨组织灰度值均随时间延长而升高,12周时PPC/PBS/Co复合生物膜组兔骨缺损区再生骨组织灰度值明显高于其他各组(P＜0.05).共聚焦显微镜观察,4、8和12周时PPC/PBS/Co复合生物膜组兔骨缺损区再生骨组织荧光强度与空白对照组相近;与PPC/PBS复合生物膜组和BME-10X胶原膜组比较,4周时PPC/PBS/Co复合生物膜组兔骨缺损区再生骨组织荧光强度升高(P＜0.05),8和12周时PPC/PBS/Co复合生物膜组兔骨缺损区再生骨组织荧光强度降低(P＜0.05).HE染色和改良Gomori染色,与PPC/PBS复合生物膜组和BME-10X胶原膜组比较,2和4周时PPC/PBS/Co复合生物膜组和空白对照组兔骨缺损区形成新骨的速度较快,在12周时骨缺损区形成的层板状骨矿化程度较高.免疫组织化学染色,2和4周时,与空白对照组、PPC/PBS复合生物膜组和BME-10X胶原膜组比较,PPC/PBS/Co复合生物膜组兔骨缺损区再生骨组织中BMP-2和OPN蛋白表达水平升高(P＜0.05或P＜0.01);与空白对照组和PPC/PBS复合生物膜组比较,BME-10X胶原膜组兔骨缺损区再生骨组织中BMP-2和OPN蛋白表达水平均降低(P＜0.05或P＜0.01).结论:PPC/PBS复合生物膜具有较好的空间支撑能力,物理屏障功能可靠,且PPC/PBS/Co复合生物膜具有良好的体内促成骨作用.

目的 研究内源性骨膜引导骨再生过程中信号通路富集及卷曲蛋白(FZD)家族动态表达.方法 建立猪闭合肋骨膜引导下的骨再生模型,选择7个时间点采集骨膜和再生骨组织进行基因测序,分析差异基因筛选以及相关信号通路富集的情况.选取与骨再生过程中密切相关的FZD分子家族,检测并分析FZD各成员的动态表达变化及其表达相关性.结果 实验组相较于对照组,共有7个基因在建模后1个月内的不同时间点持续存在差异表达.差异基因富集显示,早期主要存在免疫反应,后实现组织发展和重塑.FZD家族各成员在不同时间点的表达存在波动,大多数成员的表达高峰在术后3 d,而实验组的倍数改变高峰在术后1个月最为明显,FZD1和FZD2最高,且二者具有较高的相关性.结论 本研究筛选出的骨膜引导性骨再生过程中的差异基因以及相关信号通路,为进一步的分子机制研究提供了理论依据,而FZD分子家族动态表达变化在该过程中发挥着重要作用,其具体参与的生物机制尚需进一步研究验证.

种植修复已经成为牙缺失的重要修复方式之一[1],近些年种植体周围炎的发生率越来越高,患病率在 14.38％～24.27％[2]. 2017 年世界共识性研讨会制定了种植体周围疾病和状况的国际统一分类,提出种植体周围炎是发生于种植体周围软、硬组织的炎症性损害,病变突破黏膜屏障累及骨组织,导致种植体周围支持组织的丧失,严重的种植体周围炎甚至可导致植体的松动和脱落,是导致种植失败的主要原因[3].

石墨烯族纳米材料(graphene-family nanomaterials,GFNs)以其卓越的机械性能、生物相容性和促进干细胞成骨分化的能力而在骨组织工程领域备受关注.GFNs在调控骨再生微环境中发挥了多方面的作用.首先,GFNs本身微观形态能够激活黏着斑激酶/细胞外调节蛋白激酶(focal adhesion kinase/extracellular regu-lated protein kinase,F AK/ERK)信号通路,促进成骨相关基因的表达.其次,GFN s适应骨组织的机械强度,有助于维持骨整合,并通过调整细胞外基质的硬度,借助黏着斑(focal adhesions,FAs)将基质的力学信号传递到胞内,创造良好的理化微环境;此外,它们还能调节骨缺损部位的免疫微环境,引导巨噬细胞向M2型极化,并影响相关细胞因子的分泌.GFNs还可作为生物活性分子的缓释载体,兼具促进血管形成和抗菌能力,从而加速骨缺损的修复过程.同时,GFNs通过多种形式调控骨再生微环境,包括支架材料、水凝胶、生物薄膜和植入物涂层等.尽管GFNs在骨组织工程领域引起广泛关注,但其在骨组织再生方面的应用仍处于基础实验阶段.为了推动GFNs进入临床应用阶段,需要提供更充分的生物相容性证据,明确诱导干细胞成骨分化的机制,并开发更高效的材料应用形式.

目的:构建马面鱼鱼皮脱细胞基质,并通过交联和构建仿生矿化模板对其进行改性,为马面鱼鱼皮作为骨再生(guided bone regeneration,GBR)膜开发提供理论依据.方法:选取了海洋来源的马面鱼鱼皮,采用物理化学联合法制备马面鱼鱼皮脱细胞基质(filefish skin decellularized matrix,FS-ECM),通过苏木精-伊红染色法(hema-toxylin-eosin staining,HE)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和水接触角初步探讨了 FS-ECM的结构特征;同时,一方面利用表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)交联修饰 EGCG 交联改性马面鱼鱼皮脱细胞基质(EGCG crosslinked filefish skin decellularized ma-trix,E-FS-ECM)以提高材料的抗酶解和机械性能,另一方面通过EGCG的修饰构建EGCG-胶原体外仿生矿化模板 EGCG 交联仿生矿化改性马面鱼鱼皮脱细胞基质(EGCG crosslinked biomimetic mineralized filefish skin decel-lularized matrix,EB-FS-ECM),利用胶原仿生矿化策略进一步提高各项性能,采用SEM、mapping、水接触角、弹性模量、热重分析和体外降解评价改性前后材料的理化性能的差异.结果:不同部位FS-ECM的表面结构特性之间无明显差异(P＞0.05),且FS-ECM外表面含有一定量的羟基磷灰石晶体;经过EGCG交联和构建仿生矿化模版的改性,E-FS-ECM、EB-FS-ECM的亲水性、机械强度、热稳定性和抗酶解能力均明显高于FS-ECM(P＜0.05).结论:EGCG交联和仿生矿化能够明显地提高FS-ECM的亲水性、热稳定性、机械强度并减慢了降解速率,通过改性后的马面鱼鱼皮脱细胞基质有望成为理想的引导骨再生技术(guided bone regeneration,GBR)膜材料.