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人工骨修复骨缺损研究论文【摘要】目的研制理想的能较快修复大段骨缺损的人工骨材料。方法将重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）/透明质酸钠纤维蛋白复合凝胶（HAFG）缓释体系和多孔双相钙磷陶瓷（BCP）结合研制成BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨并分别将BCP/HAFG-rhBMP-2和BCP/rhBMP-2及BCP/HAFG人工骨进行兔桡骨大段骨缺损修复的对比研究。术后分别行大体、放射学、组织形态学及生物力学测试。结果试验中第12周与第2周相比较3组碱性磷酸酶（AKP）值下降情况分别为BPC/HAFG-rhBMP-2组降低了65.13%BPC/BMP-2组降低了71.03%BPC/HAFG组降低了58.59%。组织学及扫描电镜观察显示:12周时BPC/HAFG-rhBMP-2组材料已基本被成熟骨组织所代替新骨结构与宿主骨无差别而BPC/HAFG和BPC/rhBMP-2组骨小梁结构疏松细小材料仍未完全被降解材料与骨组织间形成较大间隙。术后12周时3组材料植入部位骨组织极限抗压强度分别为:BCP/HAFG-rhBMP-2组（538±12.7）N、BCP/BMP-2组（368±24.0）N、BCP/HAFG组（256±8.4）N。BPC/HAFG-BMP-2复合型人工骨较BCP/BMP-2及BCP/HAFG人工骨具有更强、更持久的诱导成骨活性。结论BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨能更快促进长骨大段骨缺损的修复是一种较理想的人工骨材料。【关键词】骨和骨组织;骨移植;生物力学为寻找理想的人工骨组织材料本实验将多孔双相钙磷陶瓷（BCP）同重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）/透明质酸钠（HA）和纤维蛋白复合凝胶（HAFG）缓释体系结合制成BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨材料进行修复长骨大段骨缺损的实验。1材料与方法1.1人工骨材料的制备（1）BCP由东南大学材料科学与工程学院生物材料研究组研制提供。该BCP材料呈白色多孔状结构孔道彼此连通孔径约为300μm孔隙率为80%。试验中将BCP制成长10mm直径4mm圆柱体。（2）BCP/HAFG-rhBMP-2人工骨的制备:在BCP植入前用特制双管注射器将混有等量rhBMP-2的HAFG复合凝胶缓慢滴注入BCP使其在BCP表面涂布均匀。待复合凝胶由流体状变为灰白色半钢性状态时植入缺损部位。同法制备并植入BCP/HAFG人工骨。（3）BCP/rhBMP-2工骨的制备:利用部分真空吸入法［1］将rhBMP-2和BCP结合在一起。制成的每支人工骨中约含rhBMP-21mg植入前人工骨在密封包装下环氧乙烷气体消毒24h。1.2实验动物及分组新西兰兔60只体重2.5～3.2kg雌雄不限。随机分为3组:A组为BCP/HAFG-rhBMP-2组;B组为BPC/rhBMP-2组;C组为BPC/HAFG组。1.3实验方法用质量分数为3%的戊巴比妥钠（1ml·kg-1）静脉麻醉后每兔随机选用左右侧前肢经剃毛、消毒取桡侧切口切开皮肤及皮下组织显露桡骨干中段用单片小锯锯下10mm连带骨膜骨段然后按组分别植入相应人工骨材料。术后给予庆大霉素10000U·kg-1每日2次肌肉注射连续注射3d。常规条件下喂养观察。1.4大体观察观察动物的饮食、活动、伤口反应术后第2、4、8、12周分批处死动物并取材观察植入材料的表面、局部成骨及炎症反应等情况。1.5X线观察术后第4、8、12周摄片由3人盲法按照Lane-sandhuX射线评分标准［2］进行评分。1.6碱性磷酸酶（AKP）活性检测术后第2、4、8、12周3组各取5只动物全麻后从心脏抽血3ml离心使用AKP试剂盒行血清AKP活性测定。1.7桡骨生物力学检测术后12周时每组各取5个标本及正常桡骨标本作力学强度测试。以材料植入处为中心截取桡骨长约1.4cm。经牙托粉两端包埋后置于MTS-858minibionixII型生物力学测试机上进行垂直压缩试验。加载速度为1mm·min-1最大位移设定3mm。每隔0.1s记录一次数据。1.8组织病理学观察将每次所获取的桡骨标本作好标记置于10%甲醛中固定24h后经EDTA脱钙、梯度酒精脱水、石蜡包埋沿桡骨纵轴连续切片厚度为6μmHE染色光学显微镜下观察。1.9扫描电镜观察于术后第2、4、8、12周每组各取3个标本2.5%戊二醛（pH7.2～7.4）固定2h然后用PBS缓冲液冲洗2次1%锇酸PBS液固定2h再用PBS缓冲液冲洗2次乙腈逐级脱水真空干燥表面离子溅射喷金处理HITACHI