带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究

带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究

魏宽海, 裴国献, 金丹, 王珂, 陈滨[1]2004年在《带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究》文中指出骨缺损尤其是局部软组织条件差的难治性骨缺损是临床重大的棘手难题,目前仍缺乏有效的治疗方法。而骨折修复过程中多种蛋白起着重要的作用,其中骨形态发生蛋白(BMP)的作用最为重要和直接。BMP是特异性的骨生长因子,能促进具有多向分化潜能的间充质细胞分化为成骨细胞,从而促进骨折愈合。临床上可见创伤及手术后异位骨化现象;骨良性肿瘤、慢性骨髓炎刮除术后缺损区常采用肌瓣填塞,经过一段时间钙化达到愈合目的,同时研究发现肌肉中的间充质细胞是骨骼外对BMP反应最为敏感的组织细胞,这些现象说明带肌瓣有可能作为BMP载体构建血管化的骨组织来修复骨缺损。但在临床上,骨折端发生肌肉嵌压常造成骨不愈合。本文旨在通过观察带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损成骨过程中的变化,来阐述骨形成与骨骼肌的转归的生物学特性及其关系。

魏宽海[2]2002年在《带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究》文中研究表明目的 (1)制作带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的实验动物模型,探讨带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的可行性及骨骼肌的变化。(2)获取并培养骨骼肌卫星细胞,探讨其正常的分化方向。(3)观察BMP对骨骼肌卫星细胞粘附、增殖及分化等生物学特性的影响,以探讨带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的细胞生物学机制。(4)探讨逆转录病毒介导hBMP7基因转染骨骼肌卫星细胞的方法及可行性。 方法 (1)制作兔桡骨中下段15mm骨—骨膜完全性缺损,将去神经化的指深屈肌肌瓣转位至缺损区,作为BMP载体来修复骨缺损,通过大体、X线、组织学、TUNEL染色、电镜等方法观察成骨过程及骨骼肌的转归。(2)取大鼠肱叁头肌,采用二步消化法分离骨骼肌卫星细胞,体外进行原代培养和传代培养。通过生长曲线、细胞融合率研究骨骼肌卫星细胞的增殖与分化能力,利用免疫细胞化学染色对所获得的细胞进行鉴定。(3)用含BMP浓度分别为0、50、100、500、1000 μg/L的培养基进行培养,通过荧光法测定接种后1h的粘附细胞率,利用放射免疫法测定细胞层粘连蛋白的含量;通过MTT法测定细胞的增殖;通过HE染色观察细胞融合率;利用NPP法检测细胞ALP活性的改变;通过3H-脯氨酸掺入实验测定细胞胶原蛋白合成量;通过放射免疫法检测骨钙素含量的变化;通过RT-PCR检测细胞内ALP、Ⅰ型胶原蛋白、0C、0P等成骨细胞特异性蛋白在mRNA水平的表达。(4)制备含hBMP7基因的重组逆转录病毒液,感染骨骼肌卫星细胞,使用RT-PCR方法检测hBMP7在转染细胞中mRNA水平的表达。 结果 (1)骨骼肌逐渐发生萎缩,2 w时肌瓣内可触及串珠状团块,有大量软骨细胞生成,沿肌间隙分布。6 w时骨桥与宿主骨紧密结合,软骨溶解区有大量编织骨形成,出现骨髓腔并与宿主骨髓腔再通。8w时骨骼肌纤维几乎完全消失,新生骨组织呈条索状桥接两断端。组织学显示骨骼肌萎缩的同时,部分细胞核出现崩解,并有凋亡小体出现;TUNEL染色呈阳性,电镜观察细胞呈典型的凋亡样改变。(2)采用二步消化法可成功分离获得大鼠骨骼肌卫星细胞,在生长培养基作用下,细胞增殖旺盛;在分化培养基条件下,细胞分化良好,可融合成肌管。骨骼肌特异性蛋白a-sarcomet,ic actin和 myosin兔疫化学染色显不,骨骼肌卫星细胞弱阳性,肌管强阳性。()BMP叮促进骨骼肌卫星细胞的粘附,在 500 u g/L的浓度时粘附率最高,BMP诱导后可促进骨骼肌卫星细胞层粘连蛋白的表达,当BMP浓度为500 p矿L时这种作用最强:BMP可促进骨骼肌卫星细胞的增殖,并随BMP浓度的增加这种作用愈发明显;BMP可降低骨骼肌卫星细胞的细胞融合率,增强骨骼肌卫星细胞的ALP活性,增加其胶原蛋白及骨钙素的含量;BMP可诱导骨骼肌卫星细胞在 mRNA水平上表达 1型胶原蛋白、骨钙素和骨涎蛋白。(4)经病毒液感染的骨骼肌卫星细胞中RT-PCR检测显示有hBMP mRNA的表达。 结 论(1)带血供肌瓣可作为 BMP的良好载体用于构建血管化的骨组织来修复骨缺损。(2)体外培养的骨骼肌卫星细胞具有良好的生长与分化能力,适用于进一步的实验研究。()BMP可增强骨骼肌卫星细胞的粘附能力,其机制与层粘连蛋白的表达增高有关:SMP可促进骨骼肌卫星细胞的增殖,抑制其成肌表型而促进向成骨细胞分化。(4)采用逆转录病毒介导的方法可以将hBMP7转染至骨骼肌卫星细胞中,转人基因可在mRNA水平上有效表达。

覃昱[3]2003年在《肌瓣复合BMP微球修复兔桡骨缺损的实验研究》文中研究表明骨缺损是临床难症之一,尤其是伴有局部软组织损伤严重的骨缺损治疗效果很差,因此必须寻找更为有效的治疗方法。骨形态发生蛋白(BMP)的异位诱导成骨活性已被多次实验所证实,但到目前为止,BMP的临床应用效果仍不理想,缺少理想的载体系统是影响BMP诱导成骨效果的主要原因。因此,我们设计了本实验,希望在一定程度上解决这两个问题,达到以下两个目的: 1.制备壳聚糖-海藻酸钠微球包裹BMP并检测其性质。 2.制作带血供肌瓣复合BMP微球修复骨缺损的实验动物模型,并观察缺损部位的修复效果。 实验分两个部分进行,首先需要制备BMP微球并检测其性质。采用乳化凝聚法制备壳聚糖-海藻酸钠微球并包裹BMP,体外检测其性质;由新西兰兔骨髓分离出骨髓基质细胞,与BMP微球及空白微球复合后体外培养,分别于3、6、9天做相差显微镜、MTT、考马斯亮蓝、ALP检测,了解BMP微球与空白微球对骨髓基质细胞的影响。其次进行动物实验。取健康新西兰兔24只,共48只前肢随机分为四组:带血供肌瓣/BMP微球/BMSc组、带血供肌瓣/BMP微球组、带血供肌瓣/单纯BMP组、带血供肌瓣/空白微球组。制作兔桡骨下段15mm骨—骨膜完全性缺损,将去神经化的带血供指深屈肌肌瓣转位至缺损区,钝性分开肌瓣,注意保护肌瓣的血供。分别将需包裹的BMP微球、空白微球、单纯BMP均匀散布在肌瓣内,细胞组另需复合骨髓基质细胞。术后2、4、8周采用大体观察、X线、组织学检查、光密度分析及生物力学检测等方法观察成骨过程,评价骨缺损的修复情况。 经过检测,得到如下结果: 1.DMP微球形态较好,大小均一,平均粒径10.2μm;BMP平均包埋率为69.14%; 2.BMP微球与空白微球与兔骨髓基质细胞复合后细胞形态无明显异常,细胞数量随培养时间的延长而增加,空白微球对细胞的分化及分泌功能均无明显影响,而BMP微球对细胞合成蛋白功能及ALP的表达均有明显的促进作第一军医大学硕士研究生学位论文用; 3.以带血供肌瓣复合BM尸微球修复了兔挠骨15二的骨缺损; 4.术后2、4、8周,带血供肌瓣/BMP微球/BMSc组与带血供肌瓣/BMP微球组修复兔挠骨缺损的效果无明显差别,但均优于带血供肌瓣/单纯BMP组与带血供肌瓣/空白微球组。 通过本实验,我们可以得到如下的结论: 1.BM尸’微球具有良好的生物相容性,可以提高骨髓基质细胞的体外成骨能力。 2.带血供肌瓣复合B柳微球加或不加骨髓基质细胞时修复骨缺损的能力无明显差异,但都明显优于带血供肌瓣复合单纯BMP组、带血供肌瓣复合空白微球组。

裴国献, 杨润功, 魏宽海, 金丹[4]2000年在《带肌瓣复合骨形态发生蛋白形成骨桥修复骨缺损》文中认为目的 :探讨带血供肌瓣作为骨形态发生蛋白 (BMP)载体修复骨缺损的可行性。方法 :将新西兰大白兔前肢指深屈肌转位至桡骨下段 12mm骨缺损区 ,分带血供肌瓣复合BMP组和单纯BMP组进行观察检测。结果 :以带血供肌瓣复合BMP修复骨缺损 ,3周时肌瓣内可触及串珠状团块 ,有大量软骨细胞生成 ,沿肌间隙分布。 6周时骨桥已与宿主骨紧密结合 ,软骨溶解区有大量编织骨形成 ,已出现骨髓腔并与宿主骨髓腔再通 ,肌纤维被增殖的间充质细胞、软骨细胞及结缔组织所分割。新生骨湿重较单纯BMP组明显增高。结论 :带血供肌瓣可作为BMP的良好载体。

杨润功, 赵明, 裴国献, 王会信, 徐达传[5]2000年在《带血供肌瓣复合纤维蛋白粘合剂作为BMP载体修复骨缺损的组织学观察》文中指出优选、优化载体是BMP临床应用亟待解决的问题之一。研究表明肌肉中的间充质细胞是骨骼外对BMP反应最为敏感的组织细胞[1]。为了了解带血供肌瓣复合纤维蛋白粘合剂(Fibrinsealant,FS)能否作为BMP载体,本文旨在从组织学观察带血供肌瓣中植入 F

熊刚[6]2004年在《近交系小耳猪复合异种骨移植局部TNF-α,IL-6和IL-8 mRNA表达的实验研究》文中认为目的 观察不同抗原性近交系小耳猪松质骨载体与不同剂量小耳猪BMP(sepBMP)复合,在异种骨移植局部TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA的表达规律,探讨小耳猪异种复合骨的细胞免疫学特性。 方法 将近交系小耳猪松质骨制备成不同抗原性载体,并与小耳猪BMP(sepBMP)复合,植入小鼠股部肌袋,于术后5天、10天和20天取材,制备石蜡切片,采用HE染色和核酸分子原位杂交的方法,对植骨局部进行组织学观察,检测植骨局部TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA表达情况,通过图象分析,确定TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA表达强度,分析不同抗原性松质骨载体在植骨局部TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA的表达规律及不同剂量sepBMP对TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA表达的影响。 结果 植骨术后5天、10天和20天,各组植骨局部均可检测到TNF-α、IL-6和IL-8 mRNA阳性表达,单纯载体组、载体与2mg sepBMP复合组、载体与4mg sepBMP复合组叁组中,均以新鲜松质骨载体组在术后不同时间点表达最强,部分脱抗原及完全脱抗原松质骨载体组最弱(P<0.05),而相应各组部分脱抗原与完全脱抗原松质骨载体间均无显着性差异(P>0.05)。新鲜松质骨、部分脱抗原及完全脱抗原松质骨载体组均以未复合sepBMP组在术后不同时间点TNF-α、IL-6和IL-8表达最强,复合2mg sepBMP及4mgsepBMP组较弱,P<0.05。组织学观察:单纯植入载体组均未见软骨细胞,新鲜松质骨载体复合sepBMP 2mg、4mg组均有少许软骨细胞,且20天昆明医学院硕士论文 比10天时稍有增多,部分脱抗原及完全脱抗原松质骨载体复合sePBMP组 均在10天、20天时有软骨细胞、骨细胞、类骨组织、原始骨髓腔、骨髓 形成。结论部分脱抗原及完全脱抗原松质骨载体复合sePBMP呈现低免疫原性及 良好的骨诱导能力;TNF一a、IL一6和IL一8 mRNA在异种骨移植局部多种细 胞内表达,提示TNF一a、IL一6和IL一8可能是植骨局部细胞免疫调节的重要 细胞因子;外源性sePBMP在异种骨移植局部对TNF一a、IL一6和IL一8 mRNA 表达有抑制作用,提示sePBMP在植骨局部有诱导成骨和免疫调节双重作 用。

魏宽海, 裴国献, 王珂, 田雪梅, 金丹[7]2002年在《肌瓣作为BMP载体构建血管化骨组织修复骨缺损的形态学研究》文中研究说明为探讨肌瓣作为骨形态发生蛋白 (BMP)载体构建血管化骨组织修复骨缺损的可行性及其生物学特征 ,制作兔桡骨下段15mm骨缺损 ,将去神经化的指深屈肌肌瓣转位至缺损区 ,作为BMP载体来修复骨缺损 ,通过大体、X线、组织学、原位末端标记 (TUNEL)等方法观察骨缺损的修复过程及生物学变化。结果发现 ,骨骼肌逐渐发生萎缩 ,2周时肌瓣内可触及串珠状团块 ,有大量软骨细胞生成 ,沿肌间隙分布 ;6周时骨桥与宿主骨紧密结合 ,软骨溶解区有大量编织骨形成 ,出现骨髓腔并与宿主骨髓腔再通 ,肌纤维被增殖的间充质细胞、软骨细胞及结缔组织所分割 ;8周时肌纤维几乎完全消失 ,新生骨组织呈条索状桥接两断端 ;组织学显示骨骼肌萎缩的同时 ,部分细胞核出现崩解 ,并有凋亡小体出现 ;TUNEL染色呈阳性。说明肌瓣可作为BMP的良好载体用于构建血管化的骨组织来修复骨缺损

裴国献[8]2011年在《显微外科技术与再生医学研究》文中认为因组织损失或器官衰竭所产生的疾病是目前医学界最希望解决的颇为棘手的难题。传统的治疗方法包括器官移植、外科重建、使用机械装置和定期注入药物等,这些方法不但昂贵而且通常并不能有效地达到治疗目的。其中,器官移植常常受到供体数量的限制,即使进行了成功的移植,也往往需要附加终身的免疫抑制治疗,从而使受体易发生其他疾病。外科重建虽然使用的是自体组织,没有免疫排斥的危险,但可供重建的自体组织来源常常是有限的或不合适的,使得病理组织的功能不能得到很好的恢复。与之相比,再生医学的问世、经

魏宽海, 裴国献, 金丹[9]2004年在《骨形态发生蛋白对骨骼肌卫星细胞增殖及分化方向的影响》文中进行了进一步梳理用带血供肌瓣作为骨形态发生蛋白(BMP)载体来修复骨缺损可达到满意的效果,证明在BMP的作用下,在骨骼肌内可形成骨组织。骨骼肌内主要为成熟肌纤维与骨骼肌卫星细胞,肌纤维是分化成熟的细胞的聚合体不易改变其特性,而骨骼肌卫星细胞属于间充质干细胞,具有多向分化潜能,因此我们推测肌肉内成骨为BMF,作用骨骼肌卫星细胞分化为成骨细胞所致。因此,我们设计进行了本实验,以观察BMP对骨骼肌卫星细胞增殖及分化等生物学特性的影响。

闫楷忠[10]2005年在《CPC/rhBMP-2复合材料促进骨质疏松大鼠骨折愈合的实验研究》文中研究说明目的:研究磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)与重组人骨形态发生蛋白-2 (Recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)复合材料对骨质疏松大鼠骨折愈合的影响。方法:取4月龄雌性清洁大鼠70只,实验组63只行双侧卵巢切除,对照组7只行假手术。术后10wk经双能X线骨扫描仪检查,确认骨质疏松动物模型制作成功。然后将实验组63只动物制作右侧股骨远端松质骨骨折。随机分成3组,每组21只:1)克氏针组,从髁间窝穿入直径1mm克氏针固定;2)CPC组,将CPC从9号针头注入骨髓腔,手法固定至骨水泥凝固;3)CPC-BMP组,将CPC与rhBMP-2复合材料用9号针头注入骨髓腔,手法固定至骨水泥凝固。术后第2、4、6wk叁组各取5只动物,第8wk叁组各取6只动物处死,行碱性磷酸酶测定,骨痂直径测量,骨折段生物力学测定及组织学观察,第8周标本加行扫描电镜观察。结果:在上述4个时间点,CPC-BMP组的碱性磷酸酶值,骨痂直径,骨折段力学强度较克氏针组及CPC组增高(P<0.05);第2周CPC组骨折段力学强度较克氏针组增高(P<0.05);组织学观察显示:CPC-BMP组成骨活跃,纤维骨痂及骨性骨痂的出现均早于其他两组。第8周扫描电镜及组织学观察提示:CPC-BMP组的CPC吸收较CPC组明显。在CPC-BMP组的骨小梁粗大,未见到明显的骨吸收陷窝,而且也未观察到在其他两组中常见的骨陷窝内骨细胞消失、骨坏死等骨质退化表现。结论:1)局部注射CPC-BMP复合材料可以促进骨质疏松大鼠骨折的愈合,提高骨折愈合后的强度;2)CPC局部应用可以对骨折起到即时固定作用;3)CPC与rhBMP-2复合可以加速CPC的吸收;4)CPC-rhBMP-2复合材料可以改善骨质疏松症局部骨的质量。

参考文献:

[1]. 带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究[C]. 魏宽海, 裴国献, 金丹, 王珂, 陈滨. 中国康复医学会修复重建外科专业委员会第十四次全国学术交流会论文集. 2004

[2]. 带血供肌瓣作为BMP载体修复骨缺损的生物学特性研究[D]. 魏宽海. 第一军医大学. 2002

[3]. 肌瓣复合BMP微球修复兔桡骨缺损的实验研究[D]. 覃昱. 中国人民解放军第一军医大学. 2003

[4]. 带肌瓣复合骨形态发生蛋白形成骨桥修复骨缺损[J]. 裴国献, 杨润功, 魏宽海, 金丹. 中国矫形外科杂志. 2000

[5]. 带血供肌瓣复合纤维蛋白粘合剂作为BMP载体修复骨缺损的组织学观察[J]. 杨润功, 赵明, 裴国献, 王会信, 徐达传. 中华显微外科杂志. 2000

[6]. 近交系小耳猪复合异种骨移植局部TNF-α,IL-6和IL-8 mRNA表达的实验研究[D]. 熊刚. 昆明医学院. 2004

[7]. 肌瓣作为BMP载体构建血管化骨组织修复骨缺损的形态学研究[J]. 魏宽海, 裴国献, 王珂, 田雪梅, 金丹. 解放军医学杂志. 2002

[8]. 显微外科技术与再生医学研究[C]. 裴国献. 2011年浙江省显微外科学暨手外科学学术年会论文汇编. 2011

[9]. 骨形态发生蛋白对骨骼肌卫星细胞增殖及分化方向的影响[C]. 魏宽海, 裴国献, 金丹. 中国康复医学会修复重建外科专业委员会第十四次全国学术交流会论文集. 2004

[10]. CPC/rhBMP-2复合材料促进骨质疏松大鼠骨折愈合的实验研究[D]. 闫楷忠. 东南大学. 2005

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