人骨形态形成蛋白-2
- 格式:ppt
- 大小:1.98 MB
- 文档页数:34
骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见,然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。
羟基磷灰石-是一种非常具有代表性的陶瓷类植骨材料,而且被广泛应用于临床羟基磷灰石-是一种非常具有代表性的陶瓷类植骨材料,而且被广泛应用于临床,其化学分子式为Ca10(PO4)6(OH)2,无论化学组成还是其本身的晶体结构都与人体骨骼相接近,羟基磷灰石中的Ca2+可与羟基氨基酸、蛋白质、有机酸等物质发生交换,与骨组织结合,促进骨愈合;其具有良好的骨传导和骨诱导能力,但生物力学功能比较差,如抗疲劳差、压缩强度低、骨吸收较差,很难被骨组织代替,植入后多会出现疏松、迁移、破坏等现象。
学术术语来源---自体髂骨与胶原-羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白2修复大鼠单侧腭裂沈悦,马海英,张彦升,王娟,时炳正(沧州市人民医院口腔分院,河北省沧州市 061001)文章亮点:1 羟基磷灰石是一种非常具有代表性的陶瓷类植骨材料,被广泛应用于临床,具有良好的骨传导和骨诱导能力,但其生物力学功能比较差,如抗疲劳差、压缩强度低、骨吸收较差,很难被骨组织代替,植入后多会出现疏松、迁移、破坏等现象。
为解决羟基磷灰石的物理学性能,大多数研究聚焦将羟基磷灰石与纳米材料组织成复合体,其中羟基磷灰石与胶原复合体更为常见。
2 大量研究证实重组人骨形成蛋白2是一种多功能生长因子,属于转化生长因子β家族中的一员,可以促进骨的形成及损伤的修复。
3 实验观察复合生物材料胶原-羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白2促进骨愈合的效果,发现胶原-羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白2复合生物材料植骨方式较自体植骨方式更有优势。
关键词:生物材料;骨生物材料;单侧完全性腭裂;自体髂骨植骨;复合生物材料植骨;羟基磷灰石;重组人骨形成蛋白2主题词:腭裂;羟基磷灰石类;骨形态发生蛋白质类摘要背景:已有研究证实胶原-羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白2植骨效果较好,然而尚未有文献报道此复合材料与自体骨移植效果的对比评价。
目的:检测自体髂骨移植与胶原-羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白2植骨在单侧完全性腭裂大鼠模型中的愈合效果。
明胶海绵复合生长因子加速颌骨骨折愈合的实验研究唐彦峰;陈建霖;周云彪【摘要】Objective To explore the role and mechanism of drug delivery systems using growth factor combined with gelatin sponge on accelerating the healing of jaw fracture and to seek better treatment of accelerating the maxillofacial fracture. Methods About 100 μg recombinant human bone morphogenetic protein (BMP)-2 was completely dissolved in 1 mL recombi-nant bovine basic fibroblast growth factor (bFGF), and the solution (40 μL) was dropped in gelatin sponge (0.5 cm×0.5cm× 1.0 cm). Then, it was freeze dried and prepared into bFGF/BMP/gelatin sponge delivery systems. The mandibular fracture model on two sides were prepared in 12 New Zealand rabbits and randomly divided into two groups. The left side was the control group, which was only fixed with titanium plates. The right side was the experimental group, in whichbFGF/BMP/gelatin sponge delivery systems were put under the titanium plates. General observation, X-ray, and histological examination were taken at 2, 4, and 12 weeks after surgery.Results After 2 weeks, more fibrous tissues were seen between the fracture ends in the experimental group than in the control group. After 4 weeks, fibrous fracture callus were seen in the fracture gap in the experimental group. The ingrowths of fibrous tissue and blood vessels were seen in the control group. The fracture healing of the experimental group was significantly faster than the control group at 2 and 4 weeks. After 12 weeks, the experimental and controlgroups all healed completely.Conclusion bFGF/BMP/gelatin sponge can accelerate and improve fracture healing; thus, it has better clinical application prospect.%目的探索明胶海绵复合生长因子缓释系统加速颌骨骨折愈合的作用和机制,为临床加速颌骨骨折愈合提供新的方法.方法按每100μg基因重组人骨形态发生蛋白(BMP)-2用1 mL重组牛碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)液完全溶解后,取40μL滴加到明胶海绵(0.5 cm×0.5 cm×1.0 cm)组织块中,冻干后制成bFGF/BMP/明胶海绵缓释系统.在12只新西兰大白兔两侧下颌制造线样骨折,左侧为对照组,只用钛板固定;右侧为实验组,钛板下放置bFGF/BMP/明胶海绵.术后2、4、12周行大体观察、X线检查、组织学检查.结果术后2周,实验组较对照组在骨折断端处可见更多纤维组织长入;术后4周,实验组骨折间隙可见到纤维性骨痂,对照组可见纤维组织和血管长入;12周后实验组和对照组骨折均已完全愈合.结论bFGF/BMP/明胶海绵能加速骨折愈合,提高骨折愈合效果.【期刊名称】《华西口腔医学杂志》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】4页(P506-509)【关键词】颌骨;骨折愈合;碱性成纤维细胞生长因子;骨形态发生蛋白-2;明胶海绵【作者】唐彦峰;陈建霖;周云彪【作者单位】包头市中心医院口腔颌面外科,包头 014040;灵武市人民医院口腔科,灵武 750400;包头市中心医院口腔颌面外科,包头 014040【正文语种】中文【中图分类】R782.4颌面部骨折会给人的外观、功能和心理造成重大打击,严重影响患者正常生活和工作。
1.HA/CO纳米人工骨:不仅能替代自体骨作为移植物,而且还具有抑制骨坏死发展的功能,可望成为临床治疗Ⅱ期及较早期股骨头坏死的替代疗法。
2.成骨细胞与HA/β-TCP复合构建组织工程化人工骨:HA/β-TCP具有良好的组织细胞相容性、骨引导性、骨诱导性;组织工程人工骨植入可促进股骨头坏死骨缺损的修复,防止股骨头塌陷。
(促进骨再生的3大要素:良好的骨引导性、骨诱导性和骨细胞)3.可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料:修复效果相当或接近自体骨,源充足,无免疫排斥反应,避免取自体骨给患者带来的痛苦和并发症,影响运动员重返赛场,动员患者乐于接受.基于纳米羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白2制成的支架,但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,且能提高了骨诱导活性,够促进新骨的形成.可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料在临床使用的初步情况表明,人体生物相容性良好,免疫排斥反应,合情况良好.4.硫酸钙/纳米羟基磷灰石构建人工骨材料:其主要成分存在相互作用,材料的降解速度可通过调节成分配比而加以控制.5.纳米羟基磷灰石(nHAP):是一种性能优良的骨修复材料,但由于其脆性大、强度低而限制了它在承力部位的应用.nHAP与其他材料复合可以提高材料生物相容性和力学性能,具有更大的临床应用前景.6.纳米技术与骨质疏松症:纳米技术治疗骨质疏松已经成为骨质疏松治疗中的一项新兴技术.目前通过纳米技术治疗骨质疏松主要通过促进药物吸收,维持药物作用时间,增加药物靶向性,促进干细胞分化的机制来进行骨质疏松的治疗.目前常用的技术包括药物纳米化,纳米微载体,材料表面纳米化,纳米材料修饰干细胞等.但目前纳米技术治疗骨质疏松尚未成熟。
7.纳米铜粉防治骨质疏松症:纳米铜粉与力骨胶囊预防给药可明显增加骨质疏松大鼠的股骨骨密度与断裂载荷,改善骨湿重、干重、灰重、体积、长度及直径等物理量指标,并能提高模型大鼠血清磷、镁水平,降低血清ALP水平及HOP/Cr比值.服用纳米铜粉的模型大鼠血清能明显促进成骨细胞和成纤维细胞增殖,有效增加胶原蛋白及弹性蛋白的合成,从而促进骨形成.8.以生物活性纳米磷灰石晶体复合有机基质构建功能性生物活性材料。
磷酸钙材料在骨再生中的应用进展刘兆强; 朱立国【期刊名称】《《中国医疗设备》》【年(卷),期】2019(034)010【总页数】6页(P158-163)【关键词】磷酸钙; 骨再生; 羟基磷灰石; 骨水泥【作者】刘兆强; 朱立国【作者单位】陕西中医药大学骨科陕西咸阳 712046【正文语种】中文【中图分类】R318.08引言骨再生由一系列协调的骨传导和骨诱导的生物过程所组成,环境条件和底物之间的相互作用形成破骨细胞和成骨细胞之间的平衡[1]。
骨再生在临床领域进行了大量的体外和体内研究,涉及许多生物学过程,如破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用,成骨分化,骨的刺激作用,细胞生长,信号通路和骨生长因子等生物过程[2]。
生物材料在体内应具有生物稳定性和生物相容性,并且不会引起免疫反应。
我们临床上常用的材料包括聚合物、金属和碳基陶瓷,但是这些材料出现机械性能差、生物相容性低、与人体组织粘附性差等缺点[3]。
我们为了克服这些问题,利用天然人骨中丰富的磷酸钙基陶瓷作为生物材料。
据报道,磷酸钙具有骨传导和骨诱导特性,它们有助于间充质干细胞的成骨分化,因此,许多人对磷酸钙用于骨再生进行了研究[4]。
我们将通过研究磷酸钙的生物活性和骨再生应用来总结使用磷酸钙的骨再生策略。
1 磷酸钙的生物活性磷酸钙是由钙阳离子和磷酸盐阴离子组成的矿物质,人体中60%无机材料都含有磷酸钙。
自20世纪以来,人工合成的磷酸钙被大范围的用于骨再生的临床研究,此后,出现了大量骨再生应用如骨水泥、支架、植入材料和磷酸钙的涂层等,一些已经商业化[5]。
为了确保生命系统和组织不应发生炎症或反应排斥,每种可植入材料必须具有生物相容性,而研究发现磷酸钙具有生物相容性,可能是因为它们可以溶解在体液中,并以固体形式大量存在[6]。
磷酸钙的性质影响生物活性,如成骨细胞的粘附、增殖和新骨形成,而降解和释放磷酸钙离子对于呈现这些生物活性特征是非常重要的,这种情况增加了钙和磷酸根离子的局部浓度进而刺激骨矿物质在磷酸钙表面的形成[7]。
自体骨移植替代方法:一个古老而又年轻的话题邹学农【摘要】@@ 长期以来,自体骨移植是脊柱融合、创伤或肿瘤切除后骨缺损修复的金标准,但自体骨移植存在取材有限、失血、延长手术时间、增加病人痛苦等缺点,而且会引起取材部位并发症.【期刊名称】《中国骨科临床与基础研究杂志》【年(卷),期】2009(001)001【总页数】4页(P19-22)【作者】邹学农【作者单位】510080,广州,中山大学附属第一医院脊柱外科【正文语种】中文【中图分类】R687.34长期以来,自体骨移植是脊柱融合、创伤或肿瘤切除后骨缺损修复的金标准,但自体骨移植存在取材有限、失血、延长手术时间、增加病人痛苦等缺点,而且会引起取材部位并发症。
为了减少自体骨供区并发症,提高骨缺损修复能力,各种具有骨传导/骨诱导潜能的自体骨替代材料应运而生,主要包括成骨性、骨传导性和骨诱导性三类产品。
由于不同来源异体骨质量不稳定与成骨能力差异,异体骨移植的临床效果一直令人失望。
目前临床上几种骨移植替代材料,如珊瑚羟基磷灰石、磷酸钙、硫酸钙、三磷酸钙和胶原-基质羟基磷灰石复合材料,常用于骨缺损的填充与脊柱融合。
由于缺乏足够的临床数据支持,医生在选用这些产品时往往难以决策。
因此,骨科医师应充分了解这些材料的特性,根据临床需要选择合适的骨移植替代方法。
1965年,Urist等在《科学》杂志上报告了骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)的发现,被认为是最有价值的突破之一。
随着分子克隆技术的发展,骨诱导生长因子的研究越来越多。
目前在国际上基因重组BMPs已经批量生产。
重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)和成骨蛋白-1(osteogenic protein-1,OP-1)在临床应用中取得了令人鼓舞的效果。
尽管如此,临床上仍然面临许多新的挑战,如剂效关系、载体选择、抗体产生的可能以及高昂的生产成本等,在像我国这样的发展中国家更加难以推广应用。
起泡法制备HA泡沫陶瓷以修复甲状软骨损伤 汪伊丽;黄彦天;刘增述;曹高翔;夏薇 【摘 要】目的 制备带有微孔循环的个性化羟基磷灰石(Hroxyapatite,HA)人工甲状软骨支架及其性能的测试与临床应用研究.方法 采用一种新的甲状软骨支架结构设计和制造方法,以羟基磷灰石为主要材料,依据原位固化方式,通过添加有机单体和交联剂形成网格.并通过添加表面活性剂TritionX-114,降低浆料表面张力,稳定气泡,采用机械搅拌起泡法从而获得一定孔隙大小的泡沫浆料.结合凝胶注模法,脱模获得个性化甲状软骨陶瓷支架,测试其性能,然后采用冷冻吸附法使水溶性I型胶原与重组人骨形态发生蛋白-2混合溶液沉淀于陶瓷支架上,制备个性化HA人工软骨复合支架,最后进行动物甲状软骨损伤修复的应用测试实验.结果 HA泡沫陶瓷孔隙尺寸集中于150~300μm范围,孔隙率为(74.37±6.97)%,生物力学强度为(2.3±0.2) mPa.组织学观察,植入HA人工软骨复合支架动物组显微镜下可见明显的新生骨生长及表现出良好的发音、饮食行为.结论 验证了个性化HA人工软骨复合支架制备与临床应用的可行性.
【期刊名称】《现代医院》 【年(卷),期】2014(014)001 【总页数】3页(P20-22) 【关键词】甲状软骨;起泡法;羟基磷灰石;凝胶注模 【作 者】汪伊丽;黄彦天;刘增述;曹高翔;夏薇 【作者单位】广西大学材料科学与工程学院 广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院 广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院 广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院 广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院 广西南宁 530004
【正文语种】中 文
甲状软骨密切关系着生物体的饮食与语言交流等重要活动,其损伤修复备受关注。目前国内外临床医学上多采用传统的“以创伤修复创伤”的治疗模式,利用临近皮瓣、带肋骨的肌皮瓣等修复人体甲状软骨损伤。这种方式来源、大小形状受限,支撑力可能不足,对人体其他组织也带来了缺陷[1]。为此,借鉴国内外利用HA陶瓷在牙周骨质、药物载体、生物硬组织等领域的运用[2-3],本组提出了一种新的甲状软骨支架结构设计和制造方法。通过CT扫描,利用CAD三维重建缺损的甲状软骨支架,应用RP技术实现支架结构的精确可控制造。试图将具有良好生物相容性的羟基磷灰石生物陶瓷[4]延伸运用于生物软骨上,添加软骨形成诱导因子骨形态发生蛋白-2及I型胶原[5],以期制造出近似原生物体甲状软骨的带有循环微孔的人工骨架。其开孔结构有助于软骨生长因子和组织液的流动循环,利于营养元素的交换与输送,从而促进新生骨的生长并与原体组织的融合[6],力求最大限度地保留生物体的甲状软骨功能。 1 材料与方法 1.1 实验药品 羟基磷灰石(HA),北京德科岛金科技有限公司;丙烯酰胺(AM),上海源叶生物科技有限公司;N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MABM),天津市科密欧化学试剂有限公司;柠檬酸铵,天津市科密欧化学试剂有限公司;过硫酸铵(APS),国药集团化学试剂有限公司;四甲基乙二胺(TEMED),国药集团化学试剂有限公司;Trition-114,美国Spectrum化学试剂公司;纯水;无水乙醇;水溶性I型胶原;重组人骨形态发生蛋白-2。 1.2 直接起泡法制备开孔羟基磷灰石泡沫陶瓷 按照质量比,纯水∶AM∶MABM=20∶15∶1 配制基液,实验中考虑到电子恒速搅拌机(额定功率为800W)的容量,取纯水体积60 ml。向其中添加31.6 g羟基磷灰石制取若干组理论固相含量为16.67%的陶瓷浆料。球磨45 min,将浆料转移至搅拌机中,加入2.5 ml起泡剂Trition-114,搅拌约8~12 min,使得浆料充分发泡,发泡后体积约为原体积的2~3倍。继续加入过硫酸铵1.0 g,搅拌约3~5 min。最后添加催化剂TEMED约30滴(合约1.5 ml体积,采用普通胶头滴管),搅拌约2~3 min,由于反应放热,存在气体挥发,搅拌完毕应即时打开容器盖。浆料反应结束,形成具有微小孔隙的多孔泡沫坯体。 将多孔泡沫坯体室温下放置24h风干;其后放置炉中缓慢加热至100~120℃,保温24 h烘干;最后将烘干后的多孔泡沫坯体放入马弗炉内进行烧结:以1℃/min的速率缓慢升温至300℃,保温2 h;再以3℃/min的升温速度加热至1 200℃,保温2 h。获得一定孔隙率的开孔羟基磷灰石泡沫陶瓷。 1.3 羟基磷灰石泡沫陶瓷孔隙率和强度的测定方法 这里依据阿基米德原理,采用排液法测定羟基磷灰石泡沫陶瓷标准样件的孔隙率。用量筒量取足量体积(V1)的无水乙醇,将准备好的标准样件放入其中,确保其完全浸入无水乙醇中。密封量筒,静置数分,待样件表面无明显气泡,记录此时的量筒读数(V2)。将样件取出,记录量筒中无水乙醇的读数(V3)。则标准样件的体积V、孔隙率K,按照下列公式进行计算:[7]