体内灌注诱导成骨微环境系统修复大段骨缺损

体内灌注诱导成骨微环境系统修复大段骨缺损戴江华罗军朱美兰

本研究旨在建立可调控的体内灌注诱导成骨微环境系统（ＲＯＩＭＳ），并对其修复大段骨缺损的可行性进行探讨。

一、材料与方法

１．骨髓基质干细胞．珊瑚（ＢＭＳＣ－ＮＣ）复合物：参照文献［１］，将ＢＭＳＣ制成含１０×１０６个／ＩＩｌｌ细胞的ＤＭＥＭ悬液滴入长２５ｉｎｎｌ，外径１２１１１１１１，内径２ｍｍ贯通的圆桶状ＮＣ，完全浸润成ＢＭＳＣ—ＮＣ复合物，５ｄ后回植。

２．羊胫骨干骨缺损模型的建立：按本实验室方法¨］，于胫骨外侧８孔重建钢板内固定，建立２５ｒａｎｌ长的山羊左下肢胫骨中段大段骨与骨膜缺损模型。

３．单纯材料组（对照组）建立骨缺损模型，分别将ＮＣ直接嵌入８只山羊骨缺损处。

４．ＲＯＩＭＳ系统的建立…（实验组）：ＢＮＳＣ－ＮＣ复合物嵌入８只山羊骨缺损处，建立ＲＯＩＭＳ系统：由体内和体外的泵联合组成，体内泵为皮下植入式给药装置（ＫＬ－ｌＩ型，陕西省科联新技术开发中心）；体外泵为便携式微量注射泵（ＡＪ５８０５型，上海安洁电子设备有限公司）。体内泵由注射座和硅橡胶导管二部分组成，导管的末端有多个侧孔，插入复合物中央。另一头为埋植在左侧臀部皮下的注射座，由于体外的微量泵的推注速度可以调控，注射针刺人注射座后即可持续微量稳定地输入含有ｒｈＢＭＰ－２和ｒｈｂＦＧＦ（美国ｐｅｐｒｏｔｅｃｈ公司提供）双因子的ＤＭＥＭ培养液。

５．ＲＯＩＭＳ系统灌注量与给药方式：总的灌注量＝ＮＣ中完全浸润的液体量＋管道系统中滞留的液体量＝２．６９ｍｌ，

基金项目：江西省教育厅科学技术研究重点项目（赣教技字［２００６１６７号）

作者单位：３３０００６南昌大学第二附属医院康复医学科

因此，每天每次５ｌｌｌｌ的ＤＭＥＭ灌注能使

复合物达到充分灌注的效果；ＤＭＥＭ中

含有现配的ｒｈＢＭＰ－２（２５彬Ｌ）和ｒｈｂＦ－

ＧＦ（２ＩＸｇ／Ｌ）双因子，持续２０ｈ给完。

６．观察与检测内容：（１）体内外灌注

情况。（２）影像学观察：分别于术后１ｄ、

２周、８周摄ｘ线片观察骨愈合与ＮＣ吸

收情况。并测定各时间点植入物ｘ线

ＯＤ指数。（３）组织学检查：两组动物均

取植入物组织脱钙后行石蜡切片、苏木

素－伊红（ＨＥ）染色，组织学形态观察。

７．统计学方法：结果采用均数±标

准差（ｉ±ｓ）表示，应用配对ｔ检验。

二、结果

１．一般情况：观察实验动物手术切

口周围组织均元红肿、渗出等表现。

２．体内外灌注情况：（１）体外灌注情

况：经体外灌注含或不含生长因子的

ＤＭＥＭ，能均匀渗透整个复合物支架，当

灌注量超过２．６ｍｌ整个支架被完全浸润，

逐渐溢出。（２）体内灌注情况：体内每天

灌注５“液体后，未观察到复合物周围

因液体潴留而出现的肿胀、渗出等现象，

伤口愈合良好。

３．影像学观察：术后８周，ｘ线观察

显示实验组８只羊复合物周围形成骨

痂，并与胫骨缺损部分融合；对照组所有

羊都观察到支架材料部分降解、吸收（图

４）。术后２周、８周时，两组问植人物Ｘ

线吸光度指数差异有统计学意义（Ｐ＜

Ｏ．０５、尸＜０．０１）。

４．组织学检查：术后８周，实验组复

合物经ＨＥ染色均观察到大量骨组织形

成；对照组仅见纤维组织长入。

三、讨论

四肢长骨的大段骨缺损，不但需要

的植骨量大，还对术后的力学性能有很

高的要求，目前尚无理想的治疗手段。

有效的构建方法是使组织在体内营养环

境及生物力学条件影响下形成幢】。本研

・１５２７・

・简报－

究表明组织工程自体应力刺激骨（ＴＥＢ）

在体内灌注营养环境下，取得良好效果。

其理论意义在于：（１）ＲＯＩＭＳ系统在骨

缺损部位创建一个不需要血管化即能实

现的“三维动态成骨微环境”，将多种生

物信号、营养物携带到局部微环境，保障

大段ＴＥＢ中心的早期营养，并通过复合

物周围组织吸收局部新陈代谢产生的废

物，维持局部为一个动态的诱导成骨微

环境。突破了大块ＴＥＢ植入体内后。必

须依赖血供重建才能实现营养供给和代

谢微环境的常规思路；（２）ＲＯＩＭＳ系统

通过可调控的灌注来实现生长因子持续

微量稳定的缓释效果，发挥多因子的协

同有序的高效诱导成骨作用，同时避免

单独应用需要较大剂量可能带来的副作

用；（３）ＲＯＩＭＳ系统通过ｂＦＧＦ生长因子

的缓释作用诱导周围组织血管长入而实

现大段ＴＥＢ的血管化，无须采用带血管

蒂的筋膜包裹、血管束植入等预血管化

措施。使以往血管化和组织构建相互脱

节的“二站式”模式转变为两者同步进行

的“一站式”修复新模式，避免了各种预

血管化措施对预构区组织造成损伤，带

来各种并发症。还能避免转瓣和吻合时

对人工骨新生血管带来损伤，影响组织

再生；（４）符合临床应用的实际需要。每

次进针给药前仅需简单的皮肤消毒，操

作方便，能最大限度地保证无菌操作，且

利用自体应力刺激，保证了成骨的速度

和质量。总之，ＲＯＩＭＳ系统操作简单、安

全高效，具有修复大段骨缺损的可行性

和潜在的临床应用价值。

参考文献

［１］祝联，周广东，陈付国，等．骨髓基质干

细胞与珊瑚复合物体内凹植时问的研

究．中华实验外科杂志。２００４，２１：１０．１１．

［２］杨志明．我国组织工程实验研究的发展

方向．中华实验外科杂志，２００４，２１：８－９．

（收稿日期：２００８－０４－２９）

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