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[背景]:重组人体骨形态发蛋蛋白—2有较强的诱导成骨作用,寻找一个合适的载体成为目前研究的热点问题。磷酸钙骨水泥因为具有许多优点而可能成为其良好的载体。
[目的]:将重组人体骨形态发生蛋白—2与磷酸钙骨水泥复合制成可注射性生物活性人工骨,通过动物实验研究其生物相容性、生物降解性、成骨特性和对眼眶骨缺损的修复作用,评价磷酸钙骨水泥/重组人体骨形态发生蛋白—2复合物及单纯磷酸钙骨水泥对实验性眼眶骨折的修复作用。
[方法]:
1选取8只新西兰大白兔,通过手术方法造成眼眶下壁骨折缺损,眶内容物疝出,建立眶下壁骨折的动物模型。
2设定兔的右眼为A组,左眼为B组,分别注入磷酸钙骨水泥/重组人体骨形态发生蛋白—2复合物及单纯磷酸钙骨水泥。
3术后观察伤口愈合情况、并发症、双侧眼眶外观变化。
4术后动物4周、8周及16周时分批处死动物进行组织学检查及电镜扫描观察。
5溶解度试验:用相同质量的磷酸钙骨水泥/重组人体骨形态发生蛋白复合物及单纯磷酸钙骨水泥溶于生理盐水,1d、4d、8d、12d取浸泡液.测定钙离子的浓度。
[结果]
1、随着时间的延长,CPC和CPC/rhBMP—2在生理盐水中溶解的钙离子浓度逐渐增加,但两组比较无统计学意义。
2、实验动物伤口愈合良好,无并发症,有一例植入材料溃散,A组(CPC/rhBMP—2组)睑结膜充血平均消退时间5天,B组(CPC组)睑结膜充血水肿,平均消退时间7天。
3、实验动物植入材料4、8、16周组织形态学检查均未发现炎症细胞和异物巨细胞。
4、术后4周:A组植入材料光镜下见有大量成骨细胞,骨与材料界面有少量新骨形成;电镜下材料晶体颗粒溶解融合,成骨细胞分泌基质形成网状,附着于材料表面和颗粒间。B组光镜下可见材料植入区为圆形空腔(标本脱钙形成),无明显新骨形成迹象,边缘少量成骨细胞沿支架长入材料内;电镜扫描见材料内部晶体结构无明显变化,边缘处有溶解现象,材料表面有钙盐沉积,材料与骨的交界处可见成骨细胞。
5、术后8周:A组光镜下大量条带状新生骨长入材料并与之相互分割包绕,将材料分解成多个大小不等的区域,新生骨向板层骨改建,材料吸收降解明显;电镜扫描见材料晶体溶解成不规则的框架状结构,成骨细胞分泌的细胞外基质更加丰富,形成板层网状结构。B组材料区光镜下成骨细胞数量明显增多,形成条带状新生骨长入材料,板层骨尚未形成,材料的降解、新生骨的生成量和钙化程度较A组低;电镜扫描见晶体结构被破坏,晶体间连接断裂,部分晶体溶解成不规则的框架,少量晶体仍保持颗粒状结构,细胞外基质增多,形成密网状。
6、术后16周:A组植入材料光镜下完全被降解吸收,同时被新生骨组织替代,骨缺损区有大量板层骨相互融合生长,骨基质结构中可见到骨细胞和骨陷窝,材料的爬行替代基本完成,电镜扫描见晶体结构消失,与骨组织融为一体。B组植入材料光镜下大部分被降解,同时被新生骨组织取代,仍有少量材料残留;电镜扫描见晶体结构消失,板层骨形成,板层间散在部份未完全降解材料及钙盐颗粒。
[结论]:
1、磷酸钙骨水泥是重组人体骨形态发生蛋白—2的理想载体。
2、CPC作为眶骨折的修复材料,不但具有良好的骨传导性,而且具有较好的生物相容性、可塑性和可注射性。
3、CPC是通过溶解于体液中而降解的,rhBMP—2对CPC的降解无影响。
4、CPC/rhBMP—2复合材料具有较强的传导成骨和诱导成骨活性,应用CPC/rhBMP—2复合材料修复眼眶骨折,较单独应用CPC材料,在新骨形成速度和材料降解速度都具有明显差异。